Твердое топливо — это… виды, характеристики и производство твердого топлива

Древесные товарные формы

В качестве альтернативы природному сырью разработаны и выпускаются евродрова. Они спрессованы в виде ствола или кирпичика из отходов деревообрабатывающей промышленности, пищевого производства и сельскохозяйственной отрасли. Для их формовки используется распаривание с последующим прессованием. Чаще всего связующих добавок не применяют, а склеивают частицы лигнином — полимером природного происхождения.

Плитки Пини-кей

Выпускают их в форме полена с торцом в виде шестиугольника. По длине проходит продольный паз. Высокая плотность товара (1,1-1,4 г/см³) получается во время прессовки на шнековых агрегатах под давлением. Технологический паз на поверхности усиливает горение, прохождение воздушного потока при складировании в топке, увеличивает площадь тления.

Темный колер брикету придается во время термической обработки (нагрев до 200°С), благодаря которой изделия становятся устойчивыми к влаге. Марка товара Нестро изготавливается на механических прессах, работающих ударным способом, при этом возникает давление 450-650 бар. Плотность изделий ниже обычных (0,95-1,25 г/см³). Цилиндры поступают в продажу без бокового паза, но иногда он присутствует.

Изделия для котлов Руф

Топливный материал, выпускаемый под этой маркой, отличается формой в виде кирпича. Изготавливается путем прессовки на гидравлическом оборудовании, при этом создается давление 350-450 бар. Плотность камней — 0,73-0,85 г/см³, сырьем служит древесина и ее отходы.

За счет большей твердости (по сравнению с дровами) и сухому состоянию (4,5-6% влаги) брикеты выделяют 3750 ккал тепла при горении, что больше среднего показателя любой древесины. На конечные физические свойства продукции влияет выбор исходного материала. Для производства используют лиственные и хвойные стволы или растительные остатки другой органики.

Много тепла дают изделия, в которых использована шелуха семян подсолнечника. Брикеты сгорают без остатка, золы мало. В химическом составе сырья присутствует масло, что повышает температуру в топке. Есть и обратная сторона — загрязняется сажей дымовой канал.

Опилочный материал

Брикеты из отходов при выстругивании по объему выделяемого тепла стоят на втором месте и сопоставимы с деревянными брусками. При выборе материала для печи учитывают показатель теплотворности сырья. По сравнению с отопительными брикетами из рисовой шелухи, которые образуют 21% золы, опилочный товар дает только 2,6%.

При покупке обращают внимание на габариты изделия. Качественные образцы выпускают толщиной 6-8 см, а длина элемента не превышает 35 см

Уменьшение размеров ведет к удешевлению материала, такие бруски производятся в 4-6 см на 5-15 см. Эти параметры связаны с рыхлым телом полена, которое распадется при увеличении габаритов.

Выпуск брикетов преследует цель сохранения лесных массивов и является в этом смысле предпочтительным видом топлива. Брикеты создают из гречихи, шелухи семечек, тырсы, опилок, стружек, кукурузных стеблей, сена. При этом целые стволы в работе не используются.

Положительный момент заключается в идеальной форме, в результате чего брикеты укладываются в жерло компактно и позволяют долго не заглядывать в топку. Это имеет значение при эксплуатации газогенераторных котлов, сжигающих дополнительно выделяемые продукты горения.

Пеллеты — гранулы для печи

Изделия выпускают в диаметре до 8 мм, их длина составляет 5 см. Это распространенное топливо для пеллетных котлов, использующихся во многих странах мира. Сырьем служит солома, птичий помет, отходы деревообработки.

Масса дробится и перемалывается в мелкую крошку, затем поступает на гранулярный пресс для обжима и придания формы. Изделия после обработки отличаются повышенной плотностью и сниженной влажностью. В продаже встречаются гранулы темного цвета, подверженные выдержке в высокой температуре. Их показатели улучшены, такой материал называется биоуголь. Гранулы различают по сортам:

1. Стандартные темного цвета из-за сырьевой базы (гречишная шелуха и семечки). После сгорания образуют 3% золы. Оптимальный вид топлива по приемлемой цене при достаточном обогреве.
2. Премиум-гранулы. Серые или белые с высоким выделением тепла и остатком золы после разложения (0,4%).
3. Промышленные. Используются в индустриальных печах. Эти изделия грязно-серого цвета выпускают из древесных отходов с включением коры. Отличаются низкой стоимостью.

Понятие топлива

Понятие топлива возникло из способности некоторых веществ гореть, выделяя при этом тепло. В большинстве случаев горение является химической реакцией окисления, при этом для таких видов топлива, как, например, дерево (дрова) или бензин окислителем часто служит кислород воздуха. В качестве окислителя в специальных устройствах (например, ракетных двигателях) могут использоваться и другие вещества, например жидкий кислород. Фтор не используется как окислитель из-за очень высокой токсичности, озон — из-за токсичности и нестабильности.

Поскольку во многих устройствах в качестве окислителя используется кислород, потребляемый из окружающего воздуха без приложения специальных усилий («невидимый» окислитель), в быту происходит смешение понятий и горючее часто (и ошибочно) называют топливом.

Для преобразования тепловой энергии топлива в кинетическую используют различные виды тепловых двигателей.

Основной показатель топлива — теплотворная способность (теплота сгорания). Для целей сравнения видов топлива введено понятие условного топлива (теплота сгорания одного килограмма «условного топлива» (у. т.) составляет 29,3 МДж или 7000 ккал, что соответствует низшей теплотворной способности чистого антрацита).

Печное бытовое топливо предназначено для сжигания в отопительных установках небольшой мощности, расположенных непосредственно в жилых помещениях, а также в теплогенераторах средней мощности, используемых в сельском хозяйстве для приготовления кормов, сушки зерна, фруктов, консервирования и других целей.

Стандарт на котельное топливо — ГОСТ 10585-99 предусматривает выпуск четырёх его марок: флотских мазутов Ф-5 и Ф-12, которые по вязкости классифицируются как лёгкие топлива, топочных мазутов марки 40 — как среднее и марки 100 — тяжёлое топливо. Цифры указывают ориентировочную вязкость соответствующих марок мазутов при 50 °C.

Печное топливо тёмное вырабатывается из дизельных фракций прямой перегонки и вторичного происхождения — дистиллятов термического, каталитического крекинга и коксования.

По фракционному составу печное топливо может быть несколько тяжелее дизельного топлива по ГОСТ 305-82 (до 360 °C перегоняется до 90 процентов вместо 96 процентов, вязкость печного топлива до 8,0 мм2/с при 20 °C против 3,0-6,0 мм2/с дизельного).

При изготовлении печного топлива не нормируются цетановое и йодное числа, температура помутнения. При переработке сернистых нефтей массовая доля серы в топливе — до 1,1 процента.

Для улучшения низкотемпературных свойств печного топлива в промышленности применяют депрессорные присадки, синтезированные на основе сополимера этилена с винилацетатом.

Характеристики:

• 10 процентов перегоняется при температуре, С, не ниже 160;
• 90 процентов перегоняется при температуре, C, не выше 360;
• кинематическая вязкость при 20 °C, мм2/с, не более 8,0;
• температура вспышки в закрытом тигле, С, не ниже 45;
• массовая доля серы, процентов, не более: в малосернистом топливе 0,5, в сернистом топливе 1,1;
• испытание на медной пластинке выдерживает;
• кислотность, мг КОН/100 см3 топлива, не более 5,0;
• зольность, процентов, не более 0,02;
• коксуемость 10-процентного остатка, не более 0,35 процентов;
• содержание воды: следы;
• цвет: от светло-коричневого до чёрного;
• плотность при 20 °C, кг/м3: не нормируется, определение обязательно.

Ядерное топливо:

Из элементов, встречающихся в природе, для получения ядерной энергии пригодны два элемента: торий и уран. При делении изотопа урана 235 (не более 1/140 от всего урана, имеющегося на планете) высвобождается энергия в виде теплоты.

В качестве ядерного топлива так же используют изотопы урана 238 и тория 239. Если произойдет деление абсолютно всех ядер, содержащихся в 1 кг чистого урана, можно получить 2107 кВт/ч энергии. Если сравнивать с углем, для получения такого же результата придется сжечь не менее 2,5 тыс. тонн высококачественного антрацита.

Природное ядерное топливо – это изотопы урана 235 и 238. В последнем случае после захвата ядром нейрона материал превращается в изотоп плутония 239.

Вторичное ядерное топливо – это продукт переработки исходного сырья. Не встречается в природе в чистом виде. К данной категории относят изотоп плутония 239 и урана 233.

Ядерное топливо не предназначено для использования в стандартных ТЭЦ. Из него изготавливают капсулы размером в несколько сантиметров и помещают в герметичные тепловыделяющие элементы (ТВЭЛы) на атомных и ядерных станциях. Ядерное топливо еще может применение в двигателях субмарин, кораблей, в особо мощных производственных установках.

Бензин как вид топлива.

Еще один вид топлива — бензин. Он необходим для нормального функционирования поршневых двигателей внутреннего сгорания с воспламенением от искры (принудительным), марки бензина в зависимости от назначения разделяются на авиационные и автомобильные.

Хотя условия применения автомобильных и авиационных марок бензинов и различны, однако они характеризуются общими показателями качества, которые определяют их основные эксплуатационные и физико-химические свойства.

К современным маркам бензина предъявляется ряд требований, они должны:

— обеспечивать надежную и экономичную работу двигателя;

— при длительном хранении не изменять свойства и состав;

— обладать хорошей испаряемостью, позволяющей получать при любых температурах оптимальный состав однородной топливовоздушной смеси;

— содержать групповой углеродный состав, который обеспечит на всех режимах работы двигателя устойчивый и бездетонационный процесс сгорания;

— не оказывать вредного воздействия на резинотехнические изделия, резервуары и детали топливной системы.

Из-за повышенного загрязнения атмосферы во всем мире, экологические свойства марок бензина (как вида топлива для автомобилей) в последние годы выдвигаются на первый план.

В России основная масса марок бензина вырабатывается по ГОСТ Р 51105-97, ГОСТ 2084-77 и ТУ 38.001165-97. Пять марок бензина предусматривается по ГОСТу 2084-77, в зависимости от их октанового числа: А-72, А-76, А-91, А-93 и А-95. У первых двух марок октановые числа определяются по моторному методу, а у остальных — по исследовательскому. Благодаря увеличению в общем объеме автопарка доли легкового транспорта, значительно возросло потребление высокооктановых марок бензина. На низкооктановые же марки бензина потребность постепенно снижается, например, сейчас почти не производится бензин марки А-72, поскольку отсутствует эксплуатируемая на нем техника.

На сегодня самым востребованным является бензин марки А-92, его вырабатывают по ТУ 38.001165-97. По-прежнему очень высокую долю в общем объеме производстве составляет марка бензина А-76.

По указанным ТУ производятся также вид топлива бензина А-80 и А-96, которые в основном предназначены для поставки на экспорт. Использование этиловой жидкости допускается при производстве марок бензина А-76, А-80, А-91, А-92 и А-96. Высокооктановый бензин марки АИ-98 вырабатывается по ТУ 38.401-58-127-95 и ТУ 38.401-58-122-95. Производство малоэтилированного бензина марки А-91, который содержит 0,15 г/дм3 свинца, осуществляется по отдельным ТУ 38.401-58-86-94. Не допустимым является применение алкилсвинцовых антидетонаторов при производстве бензина марок А-95 и А-98.

Все марки бензина, которые вырабатываются по ГОСТ 2084-77 делятся на летние и зимние, в зависимости от показателей их испаряемости. Зимние бензины применяются на протяжении всех сезонов в северных и северо-восточных районах, а в остальных районах их используют только с 1 октября по 1 апреля. Летние применяются с 1 апреля по 1 октября во всех районах, кроме северных и северо-восточных, а в южных районах допускается в течении всех сезонов применять летние марки бензина.

От общепринятых международных норм существенно отличаются параметры марок бензина, которые производятся по ГОСТ 2084-77. Чтобы повысить конкурентноспособность марок российского бензина и довести их качество до уровня установленных европейских стандартов был разработан ГОСТ Р 51105-97 «Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия», который начал действовать с 01.01.99 г. Данным стандартом не заменяется ГОСТ 2084-77, предусматривающий выпуск этилированных и неэтилированных марок бензина. Производиться по ГОСТ Р 51105-97 будут только неэтилированные марки бензина (с максимальным содержанием свинца, не превышающим 0,01 г/дм3).

Топки для сжигания биотоплива

В настоящее время технология сжигания биотоплива достаточно отработана на отечественных и зарубежных установках. В зависимости от характеристик биотоплива (влажности, гранулометрического состава и стоимости) применяются различные топочные устройства:

■ скоростные топки Померанцева;

■ слоевые топки с механическими решетками;

■ топки с кипящим слоем;

■ газогенераторные установки и т.д.

Все они имеют те или иные преимущества и недостатки. В состав оборудования входит отечественная или импортная система автоматического управления (САУ). При переменной влажности древесных отходов (W_r=30-60%) гораздо лучше показали себя топки с наклонно-переталкивающими решетками зарубежного производства с тепловым напряжением зеркала горения около 500-700 кВт/м2. Выбросы оксидов азота (в пересчете на NO₂) в атмосферу при этом составляют 130-160 мг/нм3.

На рис. 3 изображена схема модернизированного котла КЕ-10-14 с наклонно-переталкивающей решеткой для сжигания древесных отходов. Проект котла выполнен зарубежной фирмой Tamult (Эстония) для котельной Ильинского лесозавода (Карелия) . Наклонно-переталкивающая решетка со свободно-залегающим слоем имеет тепловое напряжение 500-700 кВт/м2. Процессы подачи топлива, горения топлива на решетке, удаления шлака и золы, поддержания требуемого избытка воздуха полностью автоматизированы. Общий воздух разделен на первичный воздух, подаваемый под решетку (60%, в четыре зоны), и вторичный, вводимый в виде струй острого дутья в топочный объем. Первичный воздух нагревается в воздухоподогревателе до 130-170 ОС, вторичный подается в топку холодным, новым отдельным вентилятором. Для лучшего воспламенения и сжигания влажного топлива над задней частью решетки выполнен кирпичный зажигательный свод. Котел оборудован водяным экономайзером и воздухоподогревателем. Этот проект был реализован уже более 10 лет назад и показал неплохие результаты. При номинальной нагрузке на древесных отходах влажностью около 55% (иногда до 60%) КПД брутто котла составил 88-90%. Мазут полностью исключен из топливного баланса котла. Капитальные затраты на модернизацию котла составили примерно 50 долл. США/кВт, а срок окупаемости составил около 5 лет. Значительно снижены выбросы вредных веществ в атмосферу.

На рис. 4 представлена схема парового котла КЕ-10-14, скомпонованного с топкой скоростного горения профессора В.В. Померанцева, широко применяемой до настоящего времени. Топливо (как правило, древесные отходы) подается под собственным весом по каскадно-лотковому рукаву в зону горения. Первичный воздух прижимает топливо к «зажимающей» решетке, выполненной из ошипованных труб фронтового экрана котла.

Тепловое напряжение решетки этой конструкции может достигать 1500-4000 кВт/м2 (у обычных слоевых котлов — 500 кВт/м2), что значительно сокращает зону горения. Вторичный воздух вводится в объем топки в качестве острого дутья. Топка несложна в изготовлении, проста в управлении и поэтому имеет минимальную цену. Как правило, котел дополнительно оборудован воздухоподогревателем (для подогрева воздуха при сжигании влажного топлива). КПД котла при сжигании влажных древесных отходов достигает 86-89%, что считается вполне удовлетворительным.

В последнее время бурно развивается рынок производства и потребления «искусственного» биотоплива — древесных пеллет. Они изготавливаются из древесных отходов (или древесины, или иных растительных отходов) путем измельчения, сушки и последующего прессования. В результате получаются сухие прессованные цилиндры (Pellets) диаметром от 10 до 100 мм (по требованию заказчика) и длиной от 20 до 100 мм. Они имеют стабильные характеристики, высокую теплоту сгорания (около 20 МДж/кг), практически не содержат серы, имеют малое содержание золы «2%), но относительно дороги. Пеллеты можно долго хранить и легко транспортировать на большие расстояния. Сжигание их не представляет значительных трудностей и может быть организовано в вышеперечисленных топочных устройствах. Однако, в России пеллеты не нашли пока должного применения вследствие их дороговизны. В настоящее время пеллеты в основном изготавливаются мелкими фирмами и поставляются в Западную Европу, что приносит хороший и устойчивый доход.

Ископаемый уголь

Наиболее распространенный вид топлива. Он используется как непосредственно для сжигания, так. и для переработки в более ценные виды топлива — кокс, жидкое горючее, газообразное топливо.

Мировые запасы ископаемого угля оцениваются примерно-в 7 900 млрд. т. По запасам угля СНГ занимает второе место в мире.

В царской России добыча угля не удовлетворяла потребностей даже слабо развитой промышленности, и каменный уголь дополнительно ввозился из-за границы. Единственным поставщиком угля на всю страну был тогда Донбасс. По добыче угля Россия занимала шестое место в мире.

После Октябрьской революции в угольной промышленности произошли огромные изменения. За годы предвоенных пятилеток были освоены новые угольные бассейны: в Средней Азии, на Кавказе, в Восточной Сибири. Начата разработка каменного угля и в ряде других районов страны.

В 1959 г. в Советском Союзе было добыто 506,5 млн. т угля. В 1965 г. добычу угля намечается довести до 600—612 млн. г. Однако доля угля в общем производстве топлива будет постепенно уменьшаться при более быстром возрастании добычи нефти и природного газа,

Ископаемый уголь представляет собой остатки растительного мира, существовавшего на нашей планете в давно минувшие периоды ее жизни. Чем старше уголь, тем богаче он углеродом.

Различают три главных вида ископаемых углей:

1.Антрацит — самый древний из ископаемых углей. Отличается большой плотностью и блеском. Содержит в среднем 95% углерода, при горении дает очень много тепла. В общих запасах углей СССР антрацит составляет около 5,5%.

2.Каменный уголь — плотное черное вещество. Содержит 75—90% углерода. Из всех ископаемых углей находит самое широкое применение.

3.Бурый уголь содержит 65—70% углерода. Имеет бурый цвет. Как самый молодой из ископаемых углей часто сохраняет следы структуры дерева, из которого он образовался. Бурый уголь отличается большой гигроскопичностью и высокой зольностью (от 7 до 38%), поэтому используется только как местное топливо.

За последнее время большое значение приобрела переработка бурого угля в ценные виды жидкого топлива — бензин и керосин. Для этого мелко измельченный уголь гидрируют — нагревают под большим давлением, в присутствии катализаторов, с водородом.

Под действием водорода происходит расщепление очень сложных молекул органических веществ и образование более простых молекул предельных углеводородов. Получающиеся в результате гидрирования угля продукты подвергаются дальнейшему расщеплению и превращаются в бензин и керосин.

20150422_87846115346825605

После этого она поставляется на ректификационный завод, где из нее получают уже конечный продукт — синтетический e-diesel. Пока углекислый газ, необходимый для производства, поставляет специальное биогазовое предприятие. В дальнейшем он будет частично забираться прямо из окружающей среды на радость борцам с парниковыми газами. Кроме того, защитников природы порадует и экологическая чистота синтетического дизельного топлива. Ведь оно не изготавливается из ископаемой нефти, а значит, не содержит серы и при сгорании образует меньше загрязняющих веществ. К тому же, как отмечают изобретатели, двигатели на этом топливе работают тише. Синтетическое дизельное топливо можно использовать как в чистом виде, так и в смеси с обычной соляркой.

В ближайших планах компаний Audi и Sunfire построить завод, способный выпускать e-diesel в промышленных масштабах. По предварительным прогнозам, стоимость нового топлива составит от 1 до 1,5 евро за литр, что в целом соответствует или немного превышает текущую рыночную цену на солярку в Европе.

Природные виды

Для обзора материалов, используемых для обогрева, следует четко понимать, что относится к твердому топливу. Промышленность добывает и перерабатывает уголь, древесину, торф. В котлах бытового назначения используют именно эти горючие вещества. В промышленных масштабах применяют кокс и сланцы.

Виды твердого топлива таковы:

• ископаемые, которые возникли в процессе метаморфоз останков органики в результате взаимодействия температур и давления много веков назад;
• не ископаемые — к ним относят дерево и производные от него материалы.

Разнообразие топлива поможет подобрать вам наиболее качественное и дешевое

Ископаемый уголь

Из древних частей растений образовались полезные месторождения. Значение имеют и массы битума, наслоившихся на поверхности и постепенно оказавшихся под давлением без воздуха в результате постепенного ухода под землю.

Антрацит относится к высоко углифицированным формам, по состоянию приближающимся к графиту. Плотный и блестящий пласт содержит до 92% углерода. Используется в качестве высококалорийного топлива, горит при низких температурах, но трудно воспламеняется. Происходит от каменного угля.

https://youtube.com/watch?v=W4opkwatHxo

Каменный уголь возник в результате метаморфизма битума, появившегося при тектонических сдвигах в различные эпохи. Богатые залежи обнаруживаются в горах, где созданы условия давления и отсутствия воздуха. Ископаемые образцы отличаются по химическому составу, что предопределяет их свойства. В зависимости от сорта материал содержит 74-96% углерода и до 15% влаги. В составе присутствует 30% летучих газов, поэтому основа легко воспламеняется.

Бурый уголь происходит от торфа. В его составе сконцентрировано 63-72% углерода. По сравнению с другими видами является молодым и залегает не глубже одного километра. Применяется в качестве местного горючего материала и в виде химического сырья. Отличается высоким содержанием углерода (около половины от массы).

Лесное топливо

Самый доступный вид горючего материала, добывается рубкой, не требует геологических разработок. Повсюду используется в качестве твердого топлива для дома, костра, бани и др. Стоимость дров невелика, каждый хозяин заготавливает их собственноручно. На рынке котлов представлены модели различной сложности, рассчитанные на использование древесины или брикетов из нее.

Полезно знать: дрова ольховые свойства.

Порода насаждений имеет значение для определения качества. Наиболее ценными считаются твердые деревья, имеющие высокие показатели теплотворности и горящие длительное время. Лучше всего для печи брать лиственные стволы, т. к. хвойные образуют больше дыма, выделяют много смолы и меньше тепла. Горение пород характеризуется так:

1. Береза отличается хорошим воспламенением даже в сыром виде. Недостаток материала — в образовании смолистого нагара на стенках дымохода. Кубометр дров выдает 2700 ккал тепла.
2. Ольха и осина выделяют тепло без образования сажи, наоборот, способствуют очищению внутренней поверхности дымового коллектора. Осина разгорается постепенно, нагревание малой интенсивности. Ольха загорается скоро, горит жарко (1840-2150 ккал).
3. Тополь быстро раскаляет очаг, но явление кратковременное, так как древесина скоро уничтожается (2430 ккал).
4. Сосновое и еловое топливо сильно горит, т. к. содержит большой процент смолы. Заготавливаются легко, поскольку хорошо обрабатываются из-за мягкости (1745-1855 ккал).
5. Липа, бук и ясень выдают горячее пламя, но растапливаются трудно (2340-2520 ккал).
6. Дуб тяжело заготавливается и колется, но топливо — одно из лучших по физическим показателям. Жарко горят и долго тлеют, выделяя большое количество тепла (3100 ккал).

Отрицательным в заготовке зимнего топлива является то, что требуется много места для хранения материала, организация отвода влажности и создание условий естественной сушки. Рационально заготавливать древесину на следующий год. Так она потеряет влажность и станет пригодной для сгорания с выделением оптимального количества тепла.

Стоимость готовой продукции

На современном информационном пространстве приведены скрупулезные экономические расчеты, выявляющие, что при покупке тонны брикетов по высокой цене потребитель получит температуру в два раза больше, чем при сжигании простых дров.

На практике тепло от евробрикета действительно поступает интенсивно, но не в два раза, а только на треть (32-34%). Денег при этом потребитель потратит больше на 55%, чем при приобретении уже колотых и готовых к применению поленьев. Именно из-за этого практического результата выбор вида топлива становится очевидным.

Искусственное жидкое топливо[править]

Мазут – остаточный продукт, получаемый при перегонке нефти (печное топливо). Горючая масса мало засорена балластом (золы 0,04–0,14%; воды 0,5–1,0%). Различные сорта мазута классифицируют по маркам в зависимости от назначения, содержания серы и зольности: флотский Ф5 видов II и IV; флотский Ф12; топочный 40 малозольный видов I, II, III, IV, V, VI и VII; топочный 100 малозольный видов I, II, III, IV, V, VI и VII; топочный 100 зольный.

Крекинг-мазуты (плотность 1,00–1,06 кг/м3) содержат нерастворимые в бензоле науглероженные частицы (карбоиды) и представляют по существу коллоидальное топливо.

Смолы – продукт сухой перегонки и газификации топлива. Большой выход смол дают древесина, торф, бурые угли и каменные угли с большим содержанием летучих. Теплота сгорания смол 30,145–37,681 МДж/кг (7200–9000 ккал/кг). Смешивать смолы с мазутом не рекомендуется, так как при этом образуются соединения высокой вязкости.

В табл. 6.19 приводятся составы некоторых видов искусственных жидких топлив.

* для мазута видов I, II, III, IV.

ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТОПЛИВА

Для самолетов, ракет и космических летательных аппаратов требуются специальные высокоэнергетические топлива. Существуют два основных типа двигателей для летательных аппаратов, используемых в авиации и космонавтике. Топливо для воздушно-реактивных двигателей, в которых в качестве окислителя используется кислород атмосферного воздуха, должно иметь высокую теплотворную способность (высокую удельную теплоту сгорания). Кроме того, такое топливо должно быть термически устойчивым. Для достижения наивысших технических показателей летательного аппарата такое топливо должно иметь также высокую плотность (чтобы в заданном ограниченном объеме можно было разместить большой запас топлива). Таким образом, в авиационной технике проблема состоит в нахождении топлива, которое характеризуется большой плотностью и высокой удельной теплотой сгорания. Для большей части топлив удельная теплота сгорания тем меньше, чем выше плотность. В настоящее время большинство реактивных двигателей работает на керосине или на бензине в качестве топлива. Однако ведутся исследования смесей специальных углеводородных соединений, которые обладали бы более высокой плотностью

Значительное внимание уделяется также поиску других видов топлив

Второй класс двигателей, а именно ракетные двигатели, применяется на летательных аппаратах, движущихся большей частью в космосе, где нет кислорода. Следовательно, такой летательный аппарат должен нести не только горючее, но и окислитель. Эффективность ракетного топлива зависит не только от его удельной теплоты сгорания, и для оценки эффективности такого топлива используют параметр, называемый удельным импульсом (или удельной тягой), который определяется как отношение тяги двигателя к расходу топлива. С точки зрения теории, наибольший удельный импульс (около 400 с) должны обеспечивать жидкий водород в качестве горючего и жидкий фтор в качестве окислителя. Ракетные двигатели бывают жидкостные (ЖРД) и твердотопливные (РДТТ). Для ЖРД типичными комбинациями горючее/окислитель являются: керосин/жидкий кислород, гидразин/четырехокись азота, аммиак/азотная кислота и жидкий водород/жидкий кислород. Жидкостные ракетные двигатели использовались на большинстве крупных ракетно-космических систем. Например, в первой ступени ракеты-носителя «Сатурн-5», которая служила для доставки американского космического корабля «Аполлон» на Луну, в качестве топлива использовались керосин и жидкий кислород, а на второй и третьей ступенях – жидкие водород и кислород.

Твердое ракетное топливо содержит и горючее, и окислитель, соединенные вместе посредством связующего вещества, которое также может быть горючим. Твердые топлива уступают жидким по величине удельного импульса, однако находят широкое применение в боевых ракетах и неуправляемых реактивных снарядах вследствие низкой стоимости и удобства хранения таких топлив. Ракеты на твердом топливе имеют простую конструкцию, высокое начальное ускорение и отличаются высокой боеготовностью. Стратегические ракеты «Трайдент» и «Минитмен», а также множество более мелких ракет, используемых в системах вооружения летательных аппаратов, оборудованы двигателями на твердом топливе. См. также РАКЕТА; РАКЕТНОЕ ОРУЖИЕ; КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.