Воздух, необходимый для горения, состоит из кислорода, азота н небольшого количества некоторых других газообразных веществ.

Количество тепла, выделяющееся при сжигании 1 кг какого-либо топлива, называется его теплотворной способностью; Теплотворная способность топлива измеряется калориями. Калорией называется количество тепла, которое необходимо затратить для повышения температуры 1 кг чистой воды на Г Цельсия.

Теплотворная способность топлива зависит от его состава. Чем больше углерода и свободного водорода содержится в топливе, тем больше его теплотворная способность. При полном сгорании 1 кг чистого углерода выделяет 8 100 кал, а 1 кг свободного водорода — 34 180 кал.

Все виды топлива при нагревании первоначально выделяют летучие газообразные вещества и влагу. Летучие вещества, быстро и активно смешиваясь с кислородом воздуха, легко воспламеняются и сгорают: в объёме топки. Оставшийся кокс горит в слое более медленно, чем летучие вещества.

Летучие вещества сгорают с образованием яркого светящегося пламени. Чем больше летучих горючих веществ, тем выше, будет при сжигании пламя над слоем топлива. При обильном выходе летучих веществ, горящих над слоем топлива, процесс горения в основном из слоя переходит в топочный объём. Таким образом, способность топлива выделять летучие вещества определяет пламенный или, наоборот, беспламенный характер горения топлива.

Количество и состав горючих летучих веществ, выделяющихся из топлива непосредственно после загрузки его в топку, имеют исключительно важное практическое значение для всего процесса горения. Обильно выделяющиеся, легко загорающиеся летучие вещества дают возможность топливу за счёт развивающегося при этом тепла быстро и легко воспламеняться во всей своей массе. Наоборот, при малом выходе летучих веществ сгорание их происходит очень быстро, количество выделяющегося из них тепла получается незначительным, воспламенение топлива происходит очень плохо, разжиг слоя затрудняется. Таким образом, количество и состав летучих веществ определяют лёгкую или, наоборот, тугую воспламеняемость топлива.

Кокс, остающийся после выделения летучих, может быть различного строения и прочности. Пористый прочный кокс, получающийся в виде сплошной массы, называется спекшимся. Кокс в виде отдельных кусочков и зёрен или порошкообразного строения называется неспекшимся.

Свойство топлива давать при нагревании прочный пористый кокс называется спекаемостью.

Строение кокса в условиях сжигания в паровозной топке имеет огромное влияние на характер горения топлива. Пористый прочный кокс обеспечивает хороший доступ воздуха сквозь поры внутрь каждого кусочка кокса. Прочный кусковой кокс, сравнительно свободно пропуская воздух через промежутки между отдельными кусками, обеспечивает полное сгорание выделяющихся газов. Хрупкий порошкообразный слежавшийся кокс сильно затрудняет доступ воздуха в слой и через него в топку. При горении под влиянием тяги порошко-64