В натуральных твердых и жидких топливах горючие элементы находятся в различных химических соединениях, по теплоте образования которых нет данных и не представляется возможным учесть все разнообразие их в различных топливах. Поэтому нельзя определить теплоту сгорания топлива согласно (1-30) как сумму теплот сгорания горючих элементов. Так как теплоту сгорания твердых и жидких топлив невозможно аналитически определить по их элементарному химическому составу, то ее определяют экспериментально с помощью калориметра.
Сущность этого метода заключается в том, что в герметически закрываемом стальном цилиндрическом сосуде, называемом калориметрической бомбой, помещают в среде кислорода иод давлением 2,5—3 МПа навеску испытуемого топлива в 1 г. Бомбу погружают в водяной калориметр. После наступления в калориметре установившегося теплового состояния при помощи электрического запальника зажигают топливо. По приросту температуры воды в калориметре, замеряемому с точностью до 0,001°С, и массе пробы топлива вычисляют его теплоту сгорания, которая в этом случае называется теплотой сгорания по бомбе фб.
В калориметрической бомбе водяные пары, выделяющиеся при сгорании водорода и испарении влаги пробы топлива, конденсируются, выделяя теплоту парообразования. Но вместе с тем в бомбе теплота сгорания получается больше, чем (2рв, так как при сгорании пробы топлива в бомбе в среде кислорода протекают экзотермические реакции образования серной и азотной кислоты, которые в топочных условиях не имеют места.
Введя поправку к величине фб на теплоту образования в бомбе азотной кислоты и окисление сернистого газа в ЗОз и растворение последнего в воде, получают высшую теплоту сгорания, МДж/кг
<Эрв=<Зб-9,43- 10-25ор+к—6,3- 10-в<2б. (1-33) В формуле (}б — теплота сгорания по бомбе; 94,35ор+к — теплота, выделяющаяся при окислении в бомбе 502 до 303 и растворения последней в воде; 6,3-Ю-6 Об — теплота образования азотной кислоты в бомбе для каменных и бурых углей. Для углей марок Т, ПА, А и жидких топлив эта величина равна 4,19- 10_в<2б.
При определении теплоты сгорания сланцев и других топлив, содержащих карбонаты, при сжигании их в калориметрической бомбе карбонаты практически полностью разлагаются. Поэтому полученное опытом значение <2б уменьшают на величину теплоты разложения карбонатов 9,7 (С02)рк, ккал/кг, |[40,6• 103 (С02) рк, МДж/кг].
При отсутствии опытных данных для приближенного расчета теплоты сгорания твердого и жидкого топлива С?рн, МДж/кг, пользуются формулой Менделеева:
(Ц = 0,339СР+ 1,03НР ~ 0,109 (Ор _ 5орр+к) - 0,0251И7Р, (1-34)
или в ккал/кг
= 81 Ср + 246НР - 26 (Ор - Зрр+К) - 6№р, (1-34а)
в которой коэффициенты подобраны экспериментально и несколько отличаются от теплот сгорания отдельных горючих элементов, входящих в состав топлива.
Теплоту сгорания газового топлива определяют в газовом калориметре и относят к 1 м3 сухого газа. При отсутствии опытных данных ее определяют как сумму теплоты сгорания горючих газов, входящих в состав газового топлива, по формуле:
<2< = 0,01 (<3СН СН. + 0С,Н С.Н. + Ос>н С,Н, + С}сл С Л„ + ...)- (1-35)