Одним из основных показателей при оценке тепловых свойств топлива является теплота сгорания Q. Она показывает количество тепла, которое выделяется при полном сгорании весовой или объемной единицы топлива. Теплоту сгорания было принято выражать для твердого и жидкого топлива в больших калориях ккал на 1 кг, а для газообразного в ккал на 1 м3 топлива.
Государственным стандартом ГОСТ 9867—61 за единицу количества теплоты принят джоуль. Размерность теплоты сгорания по этому стандарту выражается в дж1кг или в кдж1кг и кдж/м3. По системе СИ 1 кал равна 4,187 дж.
Различают высшую и низшую теплоту сгорания топлива. При определении -высшей теплоты сгорания QB учитывается вся теплота, выделяемая при сгорании топлива. Сюда входит теплота испарения влаги, которая может возвращаться при конденсации паров влаги топлива, а также влаги, образовавшейся при сгорании водорода.
При определении низшей теплоты сгорания топлива QH не учитывается теплота, затрачиваемая на испарение влаги топлива и влаги, полученной при сжигании водорода.
Однако приведенные формулы для определения теплоты сгорания топлива по данным их состава не всегда позволяют получать вполне точные данные о теплоте сгорания, так как топливо представляет собой не механическую смесь горючих элементов, а совокупность сложных химических соединений органических веществ. Более точное значение теплоты сгорания топлива может быть определено экспериментальным путем.
Теплота сгорания твердого и тяжелого жидкого топлива определяется в соответствии с ГОСТ 147—64 путем сжигания навески средней пробы испытываемого топлива в калориметрической установке. При помощи специально введенного электрического запальника топливо сжигается в калориметрической бомбе, которая представляет собой герметически закрывающийся толстостенный сосуд из нержавеющей кислотоупорной стали, наполненный кислородом под давлением 25 кГ/см2 или 24,5-105 н/м2.
Перед сжиганием навески бомба помещается в калориметр — металлический сосуд, наполненный определенным количеством воды. Тепло, полученное бомбой от сожженной навески топлива, передается воде калориметра через стенки бомбы. Зная точный вес воды в калориметре, ее температуру до и после сжигания, определяют теплоту сгорания аналитической пробы топлива по бомбе, обозначаемую Qo.
Теплота сгорания, определяемая посредством калориметрической бомбы, всегда несколько выше фактической, так как при сжигании топлива в калориметрической бомбе в атмосфере сжатого кислорода содержащиеся в топливе азот и сера окисляются и, взаимодействуя с находящейся в бомбе водой, образуют азотную и серную кислоту. Эти процессы сопровождаются выделением тепла. Поэтому для получения истинного значения теплоты сгорания необходимо внести поправку на теплоту образования и растворения этих кислот.
При сжигании навески топлива в бомбе водяные пары, образующиеся благодаря испарению влаги топлива и сгоранию водорода, конденсируются на относительно холодных стенках бомбы, возвращая скрытую теплоту парообразования воде калориметра. В промышленных условиях пары воды уносятся с продуктами сгорания, в результате чего затраченное на парообразование тепло безвозвратно теряется; следовательно, реализуемая так называемая низшая теплота сгорания QH всегда оказывается ниже теплоты сгорания QB, определяемой в калориметре.
