БСЭ БСЭ - Большая Советская Энциклопедия (ТО)

В.И. Рябко.

То'пливный бала'нс,баланс добычи, переработки и использования различных видов топлива . Удельный вес топлива в топливно-энергетических ресурсах СССР составляет 87% (1974). За годы Советской власти структура топливного баланса СССР коренным образом изменилась. В годы первых пятилеток в общей добыче топлива ведущее место занимали уголь и дрова; их удельный вес составил 73,5% в 1940. В послевоенные годы получили развитие наиболее прогрессивные виды топлива — нефть и газ. Ускоренными темпами добыча нефти и газа развивалась с середины 50-х гг. Доля нефти и газа в общей добыче топлива непрерывно возрастала — с 19,7% в 1950 до 65,9% в 1975. Доля угля в общей добыче топлива уменьшилась за это время с 66,1% до 30,8%. Изменилась и структура расходной части топливного баланса СССР: значительная часть топлива идёт на производственное потребление промышленностью и транспортом, небольшая часть — на бытовое потребление. Топливо используется в различных отраслях промышленности: в чёрной металлургии, машиностроении, химической промышленности, промышленности строительных материалов и т.д. Особенно широко в промышленности используется газ в качестве технологического топлива и сырья. Так, в 1974 использование газа в химической промышленности по сравнению с 1960 возросло в 10 раз, в чёрной металлургии и машиностроении — более чем в 6 раз.

В социалистических странах наибольший удельный вес в добыче топлива занимает (1974) уголь: в Болгарии — 83%, ГДР — 88%, Польше — 95%, Чехословакии — 95%, Югославии — 45 % . Только в Румынии нефть и газ составляют 80% добываемого топлива. В Венгрии наряду с углем значительный удельный вес в общей добыче топлива занимает газ — 31%.

В США нефть и газ в добыче топлива составляют (1974) 74%, в Канаде — 92%. В Великобритании, Франции, ФРГ, Японии добывается в основном уголь. Однако в потреблении нефть и газ занимают первое место.

Лит.: Мельников Н. В., Топливно-энергетические ресурсы СССР, М., 1971.

В. И. Рябко.

То'пливный фи'льтр, фильтр для очистки жидкого топлива от различных примесей; устанавливается в системах питания двигателей внутреннего сгорания , на топливозаправщиках , автомобилях и т.п. Для грубой очистки применяют сетчатые, ленточно-щелевые и пластинчато-щелевые Т. ф., задерживающие крупные механические частицы размером более 20 мкм . В Т. ф. тонкой очистки сменные фильтрующие элементы, изготовляемые из пористых материалов, например фетра, войлока, бумаги, задерживают частицы от 5 до 20 мкм . Для удаления воды и частиц загрязнений размером 5 мкм и более из авиацинных топлив применяют аэродромные Т. ф. (фильтры-сепараторы).

То'пливный элеме'нт,важнейшая составная часть электрохимического генератора , обеспечивающая прямое преобразование химической энергии (реагентов — топлива и окислителя) в электрическую. Основу Т. э. составляют два электрода, разделённые твёрдым или жидким электролитом (см. рис.). Топливо и окислитель подаются в полости, граничащие с электродами; на поверхности раздела электролит — электрод в присутствии катализатора происходят реакции окисления и восстановления (см. Окисление-восстановление ). В результате этих реакций образуются ионы А — и В + (рекомбинирующие затем до конечного продукта реакции AB ) и выделяется (или поглощается) тепло Q. Освободившиеся при реакции окисления топлива электроны создают на соответствующем электроде (аноде) избыточный отрицательный заряд; на катоде в результате реакции восстановления окислителя создаётся избыточный положительный заряд. При замыкании внешней цепи в ней появляется электрический ток, совершающий полезную работу Е пол. Суммарная реакция: А + В = AB + Q+ Е пол . Электролит в Т. э. не только содержит вещества, участвующие в электрохимических реакциях, но и обеспечивает пространственное разделение процессов окисления и восстановления. Для эффективной работы Т. э. необходимы развитая поверхность электродов (до сотен м 2 на г вещества), рациональная организация процессов адсорбции и ионизации молекул реагирующих веществ и отвода электронов и продуктов реакции, высокая чистота реагентов.

Идея создания Т. э. была высказана в начале 19 в. английским физиком У. Р. Гровом, однако её практическая реализация осуществлена (почти одновременно в СССР, США, Франции и Великобритании) лишь в 60-х гг. 20 в. В середине 70-х гг. известно много Т. э. разных типов, различающихся рабочими температурами (от комнатной до 1200 К), а также видом используемого топлива (водород, водородсодержащие вещества, металлы и т.д.), окислителя (кислород, кислородсодержащие вещества, хлор и т.д.), катализатора (платина, палладий, серебро, никель, уголь и т.д.) и электролита (щёлочи или кислоты, твёрдые окислы металлов, расплавы солей, ионообменные полимеры и т.д.). Практическое применение получили главным образом Т. э., в которых в качестве топлива, окислителя и электролита используют соответственно водород, кислород и щёлочь (или ионообменный полимер). Такие Т. э. работают при невысоких температурах (до 100 °С), что обеспечивает им длительный (до нескольких тыс. ч ) ресурс работы; их рабочее напряжение ~1 в . Однако топливом в Т. э. принципиально может служить любое вещество, реагирующее при рабочей температуре с кислородом или галогенами. Перспективны Т. э. с прямым окислением углеводородов (пропана, бензина), спиртов, аммиака и т.д. Одна из основных проблем, стоящих на пути их создания, — разработка теории катализа и практических методов получения катализаторов, обладающих достаточной активностью и коррозионной стойкостью и не подверженных отравляющему действию продуктов реакции. См. также Грове элемент .

Лит.: Феттер К., Электрохимическая кинетика, пер. с нем., М., 1967; Фильштих В., Топливные элементы, пер. с нем., М., 1968; Лидоренко Н. С., Мучник Г. Ф., Перспективы и научные проблемы применения методов непосредственного получения электроэнергии из химических топлив, «Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт», 1973, № 2.

()

Н. С. Лидоренко, Г. Ф. Мучник.

Схема топливного элемента: 1 и 2 — полости с реагентами; 3 — электроды; 4 — электролит; А — окислитель; В — топливо; AB — продукты реакции; R — сопротивление нагрузки; I — электрический ток; Q — тепло, выделяющееся (поглощающееся) в результате реакции.

То'пливо,горючие вещества, выделяющие при сжигании значительное количество теплоты, которая используется непосредственно в технологических процессах или преобразуется в др. виды энергии. Для сжигания Т. служат различные технические устройства — топки , печи , камеры сгорания . Существует много горючих веществ, однако к Т. относят только те, которые достаточно широко распространены в природе, причём добыча их не связана с большими затратами, а продукты сгорания практически безвредны. Таким требованиям отвечают вещества, основная составная часть которых — углерод. К ним относятся полезные ископаемые органического происхождения — бурый уголь, горючие газы, горючие сланцы, каменный уголь, нефть, торф, а также древесина и растительные отходы (солома, лузга и др.). Исключение составляет Т. для ракетных двигателей (см. Ракетное топливо , Металлсодержащее топливо ).