Термодинамика (Сборник рефератов). Черный А.А. - 58 стр.

                                  РЕФЕРАТ № 7
                                 ТЕПЛОТЕХНИКА

Теплотехника - отрасль техники, занимающаяся получением и использова-
нием теплоты в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте и в бы-
ту.
         Получение теплоты. Основным источником теплоты, используемой
человечеством (70-е гг. 20 в), является природное органическое топливо, вы-
деляющее теплоту при сжигании. Различают твёрдое, жидкое и газообразное
топливо. Наиболее распространённые виды твёрдого топлива — угли (ка-
менные и бурые, антрациты), горючие сланцы, торф. Природное жидкое то-
пливо — нефть, однако непосредственно нефть редко используется для по-
лучения теплоты. На нефтеперерабатывающих предприятиях из нефти выра-
батывают бензин — горючее для автомобильных и поршневых авиационных
двигателей; керосин — для реактивной авиации и для некоторых поршневых
двигателей; различные типы дизельного топлива и мазуты, применяемые в
основном на тепловых электростанциях. Газообразное топливо — природный
газ, состоящий из метана и др. углеводородов (см. Газы горючие). Топливом
в сравнительно небольших масштабах служит также древесина (дрова и дре-
весные отходы). В середине 20 в. разрабатываются методы сжигания про-
мышленных и бытовых отходов с целью их уничтожения и одновременного
получения                                                             теплоты.
        Важнейшая характеристика топлива — удельная теплота сгорания.
Для сравнительных расчётов используется понятие топлива условного с теп-
лотой сгорания 29308 кдж/кг (7000 ккал/кг).
         Для сжигания топлива служат различные технические устройства —
топки, печи, камеры сгорания. В топках и печах топливо сжигается при дав-
лении, близком к атмосферному, а в качестве окислителя обычно использует-
ся воздух. В камерах сгорания давление может быть выше атмосферного, а
окислителем может служить воздух с повышенным содержанием кислорода
(обогащенный воздух), кислород и т.д.
         Теоретически для сгорания топлива необходимо стехиометрическое
количество кислорода. Например, при горении метана CH4 осуществляется
след. реакция: CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O. Из этого уравнения следует, что на 1
к/моль (16 кг) CH4 требуется 2 к/моля (64 кг) O2, то есть на 1 кг CH4 — 4кг O2.
На практике для полного сгорания нужно несколько большее количество
окислителя. Отношение действительного количества окислителя (воздуха),
использованного для горения, к теоретически необходимому называется ко-
эффициентом избытка окислителя (воздуха). При сгорании топлива его
химическая энергия переходит во внутреннюю энергию продуктов сгорания,
в результате чего эти продукты нагреваются. Температура, которую приоб-
рели бы продукты сгорания, если бы не отдавали теплоту во вне
(адиабатный процесс), называется теоретической температурой горения. Эта
температура зависит от вида топлива и окислителя, их начальной температу-
ры и от коэффициента избытка окислителя. Для большинства природных то-
                                      58