Θερμοκρασία καύσης κηροζίνης στον αέρα

Χημική σταθερότητα

Λαμβάνοντας υπόψη τις χημικές ιδιότητες της βενζίνης, είναι απαραίτητο να επικεντρωθούμε στο πόσο καιρό η σύνθεση των υδρογονανθράκων θα παραμείνει αμετάβλητη, καθώς με μακρά αποθήκευση, ελαφρύτερα συστατικά εξαφανίζονται και η απόδοση μειώνεται σημαντικά.
Συγκεκριμένα, το πρόβλημα είναι έντονο εάν ένα καύσιμο υψηλότερης ποιότητας (AI 95) αποκτήθηκε από βενζίνη με ελάχιστο αριθμό οκτανίων με προσθήκη προπανίου ή μεθανίου στη σύνθεσή του. Οι ιδιότητες antiknock είναι υψηλότερες από εκείνες του ισοοκτανίου, αλλά επίσης εξαφανίζονται αμέσως.

Σύμφωνα με την GOST, η χημική σύνθεση καυσίμου οποιασδήποτε μάρκας πρέπει να παραμείνει αμετάβλητη για 5 χρόνια, σύμφωνα με τους κανόνες αποθήκευσης. Στην πραγματικότητα, συχνά, ακόμη και το πρόσφατα αγορασμένο καύσιμο έχει ήδη αριθμό οκτανίων κάτω από τον καθορισμένο.

Οι αδίστακτοι πωλητές ευθύνονται γι 'αυτό, οι οποίοι προσθέτουν υγροποιημένο αέριο σε δοχεία με καύσιμα, ο χρόνος αποθήκευσης των οποίων έχει λήξει και το περιεχόμενο δεν πληροί τις απαιτήσεις της GOST. Συνήθως, στο ίδιο καύσιμο προστίθενται διαφορετικές ποσότητες αερίου για να ληφθεί αριθμός οκτανίων 92 ή 95. Η επιβεβαίωση τέτοιων τεχνών είναι η έντονη μυρωδιά αερίου στο πρατήριο καυσίμων.

Μέθοδοι προσδιορισμού σημείου ανάφλεξης

Υπάρχει μια μέθοδος ανοικτού και κλειστού χωνευτηρίου (δοχείο για προϊόντα λαδιού). Οι θερμοκρασίες που λαμβάνονται διαφέρουν λόγω της ποσότητας των συσσωρευμένων ατμών.

Η ανοιχτή μέθοδος χωνευτηρίου περιλαμβάνει:

1. Καθαρισμός βενζίνης από υγρασία με χρήση χλωριούχου νατρίου.
2. Γεμίζοντας το χωνευτήριο σε ένα ορισμένο επίπεδο.
3. Θέρμανση του δοχείου σε θερμοκρασία 10 βαθμούς κάτω από το αναμενόμενο αποτέλεσμα.
4. Ανάφλεξη καυστήρα αερίου πάνω από την επιφάνεια.
5. Τη στιγμή της ανάφλεξης, καταγράφεται το σημείο ανάφλεξης.

Η κλειστή μέθοδος χωνευτηρίου διαφέρει στο ότι η βενζίνη στο δοχείο αναμιγνύεται συνεχώς. Όταν ανοίγει το καπάκι, η φωτιά ανεβαίνει αυτόματα.

Η συσκευή σημείου ανάφλεξης αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

• ηλεκτρική θερμάστρα (ισχύς από 600 watt)
• χωρητικότητα 70 ml ·
• αναδευτήρας χαλκού;
• ηλεκτρικός ή αναφλεκτήρας αερίου
• θερμόμετρο.

Ανάλογα με τα αποτελέσματα, οι εύφλεκτες ουσίες ταξινομούνται:

• ιδιαίτερα επικίνδυνο (σε σημείο ανάφλεξης κάτω από -200C).
• επικίνδυνο (από -200C έως + 230C)
• επικίνδυνο σε αυξημένες θερμοκρασίες (από 230C έως 610C).

Ταχύτητα - Καύση - Καύσιμο

Ποιο είναι το πραγματικό κόστος 1 λίτρου βενζίνης
Ο ρυθμός καύσης καυσίμου αυξάνεται πολύ εάν το καύσιμο μείγμα βρίσκεται σε έντονη κίνηση στροβιλισμού (στροβιλώδης). Κατά συνέπεια, η ένταση της τυρβώδους μεταφοράς θερμότητας μπορεί να είναι πολύ υψηλότερη από αυτήν της μοριακής διάχυσης.

Ο ρυθμός καύσης καυσίμου εξαρτάται από διάφορους λόγους που συζητούνται αργότερα σε αυτό το κεφάλαιο και, συγκεκριμένα, από την ποιότητα της ανάμιξης καυσίμου με αέρα. Ο ρυθμός καύσης καυσίμου καθορίζεται από την ποσότητα καυσίμου που καίγεται ανά μονάδα χρόνου.

Ο ρυθμός καύσης καυσίμου και, επομένως, ο ρυθμός απελευθέρωσης θερμότητας καθορίζονται από το μέγεθος της επιφάνειας καύσης. Η σκόνη άνθρακα με μέγιστο μέγεθος σωματιδίων 300 - 500 μικρά έχει επιφάνεια καύσης δεκάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη από το χοντρό καύσιμο αλυσίδας σχάρας.

Ο ρυθμός καύσης καυσίμου εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση στον θάλαμο καύσης, αυξάνοντας με την αύξηση τους. Επομένως, μετά την ανάφλεξη, ο ρυθμός καύσης αυξάνεται και γίνεται πολύ υψηλός στο τέλος του θαλάμου καύσης.

Η ταχύτητα της καύσης καυσίμου επηρεάζεται επίσης από την ταχύτητα του κινητήρα. Με την αύξηση του αριθμού των περιστροφών, η διάρκεια της φάσης μειώνεται.

Η αναταραχή της ροής αερίου αυξάνει απότομα τον ρυθμό καύσης καυσίμου λόγω της αύξησης της επιφάνειας της καύσης και της ταχύτητας διάδοσης του μπροστινού φλόγας με αύξηση του ρυθμού μεταφοράς θερμότητας.

Όταν λειτουργεί με άπαχο μείγμα, ο ρυθμός καύσης επιβραδύνεται. Επομένως, η ποσότητα θερμότητας που εκπέμπεται από τα αέρια στα εξαρτήματα αυξάνεται και ο κινητήρας υπερθερμαίνεται. Τα σημάδια ενός υπερβολικού λιπαρού μείγματος είναι λάμψεις στο καρμπυρατέρ και πολλαπλή εισαγωγής.

Η αναταραχή της ροής αερίου αυξάνει απότομα τον ρυθμό καύσης καυσίμου λόγω της αύξησης της επιφάνειας καύσης και της ταχύτητας διάδοσης του μπροστινού φλόγας λόγω της αύξησης του ρυθμού μεταφοράς θερμότητας.

Τα κανονικά αλκάνια έχουν τον μέγιστο αριθμό κετανίου, ο οποίος χαρακτηρίζει τον ρυθμό καύσης καυσίμου σε έναν κινητήρα.

Η σύνθεση του μίγματος εργασίας επηρεάζει σημαντικά το ρυθμό καύσης του καυσίμου στον κινητήρα. Αυτές οι συνθήκες λαμβάνουν χώρα στο συντελεστή.

Η επίδραση της ποιότητας της ανάπτυξης της διαδικασίας καύσης καθορίζεται από τον ρυθμό καύσης καυσίμου στην κύρια φάση. Όταν μια μεγάλη ποσότητα καυσίμου καίγεται σε αυτή τη φάση, οι τιμές των pz και Tz αυξάνονται, το ποσοστό του καύσιμου μετά την καύση μειώνεται κατά τη διαδικασία επέκτασης και ο πολυτροπικός δείκτης nz αυξάνεται. Αυτή η εξέλιξη της διαδικασίας είναι η πιο ευνοϊκή, καθώς επιτυγχάνεται η καλύτερη χρήση θερμότητας.

Κατά τη διαδικασία λειτουργίας του κινητήρα, η τιμή του ρυθμού καύσης καυσίμου είναι πολύ σημαντική. Ο ρυθμός καύσης νοείται ως η ποσότητα (μάζα) του καυσίμου που αντιδρά (καύση) ανά μονάδα χρόνου.

Ορισμένα γενικά φαινόμενα δείχνουν ότι ο ρυθμός καύσης καυσίμου στους κινητήρες είναι αρκετά φυσικός, όχι τυχαίος. Αυτό υποδηλώνεται από την αναπαραγωγιμότητα περισσότερων ή λιγότερο αναμφισβήτητων κύκλων στον κύλινδρο του κινητήρα, ο οποίος, στην πραγματικότητα, καθορίζει τη σταθερή λειτουργία των κινητήρων. Στους ίδιους κινητήρες, η παρατεταμένη φύση της καύσης παρατηρείται πάντα με άπαχα μείγματα. Η σκληρή δουλειά του κινητήρα, η οποία συμβαίνει σε υψηλές ταχύτητες αντιδράσεων καύσης, παρατηρείται, κατά κανόνα, σε κινητήρες ντίζελ χωρίς συμπιεστή και σε μαλακή εργασία - σε κινητήρες με ανάφλεξη από ηλεκτρικό σπινθήρα. Αυτό δείχνει ότι ριζικά διαφορετικός σχηματισμός μίγματος και ανάφλεξη προκαλούν τακτική αλλαγή στον ρυθμό καύσης. Με την αύξηση του αριθμού των στροφών του κινητήρα, η διάρκεια της καύσης μειώνεται στο χρόνο και στη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα, αυξάνεται. Οι κινητικές καμπύλες της πορείας καύσης σε κινητήρες είναι παρόμοιας φύσης με τις κινητικές καμπύλες ορισμένων χημικών αντιδράσεων που δεν σχετίζονται άμεσα με κινητήρες και συμβαίνουν υπό διαφορετικές συνθήκες.

Τα πειράματα δείχνουν την εξάρτηση της έντασης της μεταφοράς θερμότητας με ακτινοβολία από το ρυθμό καύσης καυσίμου. Με ταχεία καύση στη ρίζα του φακού, αναπτύσσονται υψηλότερες θερμοκρασίες και εντείνεται η μεταφορά θερμότητας. Η ανομοιογένεια του πεδίου θερμοκρασίας, μαζί με διαφορετικές συγκεντρώσεις εκπομπών σωματιδίων, οδηγεί σε ανομοιογένεια του βαθμού σκοτεινότητας της φλόγας. Όλα τα παραπάνω δημιουργούν μεγάλες δυσκολίες για τον αναλυτικό προσδιορισμό της θερμοκρασίας του ψυγείου και του βαθμού εκπομπής του κλιβάνου.

Σε μια στρωτή φλόγα (βλ. Ενότητα 3 για περισσότερες λεπτομέρειες), ο ρυθμός καύσης καυσίμου είναι σταθερός και Q 0. η διαδικασία καύσης είναι αθόρυβη. Ωστόσο, εάν η ζώνη καύσης είναι τυρβώδης, και αυτή είναι η υπό εξέταση υπόθεση, τότε ακόμη και αν η κατανάλωση καυσίμου είναι σταθερή κατά μέσο όρο, ο ρυθμός τοπικής καύσης αλλάζει στο χρόνο και για ένα στοιχείο μικρού όγκου Q.Q. Η αναταραχή διαταράσσει συνεχώς τη φλόγα. σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή, η καύση περιορίζεται από αυτήν τη φλόγα ή μια σειρά φλογών, καταλαμβάνοντας μια τυχαία θέση στη ζώνη καύσης.

Αέρια καύσιμα

Το αέριο καύσιμο είναι ένα μείγμα διαφόρων αερίων: μεθάνιο, αιθυλένιο και άλλοι υδρογονάνθρακες, μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα ή διοξείδιο του άνθρακα, άζωτο, υδρογόνο, υδρόθειο, οξυγόνο και άλλα αέρια, καθώς και υδρατμοί.

Το μεθάνιο (CH4) είναι το κύριο συστατικό πολλών φυσικών αερίων. Η περιεκτικότητά του σε φυσικά αέρια φτάνει το 93 ... 98%. Η καύση 1 m3 μεθανίου απελευθερώνει ~ 35 800 kJ θερμότητας.

Τα αέρια καύσιμα μπορούν επίσης να περιέχουν μικρές ποσότητες αιθυλενίου (C2H4). Η καύση 1 m3 αιθυλενίου δίνει ~ 59.000 kJ θερμότητας.

Εκτός από το μεθάνιο και το αιθυλένιο, τα αέρια καύσιμα περιέχουν επίσης ενώσεις υδρογονανθράκων, όπως προπάνιο (C3H8), βουτάνιο (C4H10), κ.λπ. Η καύση αυτών των υδρογονανθράκων παράγει περισσότερη θερμότητα από την καύση του αιθυλενίου, αλλά η ποσότητα τους είναι ασήμαντη σε εύφλεκτα αέρια .

Το υδρογόνο (H2) είναι 14,5 φορές ελαφρύτερο από τον αέρα. Η καύση 1 m3 υδρογόνου απελευθερώνει ~ 10.800 kJ θερμότητας. Πολλά εύφλεκτα αέρια, εκτός από το αέριο του φούρνου οπτάνθρακα, περιέχουν σχετικά μικρές ποσότητες υδρογόνου. Στο αέριο οπτάνθρακα οπτάνθρακα, το περιεχόμενό του μπορεί να φτάσει το 50 ... 60%

Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) είναι το κύριο καύσιμο συστατικό του αερίου υψικαμίνου. Η καύση 1 m3 αυτού του αερίου παράγει ~ 12,770 kJ θερμότητας. Αυτό το αέριο είναι άχρωμο, άοσμο και εξαιρετικά τοξικό.

Το υδρόθειο (H2S) είναι ένα βαρύ αέριο με δυσάρεστη οσμή και είναι πολύ τοξικό. Η παρουσία υδρόθειου αυξάνει τη διάβρωση των μεταλλικών μερών του κλιβάνου και του αγωγού αερίου. Η βλαβερή επίδραση του υδρόθειου ενισχύεται από την παρουσία οξυγόνου και υγρασίας στο αέριο. Καύση 1 m3 υδρόθειου απελευθερώνει ~ 23 400 kJ θερμότητας.

Τα υπόλοιπα αέρια: CO2, N2, O2 και υδρατμοί είναι συστατικά έρματος, καθώς με την αύξηση της περιεκτικότητας αυτών των αερίων στο καύσιμο, η περιεκτικότητα των καύσιμων συστατικών του μειώνεται. Η παρουσία τους οδηγεί σε μείωση της θερμοκρασίας καύσης του καυσίμου. Αέρια καύσιμα> 0,5% ελεύθερο οξυγόνο θεωρούνται επικίνδυνα για λόγους ασφαλείας.

Βράσιμο - βενζίνη

Αριθμός οκτανίου Σύνθεση βενζίνης

Η βενζίνη αρχίζει να βράζει σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία και προχωρά πολύ έντονα.

Δεν προσδιορίζεται το τέλος του σημείου βρασμού της βενζίνης.

Η αρχή του βρασμού της βενζίνης είναι κάτω από 40 C, το τέλος είναι 180 C, η θερμοκρασία της έναρξης της κρυστάλλωσης δεν είναι μεγαλύτερη από 60 C. Η οξύτητα της βενζίνης δεν υπερβαίνει το 1 mg / 100 ml.

Το τελικό σημείο βρασμού της βενζίνης σύμφωνα με το GOST είναι 185 C και το πραγματικό είναι 180 C.

Το τελικό σημείο βρασμού της βενζίνης είναι η θερμοκρασία στην οποία ένα τυπικό (100 ml) τμήμα της δοκιμασμένης βενζίνης αποστάζεται εντελώς (βράζεται) από τη γυάλινη φιάλη στην οποία βρισκόταν μέσα στο ψυγείο-δέκτη.

Το τελικό σημείο βρασμού της βενζίνης δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 200 - 225 C. Για τις αεροπορικές βενζίνες, το τελικό σημείο βρασμού είναι πολύ χαμηλότερο, φτάνοντας σε ορισμένες περιπτώσεις έως 120 C.

MPa, το σημείο βρασμού της βενζίνης είναι 338 K, η μέση γραμμομοριακή μάζα του είναι 120 kg / kmol και η θερμότητα της εξάτμισης είναι 252 kJ / kg.

Το αρχικό σημείο βρασμού της βενζίνης, για παράδειγμα 40 για την αεροπορική βενζίνη, δείχνει την παρουσία ελαφρών κλασμάτων χαμηλού βρασμού, αλλά δεν υποδεικνύει το περιεχόμενό τους. Το σημείο βρασμού του πρώτου κλάσματος 10%, ή η θερμοκρασία έναρξης, χαρακτηρίζει τις ιδιότητες έναρξης της βενζίνης, την πτητικότητά της, καθώς και την τάση σχηματισμού βυσμάτων αερίου στο σύστημα παροχής βενζίνης. Όσο χαμηλότερο είναι το σημείο βρασμού του κλάσματος 10%, τόσο πιο εύκολο είναι να ξεκινήσετε τον κινητήρα, αλλά και τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα σχηματισμού κλειδαριών αερίου, οι οποίες μπορούν να προκαλέσουν διακοπές στην τροφοδοσία καυσίμου και ακόμη και να σταματήσουν τον κινητήρα. Το πολύ υψηλό σημείο βρασμού του κλάσματος εκκίνησης καθιστά δύσκολη την εκκίνηση του κινητήρα σε χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος, γεγονός που οδηγεί σε απώλειες βενζίνης.

Μείωση στο τέλος του σημείου βρασμού της αναμόρφωσης των βενζινών οδηγεί σε επιδείνωση της αντοχής τους στην έκρηξη. Απαιτούνται ερευνητικοί και οικονομικοί υπολογισμοί για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος.Πρέπει να σημειωθεί ότι στην ξένη πρακτική ορισμένων χωρών, οι βενζινοκινητήρες με σημείο ζέσεως 215 - 220 C παράγονται και χρησιμοποιούνται επί του παρόντος.

Μείωση στο τέλος του σημείου βρασμού της αναμόρφωσης των βενζινών οδηγεί σε επιδείνωση της αντοχής τους στην έκρηξη. Απαιτούνται ερευνητικοί και οικονομικοί υπολογισμοί για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος. Πρέπει να σημειωθεί ότι στην ξένη πρακτική ορισμένων χωρών, οι βενζινοκινητήρες με σημείο ζέσεως 215 - 220 C παράγονται και χρησιμοποιούνται επί του παρόντος.

Εάν το τελικό σημείο βρασμού της βενζίνης είναι υψηλό, τότε τα βαριά κλάσματα που περιέχονται σε αυτήν ενδέχεται να μην εξατμιστούν και, ως εκ τούτου, να μην καούν στον κινητήρα, γεγονός που θα οδηγήσει σε αυξημένη κατανάλωση καυσίμου.

Η μείωση του σημείου βρασμού των βενζινών ευθείας λειτουργίας οδηγεί σε αύξηση της αντοχής τους στην έκρηξη. Οι βενζίνες χαμηλής περιεκτικότητας σε οκτάνιο έχουν αριθμούς οκτανίων 75 και 68, αντίστοιχα, και χρησιμοποιούνται ως συστατικά των βενζινοκινητήρων.

Καύση - βενζίνη

Σχεδιασμός και λειτουργία του συστήματος άμεσης ψεκασμού βενζίνης Bosch Motronic MED 7

Η καύση βενζίνης, κηροζίνης και άλλων υγρών υδρογονανθράκων συμβαίνει στη φάση αερίου. Η καύση μπορεί να συμβεί μόνο όταν η συγκέντρωση ατμών καυσίμου στον αέρα βρίσκεται εντός ορισμένων ορίων, ξεχωριστά για κάθε ουσία. Εάν περιέχεται μικρή ποσότητα ατμών καυσίμου στον αέρα IB, τότε δεν θα προκληθεί καύση, όπως και στην περίπτωση που υπάρχουν πάρα πολλοί ατμοί καυσίμου και δεν υπάρχει αρκετό οξυγόνο.

Όταν καίγεται βενζίνη, είναι γνωστό ότι σχηματίζεται ένα ομοθερμικό στρώμα, το πάχος του οποίου αυξάνεται με το χρόνο.

Όταν καίγεται βενζίνη, σχηματίζεται νερό και διοξείδιο του άνθρακα. Μπορεί αυτό να χρησιμεύσει ως επαρκής επιβεβαίωση ότι η βενζίνη δεν αποτελεί στοιχείο;

Όταν η βενζίνη, η κηροζίνη και άλλα υγρά καίγονται σε δεξαμενές, ο κατακερματισμός του αερίου ρέει σε ξεχωριστούς όγκους και η καύση καθεμιάς ξεχωριστά είναι ιδιαίτερα ορατή.

Όταν η βενζίνη και το λάδι καίγονται σε δεξαμενές μεγάλης διαμέτρου, ο χαρακτήρας της θέρμανσης διαφέρει σημαντικά από αυτόν που περιγράφεται παραπάνω. Όταν καίγονται, εμφανίζεται ένα θερμαινόμενο στρώμα, το πάχος του οποίου αυξάνεται φυσικά με την πάροδο του χρόνου και η θερμοκρασία είναι η ίδια με τη θερμοκρασία στην επιφάνεια του υγρού. Κάτω από αυτό, η θερμοκρασία του υγρού πέφτει γρήγορα και γίνεται σχεδόν η ίδια με την αρχική θερμοκρασία. Η φύση των καμπυλών δείχνει ότι κατά τη διάρκεια της καύσης, η βενζίνη διασπάται σε δύο στρώσεις - ένα πάνω και ένα χαμηλότερο.

Για παράδειγμα, η καύση βενζίνης στον αέρα ονομάζεται χημική διαδικασία. Σε αυτήν την περίπτωση, η ενέργεια απελευθερώνεται, ίση με περίπου 1300 kcal ανά 1 mole βενζίνης.

Η ανάλυση των προϊόντων καύσης βενζινών και λαδιών καθίσταται εξαιρετικά σημαντική, καθώς η γνώση της μεμονωμένης σύνθεσης τέτοιων προϊόντων είναι απαραίτητη για τη μελέτη των διαδικασιών καύσης στον κινητήρα και για τη μελέτη της ατμοσφαιρικής ρύπανσης.

Έτσι, όταν η βενζίνη καίγεται σε μεγάλες δεξαμενές, έως και 40% της θερμότητας που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της καύσης καταναλώνεται για ακτινοβολία.

Τραπέζι Το 76 δείχνει τον ρυθμό καύσης βενζίνης με πρόσθετα τετρανιτρο-μεθανίου.

Τα πειράματα έχουν δείξει ότι η ταχύτητα καύσης βενζίνης από την επιφάνεια της δεξαμενής επηρεάζεται σημαντικά από τη διάμετρο της.

Με τη βοήθεια του GPS-600, οι πυροσβέστες αντιμετώπισαν με επιτυχία την εξάλειψη της καύσης βενζίνης που χύθηκε κατά μήκος της σιδηροδρομικής γραμμής, διασφαλίζοντας τη μετακίνηση των χειριστών του κορμού στο σημείο σύζευξης των δεξαμενών.Αφού τα αποσυνδέθηκαν, με ένα κομμάτι σύρματος επαφής, προσάρμοσαν 2 δεξαμενές με βενζίνη στον πυροσβεστικό κινητήρα και τις έβγαλαν από τη ζώνη πυρκαγιάς.

Κατά την καύση βενζίνης παρατηρήθηκε μια ιδιαίτερα μεγάλη αύξηση της ταχύτητας θέρμανσης από τον άνεμο. Όταν η βενζίνη έκαιγε σε δεξαμενή 2 64 m με ταχύτητα ανέμου 1 3 m / s, ο ρυθμός θέρμανσης ήταν 9 63 mm / min και με ταχύτητα ανέμου 10 m / s, ο ρυθμός θέρμανσης αυξήθηκε σε 17 1 mm / λεπτό

Σημείο ανάφλεξης και άλλες παράμετροι

Η καύση άνθρακα είναι μια χημική αντίδραση οξείδωσης άνθρακα που λαμβάνει χώρα σε υψηλή αρχική θερμοκρασία με έντονη απελευθέρωση θερμότητας. Τώρα είναι απλούστερο: το καύσιμο άνθρακα δεν μπορεί να αναφλεγεί σαν χαρτί · απαιτείται προθέρμανση στους 370-700 ° C για ανάφλεξη, ανάλογα με τη μάρκα του καυσίμου.

Βασική στιγμή. Η αποδοτικότητα της καύσης άνθρακα σε φούρνο ή λέβητα στερεών καυσίμων οικιακής χρήσης δεν χαρακτηρίζεται από τη μέγιστη θερμοκρασία, αλλά από την πληρότητα της καύσης. Κάθε μόριο άνθρακα συνδυάζεται με δύο σωματίδια οξυγόνου στον αέρα για να σχηματίσει διοξείδιο του άνθρακα CO2. Η διαδικασία αντικατοπτρίζεται στον χημικό τύπο.

Εάν περιορίσετε την ποσότητα του εισερχόμενου οξυγόνου (καλύψτε τον ανεμιστήρα, αλλάξτε τον λέβητα TT σε λειτουργία σιγοκαίωσης), αντί του CO2, σχηματίζεται καύσιμο αέριο CO μονοξειδίου του άνθρακα, που εκπέμπεται στην καμινάδα, η απόδοση καύσης θα μειωθεί σημαντικά. Για να επιτευχθεί υψηλή απόδοση, είναι απαραίτητο να παρέχονται ευνοϊκές συνθήκες:

1. Οι καφέ άνθρακες αναφλέγονται σε θερμοκρασία +370 ° C, πέτρα - 470 ° C, ανθρακίτης - 700 βαθμοί. Απαιτείται η προθέρμανση της μονάδας θέρμανσης με καυσόξυλα (πριόνια πριονιδιού).
2. Ο αέρας τροφοδοτείται υπερβολικά στο τζάκι, ο παράγοντας ασφαλείας είναι 1,3-1,5.
3. Η καύση υποστηρίζεται από την υψηλή θερμοκρασία των θερμών άνθρακα που βρίσκονται στη σχάρα. Είναι σημαντικό να διασφαλιστεί η διέλευση οξυγόνου σε όλο το πάχος του καυσίμου, καθώς ο αέρας κινείται μέσω του ταψιού λόγω της φυσικής καπνοδόχου.

Σχόλιο. Οι μόνες εξαιρέσεις είναι οι σπιτικές σόμπες τύπου Bubafonya και οι κυλινδρικοί λέβητες της άνω καύσης, όπου τροφοδοτείται αέρας στην εστία από πάνω προς τα κάτω.

Η θεωρητική θερμοκρασία καύσης και η ειδική μεταφορά θερμότητας διαφόρων καυσίμων φαίνονται στον συγκριτικό πίνακα. Είναι αξιοσημείωτο ότι, υπό ιδανικές συνθήκες, οποιοδήποτε καύσιμο θα απελευθερώσει τη μέγιστη θερμότητα όταν αλληλεπιδρά με τον απαιτούμενο όγκο αέρα.

Στην πράξη, δεν είναι ρεαλιστικό να δημιουργούνται τέτοιες συνθήκες, οπότε ο αέρας τροφοδοτείται με κάποια περίσσεια. Η πραγματική θερμοκρασία καύσης του καφέ άνθρακα σε ένα συμβατικό λέβητα TT είναι σε 700 ... 800 ° C, πέτρα και ανθρακίτης - 800 ... 1100 βαθμούς.

Εάν το παρακάνετε με την ποσότητα οξυγόνου, η ενέργεια θα αρχίσει να δαπανάται για τη θέρμανση του αέρα και απλώς πετάει έξω στο σωλήνα, η απόδοση του κλιβάνου θα μειωθεί αισθητά. Επιπλέον, η θερμοκρασία της φωτιάς μπορεί να φτάσει τους 1500 ° C. Η διαδικασία μοιάζει με μια συνηθισμένη φωτιά - η φλόγα είναι μεγάλη, υπάρχει λίγη θερμότητα. Ένα παράδειγμα αποτελεσματικής καύσης άνθρακα με καυστήρα ανταπόκρισης σε αυτόματο λέβητα παρουσιάζεται στο βίντεο:

Θερμοκρασία - καύση - καύσιμο

Η ένταση της ακτινοβολίας του εργαζομένου εξαρτάται από τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου στον κλίβανο, το μέγεθος της οπής φόρτισης, το πάχος των τοιχωμάτων του κλιβάνου στην οπή φόρτισης και, τέλος, από την απόσταση από την οποία ο εργαζόμενος είναι από τη φόρτιση τρύπα.

Η πρακτικά εφικτή θερμοκρασία 1L είναι η θερμοκρασία καύσης του καυσίμου σε πραγματικές συνθήκες. Κατά τον προσδιορισμό της αξίας του, των απωλειών θερμότητας στο περιβάλλον, της διάρκειας της διαδικασίας καύσης, της μεθόδου καύσης και άλλων παραγόντων λαμβάνονται υπόψη.

Ο υπερβολικός αέρας επηρεάζει δραματικά τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου.Έτσι, για παράδειγμα, η πραγματική θερμοκρασία καύσης φυσικού αερίου με περίσσεια αέρα 10% είναι 1868 C, με περίσσεια 20% 1749 C και με περίσσεια 100% αέρα, μειώνεται στους 1167 C. Από την άλλη πλευρά , η προθέρμανση του αέρα, πηγαίνοντας στην καύση του καυσίμου, αυξάνει τη θερμοκρασία της καύσης του. Έτσι, όταν καίγεται φυσικό αέριο (1Max 2003 C) με αέρα που θερμαίνεται στους 200 C, η θερμοκρασία καύσης αυξάνεται στους 2128 C και όταν ο αέρας θερμαίνεται στους 400 C - έως και 2257 C.

Κατά τη θέρμανση αέρα και αερίου καυσίμου, η θερμοκρασία καύσης του καυσίμου αυξάνεται και, κατά συνέπεια, η θερμοκρασία του χώρου εργασίας του κλιβάνου αυξάνεται επίσης. Σε πολλές περιπτώσεις, η επίτευξη των θερμοκρασιών που απαιτούνται για μια δεδομένη τεχνολογική διαδικασία είναι αδύνατη χωρίς υψηλή θέρμανση αέρα και αερίων καυσίμων. Για παράδειγμα, χάλυβα τήξη σε φούρνους ανοιχτής εστίας, για τους οποίους η θερμοκρασία του φακού (ροή καυσαερίων) στο χώρο τήξης θα πρέπει να είναι 1800 - 2000 C, θα ήταν αδύνατη χωρίς θέρμανση αέρα και αερίου σε 1000 - 1200 C. Όταν θέρμανση βιομηχανικών κλιβάνων τοπικών καυσίμων χαμηλών θερμίδων (υγρό καυσόξυλο, τύρφη, καφέ άνθρακας), η εργασία τους χωρίς θέρμανση του αέρα είναι συχνά ακόμη και αδύνατη.

Από αυτόν τον τύπο μπορεί να φανεί ότι η θερμοκρασία καύσης του καυσίμου μπορεί να αυξηθεί αυξάνοντας τον αριθμητή του και μειώνοντας τον παρονομαστή. Η εξάρτηση της θερμοκρασίας καύσης διαφόρων αερίων από την αναλογία περίσσειας αέρα φαίνεται στο Σχ.

Ο υπερβολικός αέρας επηρεάζει επίσης έντονα τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου. Έτσι, η θερμική απόδοση φυσικού αερίου με περίσσεια αέρα 10% - 1868 C, με περίσσεια αέρα 20% - 1749 C και με περίσσεια 100% ισούται με 1167 C.

Εάν η θερμοκρασία θερμής διασταύρωσης περιορίζεται μόνο από τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου, η χρήση της ανάκτησης καθιστά δυνατή την αύξηση της θερμοκρασίας byт αυξάνοντας τη θερμοκρασία των προϊόντων καύσης και επομένως αυξάνει τη συνολική απόδοση του TEG.

Ο εμπλουτισμός της έκρηξης με οξυγόνο οδηγεί σε σημαντική αύξηση της θερμοκρασίας καύσης του καυσίμου. Όπως τα δεδομένα γραφημάτων στο Σχ. 17, η θεωρητική θερμοκρασία της καύσης καυσίμου σχετίζεται με τον εμπλουτισμό της έκρηξης με οξυγόνο από μια εξάρτηση, η οποία είναι πρακτικά γραμμική μέχρι την περιεκτικότητα σε οξυγόνο στην έκρηξη του 40%. Σε υψηλότερους βαθμούς εμπλουτισμού, ο διαχωρισμός των προϊόντων καύσης αρχίζει να έχει σημαντικό αποτέλεσμα, με αποτέλεσμα οι καμπύλες της εξάρτησης της θερμοκρασίας από τον βαθμό εμπλουτισμού της έκρηξης να αποκλίνουν από τις ευθείες γραμμές και να προσεγγίζουν ασυμπτωτικά τις θερμοκρασίες που περιορίζουν ένα δεδομένο καύσιμα. Έτσι, η θεωρούμενη εξάρτηση της θερμοκρασίας καύσης καυσίμου από τον βαθμό εμπλουτισμού οξυγόνου της έκρηξης έχει δύο περιοχές - την περιοχή σχετικά χαμηλού εμπλουτισμού, όπου υπάρχει γραμμική εξάρτηση και την περιοχή υψηλού εμπλουτισμού (πάνω από 40%), όπου η αύξηση της θερμοκρασίας έχει έναν αποσυντιθέμενο χαρακτήρα

Ένας σημαντικός θερμοτεχνικός δείκτης της λειτουργίας του κλιβάνου είναι η θερμοκρασία του κλιβάνου, η οποία εξαρτάται από τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου και τη φύση της κατανάλωσης θερμότητας.

Η τέφρα του καυσίμου, ανάλογα με τη σύνθεση των ορυκτών ακαθαρσιών, στη θερμοκρασία της καύσης του καυσίμου μπορεί να συντηχθεί σε κομμάτια σκωρίας. Το χαρακτηριστικό της τέφρας καυσίμου ανάλογα με τη θερμοκρασία δίνεται στον πίνακα. ΑΛΛΑ.

Η τιμή του tmaK στον πίνακα. IV - З - θερμιδομετρική (θεωρητική) θερμοκρασία καύσης καυσίμου.

Οι απώλειες θερμότητας μέσω των τοιχωμάτων των κλιβάνων προς τα έξω (στο περιβάλλον) μειώνουν τη θερμοκρασία καύσης του καυσίμου.

Καύση καυσίμου

Η καύση καυσίμου είναι μια διαδικασία οξείδωσης καύσιμων συστατικών που συμβαίνει σε υψηλές θερμοκρασίες και συνοδεύεται από την απελευθέρωση θερμότητας. Η φύση της καύσης καθορίζεται από πολλούς παράγοντες, όπως η μέθοδος καύσης, ο σχεδιασμός του κλιβάνου, η συγκέντρωση οξυγόνου κ.λπ. Αλλά οι συνθήκες της πορείας, η διάρκεια και τα τελικά αποτελέσματα των διαδικασιών καύσης εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τη σύνθεση , φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του καυσίμου.

Σύνθεση καυσίμου

Τα στερεά καύσιμα περιλαμβάνουν άνθρακα και καφέ άνθρακα, τύρφη, σχιστόλιθο, ξύλο. Αυτοί οι τύποι καυσίμων είναι σύνθετες οργανικές ενώσεις που σχηματίζονται κυρίως από πέντε στοιχεία - άνθρακας C, υδρογόνο Η, οξυγόνο Ο, θείο S και άζωτο Ν. Η σύνθεση του καυσίμου περιλαμβάνει επίσης υγρασία και μη εύφλεκτα μέταλλα, τα οποία σχηματίζουν τέφρα μετά την καύση. Η υγρασία και η τέφρα είναι εξωτερικό έρμα καυσίμου, ενώ το οξυγόνο και το άζωτο είναι εσωτερικά.

Το κύριο στοιχείο του καύσιμου μέρους είναι ο άνθρακας, καθορίζει την απελευθέρωση της μεγαλύτερης ποσότητας θερμότητας. Ωστόσο, όσο μεγαλύτερη είναι η αναλογία άνθρακα σε ένα στερεό καύσιμο, τόσο πιο δύσκολο είναι να αναφλεγεί. Κατά την καύση, το υδρογόνο απελευθερώνει 4,4 φορές περισσότερη θερμότητα από τον άνθρακα, αλλά το μερίδιό του στη σύνθεση των στερεών καυσίμων είναι μικρό. Το οξυγόνο, που δεν είναι ένα στοιχείο παραγωγής θερμότητας και δεσμεύει υδρογόνο και άνθρακα, μειώνει τη θερμότητα της καύσης, επομένως είναι ένα ανεπιθύμητο στοιχείο. Το περιεχόμενό του είναι ιδιαίτερα υψηλή σε τύρφη και ξύλο. Η ποσότητα αζώτου στα στερεά καύσιμα είναι μικρή, αλλά είναι ικανή να σχηματίζει οξείδια που είναι επιβλαβή για το περιβάλλον και τους ανθρώπους. Το θείο είναι επίσης επιβλαβής ακαθαρσία, εκπέμπει λίγη θερμότητα, αλλά τα οξείδια που προκύπτουν οδηγούν σε διάβρωση του μετάλλου των λεβήτων και ρύπανση της ατμόσφαιρας.

Προδιαγραφές καυσίμου και επιρροή τους στη διαδικασία καύσης

Τα πιο σημαντικά τεχνικά χαρακτηριστικά του καυσίμου είναι: θερμότητα καύσης, απόδοση πτητικών ουσιών, ιδιότητες μη πτητικών υπολειμμάτων (οπτάνθρακας), περιεκτικότητα σε τέφρα και υγρασία.

Θερμότητα καύσης καυσίμου

Η θερμογόνος δύναμη είναι η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση μιας μονάδας μάζας (kJ / kg) ή του όγκου καυσίμου (kJ / m3). Διακρίνετε μεταξύ υψηλότερης και χαμηλότερης θερμότητας καύσης. Το υψηλότερο περιλαμβάνει τη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη συμπύκνωση των ατμών που περιέχονται στα προϊόντα καύσης. Όταν το καύσιμο καίγεται σε καμίνους λέβητα, τα καυσαέρια καυσαερίων έχουν θερμοκρασία στην οποία η υγρασία βρίσκεται σε ατμό. Επομένως, στην περίπτωση αυτή, χρησιμοποιείται χαμηλότερη θερμότητα καύσης, η οποία δεν λαμβάνει υπόψη τη θερμότητα συμπύκνωσης υδρατμών.

Η σύνθεση και η καθαρή θερμογόνος αξία όλων των γνωστών αποθεμάτων άνθρακα έχουν προσδιοριστεί και δοθεί στα υπολογισμένα χαρακτηριστικά.

Απελευθέρωση πτητικών υλικών

Όταν το στερεό καύσιμο θερμαίνεται χωρίς πρόσβαση στον αέρα υπό την επίδραση υψηλής θερμοκρασίας, πρώτα απελευθερώνεται υδρατμός και μετά συμβαίνει θερμική αποσύνθεση μορίων με την απελευθέρωση αέριων ουσιών, που ονομάζονται πτητικές ουσίες.

Η απελευθέρωση πτητικών ουσιών μπορεί να συμβεί στο εύρος θερμοκρασίας από 160 έως 1100 ° C, αλλά κατά μέσο όρο - στο εύρος θερμοκρασίας 400-800 ° C. Η θερμοκρασία της έναρξης της απελευθέρωσης πτητικών, η ποσότητα και η σύνθεση των αερίων προϊόντων εξαρτώνται από τη χημική σύνθεση του καυσίμου. Όσο πιο χημικά είναι το καύσιμο, τόσο χαμηλότερη είναι η απελευθέρωση των πτητικών και τόσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία της έναρξης της απελευθέρωσής τους.

Τα πτητικά παρέχουν προηγούμενη ανάφλεξη των σωματιδίων και έχουν σημαντική επίδραση στην καύση καυσίμου. Καύσιμα μικρά σε ηλικία - τύρφη, καφέ άνθρακας - αναφλέγονται εύκολα, καίγονται γρήγορα και σχεδόν πλήρως. Αντίθετα, τα καύσιμα με χαμηλές πτητικές ουσίες, όπως ο ανθρακίτης, είναι πιο δύσκολο να αναφλεγούν, να καούν πολύ πιο αργά και να μην καούν εντελώς (με αυξημένη απώλεια θερμότητας).

Μη πτητικές ιδιότητες υπολειμμάτων (οπτάνθρακας)

Το στερεό μέρος του καυσίμου που απομένει μετά την απελευθέρωση πτητικών, αποτελούμενο κυρίως από άνθρακα και ένα μεταλλικό μέρος, ονομάζεται οπτάνθρακας. Το υπόλειμμα οπτάνθρακα μπορεί να είναι, ανάλογα με τις ιδιότητες των οργανικών ενώσεων που περιλαμβάνονται στην καύσιμη μάζα: συσσωματωμένο, ελαφρώς συσσωματωμένο (υποβαθμισμένο κατά την έκθεση), σε σκόνη. Ο ανθρακίτης, τύρφης, καστανός άνθρακας δίδει κονιοποιημένο μη πτητικό υπόλειμμα. Οι περισσότεροι ασφαλτικοί άνθρακες είναι συντηγμένοι, αλλά όχι πάντα έντονοι. Το κολλώδες ή κονιοποιημένο μη πτητικό υπόλειμμα δίνει ασφαλτούχους άνθρακες με πολύ υψηλή απόδοση πτητικών (42-45%) και με πολύ χαμηλή απόδοση (λιγότερο από 17%).

Η δομή του υπολείμματος οπτάνθρακα είναι σημαντική κατά την καύση άνθρακα σε φούρνους σχάρας.Κατά την εκτόξευση σε λέβητες ισχύος, η απόδοση οπτάνθρακα δεν είναι πολύ σημαντική.

Περιεχόμενο τέφρας

Το στερεό καύσιμο περιέχει τη μεγαλύτερη ποσότητα μη καύσιμων ορυκτών ακαθαρσιών. Αυτά είναι κυρίως άργιλος, πυριτικά άλατα, πυρίτης, αλλά οξείδιο του σιδήρου, θειικά, ανθρακικά και πυριτικά άλατα σιδήρου, οξείδια διαφόρων μετάλλων, χλωρίδια, αλκάλια κ.λπ. Τα περισσότερα από αυτά πέφτουν κατά τη διάρκεια της εξόρυξης με τη μορφή πετρωμάτων, μεταξύ των οποίων βρίσκονται οι ραφές άνθρακα, αλλά υπάρχουν επίσης ορυκτές ουσίες που έχουν περάσει στο καύσιμο από σχηματιστές άνθρακα ή στη διαδικασία μετατροπής της αρχικής μάζας του.

Όταν καίγεται καύσιμο, οι ορυκτές ακαθαρσίες υφίστανται μια σειρά αντιδράσεων, ως αποτέλεσμα των οποίων σχηματίζεται ένα στερεό μη εύφλεκτο υπόλειμμα που ονομάζεται τέφρα. Το βάρος και η σύνθεση της τέφρας δεν είναι ίδια με το βάρος και τη σύνθεση των ορυκτών ακαθαρσιών του καυσίμου.

Οι ιδιότητες τέφρας παίζουν σημαντικό ρόλο στην οργάνωση λειτουργίας λέβητα και κλιβάνου. Τα σωματίδια του, παρασυρόμενα από τα προϊόντα καύσης, σε υψηλές ταχύτητες απομακρύνουν τις επιφάνειες θέρμανσης, και σε χαμηλές ταχύτητες εναποτίθενται πάνω τους, γεγονός που οδηγεί σε επιδείνωση της μεταφοράς θερμότητας. Η τέφρα που μεταφέρεται στην καμινάδα μπορεί να βλάψει το περιβάλλον, για να αποφευχθεί αυτό, απαιτείται η εγκατάσταση συλλεκτών τέφρας.

Μια σημαντική ιδιότητα της τέφρας είναι η τήξη της · διακρίνουν μεταξύ της πυρίμαχης (πάνω από 1425 ° C), της μέσης τήξης (1200-1425 ° C) και της τέφρας χαμηλής τήξης (κάτω από 1200 ° C). Η τέφρα που έχει περάσει το στάδιο τήξης και έχει μετατραπεί σε συντηγμένη ή συντηγμένη μάζα ονομάζεται σκωρία. Το χαρακτηριστικό θερμοκρασίας της τήξης τέφρας έχει μεγάλη σημασία για την εξασφάλιση αξιόπιστης λειτουργίας των επιφανειών του φούρνου και του λέβητα · η σωστή επιλογή της θερμοκρασίας των αερίων κοντά σε αυτές τις επιφάνειες θα εξαλείψει την σκωρίαση.

Περιεκτικότητα σε υγρασία

Η υγρασία είναι ένα ανεπιθύμητο συστατικό του καυσίμου, μαζί με τις ορυκτές ακαθαρσίες, είναι το έρμα και μειώνει το περιεχόμενο του εύφλεκτου μέρους. Επιπλέον, μειώνει τη θερμική τιμή, καθώς απαιτείται επιπλέον ενέργεια για την εξάτμισή της.

Η υγρασία στο καύσιμο μπορεί να είναι εσωτερική ή εξωτερική. Η εξωτερική υγρασία περιέχεται στα τριχοειδή ή παγιδεύεται στην επιφάνεια. Με τη χημική ηλικία, η ποσότητα της τριχοειδούς υγρασίας μειώνεται. Όσο μικρότερα είναι τα κομμάτια καυσίμου, τόσο μεγαλύτερη είναι η υγρασία της επιφάνειας. Η εσωτερική υγρασία εισέρχεται στην οργανική ύλη.

Η περιεκτικότητα σε υγρασία στο καύσιμο μειώνει τη θερμότητα της καύσης και οδηγεί σε αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου. Ταυτόχρονα, οι όγκοι των προϊόντων καύσης αυξάνονται, οι απώλειες θερμότητας με καυσαέρια αυξάνονται και η απόδοση της μονάδας λέβητα μειώνεται. Η υψηλή υγρασία το χειμώνα οδηγεί σε κατάψυξη άνθρακα, δυσκολίες λείανσης και μείωση της ροής.

Μέθοδοι καύσης καυσίμου ανάλογα με τον τύπο του κλιβάνου

Οι κύριοι τύποι συσκευών καύσης:

• σε στρώσεις,
• θάλαμος - Δωμάτιο.

Κάμινοι στρώματος προορίζονται για καύση άμορφων στερεών καυσίμων. Μπορούν να είναι πυκνά και ρευστοποιημένα. Κατά την καύση σε ένα πυκνό στρώμα, ο αέρας καύσης διέρχεται από το στρώμα χωρίς να επηρεάζει τη σταθερότητά του, δηλαδή, η βαρύτητα των καυστικών σωματιδίων υπερβαίνει τη δυναμική πίεση του αέρα. Όταν καίγονται σε ρευστοποιημένη κλίνη, λόγω της αυξημένης ταχύτητας αέρα, τα σωματίδια πηγαίνουν σε κατάσταση «βρασμού». Σε αυτήν την περίπτωση, πραγματοποιείται ενεργή ανάμιξη του οξειδωτή και του καυσίμου, λόγω της οποίας εντείνεται η καύση καυσίμου.

ΣΤΟ κάμινοι θαλάμου καίνε στερεά κονιοποιημένα καύσιμα, καθώς και υγρά και αέρια. Οι κάμινοι θαλάμου υποδιαιρούνται σε κυκλικούς και φωτοβολίδες. Κατά τη διάρκεια της καύσης, τα σωματίδια άνθρακα δεν πρέπει να υπερβαίνουν τα 100 μικρά, καίγονται στον όγκο του θαλάμου καύσης. Η κυκλωνική καύση επιτρέπει μεγαλύτερο μέγεθος σωματιδίων · υπό την επίδραση φυγοκεντρικών δυνάμεων, ρίχνονται στα τοιχώματα του κλιβάνου και καίγονται εντελώς σε ροή στροβιλισμού σε ζώνη υψηλής θερμοκρασίας.

Καύση καυσίμου. Τα κύρια στάδια της διαδικασίας

Στη διαδικασία καύσης στερεών καυσίμων, μπορούν να διακριθούν ορισμένα στάδια: θέρμανση και εξάτμιση της υγρασίας, εξάχνωση πτητικών και σχηματισμός υπολειμμάτων οπτάνθρακα, καύση πτητικών και κοκ, και σχηματισμός σκωρίας Αυτός ο διαχωρισμός της διαδικασίας καύσης είναι σχετικά αυθαίρετος, καθώς αν και αυτά τα στάδια προχωρούν διαδοχικά, αλληλοεπικαλύπτονται εν μέρει. Έτσι, η εξάχνωση των πτητικών ουσιών ξεκινά πριν από την τελική εξάτμιση όλης της υγρασίας, ο σχηματισμός πτητικών συμβαίνει ταυτόχρονα με τη διαδικασία της καύσης τους, ακριβώς όπως η έναρξη της οξείδωσης του υπολείμματος οπτάνθρακα προηγείται του τέλους της καύσης πτητικών, και μετά την καύση του οπτάνθρακα μπορεί επίσης να προχωρήσει μετά το σχηματισμό σκωρίας.

Ο χρόνος ροής κάθε σταδίου της διαδικασίας καύσης καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από τις ιδιότητες του καυσίμου. Το στάδιο καύσης οπτάνθρακα διαρκεί το μεγαλύτερο, ακόμη και για καύσιμα με υψηλή πτητική απόδοση. Διάφοροι παράγοντες λειτουργίας και σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του κλιβάνου επηρεάζουν σημαντικά τη διάρκεια των σταδίων της διαδικασίας καύσης.

1. Προετοιμασία καυσίμου πριν από την ανάφλεξη

Το καύσιμο που εισέρχεται στον κλίβανο θερμαίνεται, ως αποτέλεσμα του οποίου, παρουσία υγρασίας, εξατμίζεται και το καύσιμο στεγνώνει. Ο χρόνος που απαιτείται για τη θέρμανση και το στέγνωμα εξαρτάται από την ποσότητα υγρασίας και τη θερμοκρασία στην οποία τροφοδοτείται το καύσιμο στη συσκευή καύσης. Για καύσιμα με υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία (τύρφη, υγροί άνθρακες), το στάδιο θέρμανσης και ξήρανσης είναι σχετικά μεγάλο.

Το καύσιμο παρέχεται σε στοίβες κλιβάνων σε θερμοκρασία κοντά στη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Μόνο το χειμώνα, όταν ο άνθρακας παγώνει, η θερμοκρασία του είναι χαμηλότερη από ό, τι στο λεβητοστάσιο. Για καύση σε φούρνους φλόγας και στροβιλισμού, το καύσιμο υποβάλλεται σε σύνθλιψη και λείανση, συνοδευόμενο από ξήρανση με ζεστό αέρα ή καυσαέρια. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του εισερχόμενου καυσίμου, τόσο λιγότερος χρόνος και θερμότητα απαιτείται για τη θέρμανση μέχρι τη θερμοκρασία ανάφλεξης.

Η ξήρανση καυσίμου στον κλίβανο οφείλεται σε δύο πηγές θερμότητας: θερμική μεταφορά προϊόντων καύσης και ακτινοβολία θερμότητας ενός φακού, επένδυσης και σκωρίας.

Στους κλιβάνους θαλάμου, η θέρμανση πραγματοποιείται κυρίως λόγω της πρώτης πηγής, δηλαδή η ανάμειξη προϊόντων καύσης στο καύσιμο στο σημείο της εισαγωγής του. Επομένως, μία από τις σημαντικές απαιτήσεις για το σχεδιασμό συσκευών εισαγωγής καυσίμου στον κλίβανο είναι η διασφάλιση εντατικής αναρρόφησης προϊόντων καύσης. Η υψηλότερη θερμοκρασία στο τζάκι συμβάλλει επίσης σε μικρότερο χρόνο θέρμανσης και στεγνώματος. Για το σκοπό αυτό, κατά την καύση καυσίμων με την έναρξη της απελευθέρωσης πτητικών σε υψηλές θερμοκρασίες (πάνω από 400 ° C), οι εμπρηστικοί ιμάντες κατασκευάζονται σε κλιβάνους θαλάμου, δηλαδή κλείνουν τους σωλήνες θωράκισης με πυρίμαχο θερμομονωτικό υλικό προκειμένου να μειωθεί η αντίληψη της θερμότητας τους.

Κατά την καύση καυσίμου σε ένα κρεβάτι, ο ρόλος κάθε τύπου πηγής θερμότητας καθορίζεται από το σχεδιασμό του κλιβάνου. Σε κλιβάνους με σχάρες αλυσίδας, η θέρμανση και η ξήρανση πραγματοποιούνται κυρίως από την ακτινοβολούμενη θερμότητα του φακού. Σε κλιβάνους με σταθερή σχάρα και τροφοδοσία καυσίμου από ψηλά, η θέρμανση και η ξήρανση συμβαίνουν λόγω των προϊόντων καύσης που κινούνται μέσω του στρώματος από κάτω προς τα πάνω.

Κατά τη διαδικασία θέρμανσης σε θερμοκρασία άνω των 110 ° C, αρχίζει η θερμική αποσύνθεση οργανικών ουσιών που απαρτίζουν τα καύσιμα. Οι λιγότερο ισχυρές ενώσεις είναι εκείνες που περιέχουν σημαντική ποσότητα οξυγόνου. Αυτές οι ενώσεις αποσυντίθενται σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες με το σχηματισμό πτητικών και ενός στερεού υπολείμματος, που αποτελείται κυρίως από άνθρακα.

Τα καύσιμα που είναι νεαρά σε χημική σύνθεση, που περιέχουν πολύ οξυγόνο, έχουν χαμηλή θερμοκρασία στην αρχή της απελευθέρωσης των αερίων ουσιών και τους δίνουν ένα μεγάλο ποσοστό. Τα καύσιμα με χαμηλή περιεκτικότητα σε ενώσεις οξυγόνου έχουν χαμηλή απόδοση πτητικότητας και υψηλότερο σημείο ανάφλεξης.

Η περιεκτικότητα των μορίων σε στερεά καύσιμα που αποσυντίθενται εύκολα όταν θερμαίνεται επηρεάζει επίσης την αντιδραστικότητα του μη πτητικού υπολείμματος.Πρώτον, η αποσύνθεση της καύσιμης μάζας συμβαίνει κυρίως στην εξωτερική επιφάνεια του καυσίμου. Με περαιτέρω θέρμανση, πυρογενετικές αντιδράσεις αρχίζουν να εμφανίζονται μέσα στα σωματίδια καυσίμου, η πίεση αυξάνεται σε αυτά και το εξωτερικό κέλυφος σπάει. Όταν καίγονται καύσιμα με υψηλή απόδοση πτητικών, το υπόλειμμα κοκ γίνεται πορώδες και έχει μεγαλύτερη επιφάνεια σε σύγκριση με το πυκνό στερεό υπόλειμμα.

2. Η διαδικασία καύσης αερίων ενώσεων και οπτάνθρακα

Η πραγματική καύση του καυσίμου ξεκινά με την ανάφλεξη πτητικών ουσιών. Κατά τη διάρκεια της περιόδου παρασκευής καυσίμου, εμφανίζονται αντιδράσεις διακλαδισμένης αλυσίδας οξείδωσης αερίων ουσιών, αρχικά αυτές οι αντιδράσεις προχωρούν σε χαμηλούς ρυθμούς. Η απελευθερούμενη θερμότητα γίνεται αντιληπτή από τις επιφάνειες του κλιβάνου και συσσωρεύεται μερικώς με τη μορφή ενέργειας κινούμενων μορίων. Το τελευταίο οδηγεί σε αύξηση του ρυθμού αλυσιδωτών αντιδράσεων. Σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, οι αντιδράσεις οξείδωσης προχωρούν με τέτοιο ρυθμό ώστε η θερμότητα που απελευθερώνεται να καλύπτει πλήρως την απορρόφηση θερμότητας. Αυτή η θερμοκρασία είναι το σημείο ανάφλεξης.

Η θερμοκρασία ανάφλεξης δεν είναι σταθερή, εξαρτάται τόσο από τις ιδιότητες του καυσίμου όσο και από τις συνθήκες στη ζώνη ανάφλεξης, κατά μέσο όρο είναι 400-600 ° C. Μετά την ανάφλεξη του αέριου μείγματος, η περαιτέρω αυτο-επιτάχυνση των αντιδράσεων οξείδωσης προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας. Για τη διατήρηση της καύσης, απαιτείται συνεχής παροχή οξειδωτικού και εύφλεκτων ουσιών.

Η ανάφλεξη των αέριων ουσιών οδηγεί στο περίβλημα του σωματιδίου κοκ σε ένα περίβλημα πυρκαγιάς. Η καύση του οπτάνθρακα ξεκινά όταν τελειώνει η καύση των πτητικών. Το στερεό σωματίδιο θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία και καθώς μειώνεται η ποσότητα των πτητικών, μειώνεται το πάχος της οριακής στιβάδας καύσης, το οξυγόνο φτάνει στην επιφάνεια του θερμού άνθρακα.

Η καύση του οπτάνθρακα ξεκινά σε θερμοκρασία 1000 ° C και είναι η μεγαλύτερη διαδικασία. Ο λόγος είναι ότι, πρώτον, η συγκέντρωση οξυγόνου μειώνεται, και δεύτερον, οι ετερογενείς αντιδράσεις προχωρούν πιο αργά από τις ομοιογενείς. Ως αποτέλεσμα, η διάρκεια καύσης ενός σωματιδίου στερεού καυσίμου καθορίζεται κυρίως από τον χρόνο καύσης του υπολείμματος οπτάνθρακα (περίπου 2/3 του συνολικού χρόνου). Για καύσιμα με υψηλή απόδοση πτητικών, το στερεό υπόλειμμα είναι μικρότερο από το ½ της αρχικής μάζας σωματιδίων, επομένως, η καύση τους συμβαίνει γρήγορα και η πιθανότητα καύσης είναι χαμηλή. Τα χημικά παλιά καύσιμα έχουν πυκνό σωματίδιο, η καύση του οποίου διαρκεί σχεδόν όλο το χρόνο που αφιερώνεται στον κλίβανο.

Το υπόλειμμα οπτάνθρακα των περισσότερων στερεών καυσίμων αποτελείται κυρίως, και για ορισμένα είδη, αποτελούμενο εξ ολοκλήρου από άνθρακα. Η καύση του στερεού άνθρακα συμβαίνει με το σχηματισμό μονοξειδίου του άνθρακα και διοξειδίου του άνθρακα.

Βέλτιστες συνθήκες για απαγωγή θερμότητας

Η δημιουργία βέλτιστων συνθηκών για την καύση του άνθρακα είναι η βάση για τη σωστή κατασκευή μιας τεχνολογικής μεθόδου για την καύση στερεών καυσίμων σε λέβητες. Οι ακόλουθοι παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την επίτευξη της υψηλότερης απελευθέρωσης θερμότητας στον κλίβανο: θερμοκρασία, περίσσεια αέρα, σχηματισμός πρωτογενούς και δευτερογενούς μείγματος.

Θερμοκρασία... Η απελευθέρωση θερμότητας κατά την καύση καυσίμου εξαρτάται σημαντικά από το καθεστώς θερμοκρασίας του κλιβάνου. Σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες, η ατελής καύση καύσιμων ουσιών εμφανίζεται στον πυρήνα του πυρσού · το μονοξείδιο του άνθρακα, το υδρογόνο και οι υδρογονάνθρακες παραμένουν στα προϊόντα καύσης. Σε θερμοκρασίες από 1000 έως 1800-2000 ° C, επιτυγχάνεται πλήρης καύση του καυσίμου.

Υπερβολικός αέρας... Η συγκεκριμένη παραγωγή θερμότητας φτάνει στη μέγιστη τιμή της με πλήρη καύση και υπερβολική αναλογία αέρα ενότητας. Με μείωση του λόγου περίσσειας αέρα, η απελευθέρωση θερμότητας μειώνεται, καθώς η έλλειψη οξυγόνου οδηγεί στην οξείδωση λιγότερου καυσίμου. Το επίπεδο θερμοκρασίας μειώνεται, οι ρυθμοί αντίδρασης μειώνονται, γεγονός που οδηγεί σε απότομη μείωση της απελευθέρωσης θερμότητας.

Μια αύξηση στην αναλογία περίσσειας αέρα μεγαλύτερη από μία μειώνει την παραγωγή θερμότητας ακόμη περισσότερο από την έλλειψη αέρα.Σε πραγματικές συνθήκες καύσης καυσίμου σε κλιβάνους λέβητα, δεν επιτυγχάνονται οι περιοριστικές τιμές της απελευθέρωσης θερμότητας, καθώς υπάρχει ατελής καύση. Εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τρόπο οργάνωσης των διαδικασιών σχηματισμού μίγματος.

Διαδικασίες ανάμειξης... Σε κλιβάνους θαλάμου, η πρωτογενής ανάμιξη επιτυγχάνεται με ξήρανση και ανάμιξη καυσίμου με αέρα, τροφοδοσία μέρους του αέρα (πρωτεύουσα) στη ζώνη προετοιμασίας, δημιουργώντας έναν ανοιχτό φακό με μεγάλη επιφάνεια και υψηλή αναταραχή, χρησιμοποιώντας θερμαινόμενο αέρα.

Σε κλιβάνους με στρώσεις, η κύρια εργασία ανάμιξης είναι η παροχή της απαιτούμενης ποσότητας αέρα σε διαφορετικές ζώνες καύσης στη σχάρα.

Προκειμένου να διασφαλιστεί η καύση αερίων προϊόντων ατελούς καύσης και οπτάνθρακα, οργανώνονται διαδικασίες σχηματισμού δευτερογενούς μείγματος. Αυτές οι διεργασίες διευκολύνονται από: την παροχή δευτερεύοντος αέρα σε υψηλή ταχύτητα, τη δημιουργία τέτοιας αεροδυναμικής, στην οποία επιτυγχάνεται ομοιόμορφη πλήρωση ολόκληρου του κλιβάνου με φακό και, κατά συνέπεια, ο χρόνος παραμονής των αερίων και των σωματιδίων οπτάνθρακα στον κλίβανο αυξάνεται.

3. Σχηματισμός σκωρίας

Κατά τη διαδικασία οξείδωσης της καύσιμης μάζας στερεού καυσίμου, σημαντικές αλλαγές συμβαίνουν επίσης στις ορυκτές ακαθαρσίες. Ουσίες και κράματα χαμηλού σημείου τήξης διαλύουν πυρίμαχες ενώσεις.

Προϋπόθεση για την κανονική λειτουργία των λεβήτων είναι η αδιάλειπτη αφαίρεση των προϊόντων καύσης και η προκύπτουσα σκωρία.

Κατά τη διάρκεια της καύσης στρώματος, ο σχηματισμός σκωρίας μπορεί να οδηγήσει σε μηχανική καύση - οι ορυκτές ακαθαρσίες περιβάλλουν τα άκαυστα σωματίδια οπτάνθρακα ή η ιξώδης σκωρία μπορεί να εμποδίσει τις διόδους αέρα, εμποδίζοντας την πρόσβαση οξυγόνου στον οπτάνθρακα που καίει. Για να μειωθεί η καύση, χρησιμοποιούνται διάφορα μέτρα - σε φούρνους με σχάρες αλυσίδας, ο χρόνος που αφιερώνεται στην σχάρα σκωρίας αυξάνεται και πραγματοποιείται συχνή shuraing.

Σε κλιβάνους με στρώσεις, η σκωρία απομακρύνεται σε ξηρή μορφή. Σε κλιβάνους θαλάμου, η αφαίρεση σκωρίας μπορεί να είναι ξηρή ή υγρή.

Έτσι, η καύση καυσίμου είναι μια πολύπλοκη φυσικοχημική διαδικασία, η οποία επηρεάζεται από μεγάλο αριθμό διαφορετικών παραγόντων, αλλά όλοι πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά το σχεδιασμό λέβητων και κλιβάνων.

Καύση - βενζίνη

Η καύση βενζίνης με έκρηξη συνοδεύεται από εμφάνιση αιχμηρών μεταλλικών χτυπημάτων, μαύρου καπνού στην εξάτμιση, αύξηση της κατανάλωσης βενζίνης, μείωση της ισχύος του κινητήρα και άλλα αρνητικά φαινόμενα.

Η καύση βενζίνης στον κινητήρα εξαρτάται επίσης από την αναλογία περίσσειας αέρα. Στις τιμές 0 9 - j - 1 1, ο ρυθμός των διαδικασιών οξείδωσης προ-φλόγας στο μείγμα εργασίας είναι ο υψηλότερος. Επομένως, σε αυτές τις τιμές του a, δημιουργούνται οι πιο ευνοϊκές συνθήκες για την έναρξη της έκρηξης.

Μετά την καύση της βενζίνης, η συνολική μάζα τέτοιων ρύπων αυξήθηκε σημαντικά μαζί με τη γενική ανακατανομή των ποσοτήτων τους. Το ποσοστό βενζολίου στο συμπύκνωμα των καυσαερίων αυτοκινήτων ήταν περίπου 1 έως 7 φορές υψηλότερο από αυτό της βενζίνης. η περιεκτικότητα σε τολουόλιο ήταν 3 φορές υψηλότερη και η περιεκτικότητα σε ξυλόλιο ήταν 30 φορές υψηλότερη. Είναι γνωστό ότι οι ενώσεις οξυγόνου σχηματίζονται σε αυτήν την περίπτωση και ο αριθμός ιόντων, χαρακτηριστικός των βαρύτερων ακόρεστων ενώσεων της σειράς ολεφινών ή κυκλοπαραφινών και των σειρών ακετυλενίου ή διενίου, ειδικά των τελευταίων, αυξάνεται απότομα. Σε γενικές γραμμές, οι αλλαγές στον θάλαμο Haagen-Smit μοιάζουν με τις αλλαγές που απαιτούνται για να κάνουν τη σύνθεση τυπικών δειγμάτων εξάτμισης οχήματος παρόμοια με εκείνη του δείγματος νέφους του Λος Άντζελες.

Η θερμιδική αξία της βενζίνης εξαρτάται από τη χημική της σύνθεση. Επομένως, οι υδρογονάνθρακες πλούσιοι σε υδρογόνο (για παράδειγμα, παραφινικοί) έχουν μεγάλη μάζα θερμότητας καύσης.

Τα προϊόντα καύσης βενζίνης επεκτείνονται στον κινητήρα εσωτερικής καύσης κατά μήκος του polytrope n1 27 από 30 σε 3 στο. Η αρχική θερμοκρασία των αερίων είναι 2100 C. η σύνθεση μάζας προϊόντων καύσης 1 kg βενζίνης έχει ως εξής: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Προσδιορίστε το έργο διαστολής αυτών των αερίων, εάν 2 g βενζίνης τροφοδοτούνται ταυτόχρονα στον κύλινδρο.

Όταν η βενζίνη καίγεται από μια θερμική μονάδα παραγωγής ενέργειας, σχηματίζονται εναποθέσεις άνθρακα που περιέχουν οξείδιο του μολύβδου.

Όταν η βενζίνη καίγεται σε παλινδρομικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης, σχεδόν όλα τα προϊόντα που σχηματίζονται παρασύρονται με τα καυσαέρια. Μόνο ένα σχετικά μικρό μέρος των προϊόντων της ατελούς καύσης καυσίμου και λαδιού, μια μικρή ποσότητα ανόργανων ενώσεων που σχηματίζονται από στοιχεία που εισάγονται με καύσιμο, αέρα και πετρέλαιο, κατατίθενται υπό τη μορφή εναποθέσεων άνθρακα.

Όταν η βενζίνη καίγεται με τετρααιθυλικό μόλυβδο, σχηματίζεται προφανώς οξείδιο του μολύβδου, το οποίο τήκεται μόνο σε θερμοκρασία 900 C και μπορεί να εξατμιστεί σε πολύ υψηλή θερμοκρασία, υπερβαίνοντας τη μέση θερμοκρασία στον κύλινδρο του κινητήρα. Για να αποφευχθεί η εναπόθεση οξειδίου του μολύβδου στον κινητήρα, εισάγονται ειδικές ουσίες στο σαρωτή υγρού αιθυλίου. Οι αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες χρησιμοποιούνται ως καθαριστές. Συνήθως αυτές είναι ενώσεις που περιέχουν βρώμιο και χλώριο, τα οποία επίσης καίνε και δεσμεύουν μόλυβδο σε νέες ενώσεις βρωμιούχου και χλωρίου.

Όταν η βενζίνη καίγεται από μια θερμική μονάδα παραγωγής ενέργειας, σχηματίζονται εναποθέσεις άνθρακα που περιέχουν οξείδιο του μολύβδου.

Κατά τη διάρκεια της καύσης βενζίνης που περιέχει καθαρό TPP, μια πλάκα ενώσεων μολύβδου εναποτίθεται στον κινητήρα. Η σύνθεση του υγρού αιθυλίου βαθμού R-9 (κατά βάρος): τετρααιθυλ μόλυβδος 54 0%, βρωμοαιθάνιο 33 0%, μονοχλωροναφθαλίνιο 6 8 0 5%, πληρωτικό - αεροπορία - βενζίνη - έως 100%. βαφή σκούρο κόκκινο 1 g ανά 1 kg του μείγματος.

Όταν καίγεται βενζίνη που περιέχει TPP, σχηματίζεται στον κινητήρα οξείδιο συριγγίου με χαμηλή πτητικότητα. Δεδομένου ότι το σημείο τήξης του οξειδίου του μολύβδου είναι αρκετά υψηλό (888), μέρος αυτού (περίπου 10%, με βάση τον μόλυβδο που εισάγεται με βενζίνη) εναποτίθεται ως στερεό υπόλειμμα στα τοιχώματα του θαλάμου καύσης, των κεριών και των βαλβίδων, το οποίο οδηγεί σε μια γρήγορη βλάβη του κινητήρα.

Όταν η βενζίνη καίγεται σε μια μηχανή αυτοκινήτου, σχηματίζονται επίσης μικρότερα μόρια και η απελευθερούμενη ενέργεια κατανέμεται σε μεγαλύτερο όγκο.

Αέρια πυρακτώσεως από την καύση ροής βενζίνης γύρω από τον εναλλάκτη θερμότητας 8 (μέσα από την πλευρά του θαλάμου καύσης και περαιτέρω, μέσω των παραθύρων 5 έξω, περνώντας από τον θάλαμο καυσαερίων 6) και θερμαίνουν τον αέρα στο κανάλι εναλλάκτη θερμότητας. Στη συνέχεια, τα καυτά καυσαέρια τροφοδοτούνται μέσω του σωλήνα εξάτμισης 7 κάτω από το κάρτερ και θερμαίνουν τον κινητήρα από το εξωτερικό, και ζεστός αέρας από τον εναλλάκτη θερμότητας τροφοδοτείται μέσω του αναπνευστήρα στο στροφαλοθάλαμο και θερμαίνει τον κινητήρα από το εσωτερικό. Σε 1 5 - 2 λεπτά μετά την έναρξη της θέρμανσης, το προθερμαντήρα απενεργοποιείται και η καύση στο θερμαντήρα συνεχίζεται χωρίς τη συμμετοχή της. Μετά από 7 - 13 λεπτά από τη στιγμή της λήψης ενός παλμού για την εκκίνηση του κινητήρα, το λάδι στο στροφαλοθάλαμο θερμαίνεται σε θερμοκρασία 30 C (σε θερμοκρασία περιβάλλοντος έως -25 C) και οι παλμοί εκκίνησης της μονάδας παρέχεται, μετά την οποία ο θερμαντήρας είναι απενεργοποιημένος.

Θερμοκρασία καύσης

Στη θερμική μηχανική, διακρίνονται οι ακόλουθες θερμοκρασίες καύσης των αερίων: θερμική απόδοση, θερμιδομετρική, θεωρητική και πραγματική (υπολογισμένη). Η θερμαντική ικανότητα tx είναι η μέγιστη θερμοκρασία των προϊόντων πλήρους καύσης αερίου σε αδιαβατικές συνθήκες με πλεονάζοντα συντελεστή αέρα a = 1,0 και σε θερμοκρασία αερίου και αέρα ίση με 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

όπου QH είναι η χαμηλότερη θερμογόνος δύναμη αερίου, kJ / m3 · IVcp - το άθροισμα των προϊόντων των όγκων διοξειδίου του άνθρακα, υδρατμών και αζώτου που σχηματίστηκαν κατά την καύση 1 m3 αερίου (m3 / m3) και της μέσης ογκομετρικής θερμοχωρητικότητας σε σταθερή πίεση εντός του εύρους θερμοκρασίας από 0 ° С έως tx (kJ / (m3 * ° С).

Λόγω της ασυνέπειας της θερμικής ικανότητας των αερίων, η έξοδος θερμότητας καθορίζεται με τη μέθοδο διαδοχικών προσεγγίσεων. Ως αρχική παράμετρος, λαμβάνεται η τιμή του για το φυσικό αέριο (= 2000 ° C), με a = 1,0, προσδιορίζονται οι όγκοι των συστατικών των προϊόντων καύσης, σύμφωνα με τον πίνακα.8.3, βρίσκεται η μέση θερμική χωρητικότητα και, στη συνέχεια, σύμφωνα με τον τύπο (8.11), υπολογίζεται η θερμική ικανότητα του αερίου. Εάν, ως αποτέλεσμα του υπολογισμού, αποδειχθεί ότι είναι χαμηλότερο ή υψηλότερο από το αποδεκτό, τότε ορίζεται διαφορετική θερμοκρασία και ο υπολογισμός επαναλαμβάνεται. Η απόδοση θερμότητας των κοινών απλών και πολύπλοκων αερίων όταν καίγονται σε ξηρό αέρα δίνεται στον πίνακα. 8.5. Κατά την καύση αερίου στον ατμοσφαιρικό αέρα που περιέχει περίπου 1 wt. % υγρασία, η παραγωγή θερμότητας μειώνεται κατά 25-30 ° С.

Η θερμιδομετρική θερμοκρασία καύσης tK είναι η θερμοκρασία που προσδιορίζεται χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η αποσύνδεση των υδρατμών και του διοξειδίου του άνθρακα, αλλά λαμβανομένης υπόψη της πραγματικής αρχικής θερμοκρασίας του αερίου και του αέρα. Διαφέρει από την έξοδο θερμότητας tx στο ότι οι θερμοκρασίες αερίου και αέρα, καθώς και ο υπερβολικός συντελεστής αέρα, λαμβάνονται από τις πραγματικές τους τιμές. Μπορείτε να προσδιορίσετε το tK με τον τύπο:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

όπου qphys είναι το περιεχόμενο θερμότητας (φυσική θερμότητα) αερίου και αέρα, μετρούμενο από 0 ° C, kJ / m3.

Τα φυσικά και υγροποιημένα αέρια πετρελαίου συνήθως δεν θερμαίνονται πριν από την καύση και ο όγκος τους σε σύγκριση με τον όγκο του αέρα καύσης είναι μικρός.

Πίνακας 8.3.

Μέση ογκομετρική θερμική ικανότητα αερίων, kJ / (m3 • ° С)

Επομένως, κατά τον προσδιορισμό της θερμιδομετρικής θερμοκρασίας, το θερμικό περιεχόμενο των αερίων μπορεί να αγνοηθεί. Κατά την καύση αερίων με χαμηλή θερμογόνο δύναμη (γεννήτρια, υψικάμινος κ.λπ.), η θερμική περιεκτικότητά τους (ειδικά θερμαίνεται πριν από την καύση) έχει πολύ σημαντική επίδραση στη θερμιδομετρική θερμοκρασία.

Η εξάρτηση της θερμιδομετρικής θερμοκρασίας του φυσικού αερίου της μέσης σύνθεσης στον αέρα με θερμοκρασία 0 ° C και υγρασία 1% από τον πλεονάζοντα συντελεστή αέρα δίνεται στον Πίνακα. 8.5, για υγραέριο όταν καίγεται σε ξηρό αέρα - σε τραπέζι. 8.7. Δεδομένα πίνακα. 8.5-8.7 είναι δυνατόν να καθοδηγηθείτε με επαρκή ακρίβεια κατά τον προσδιορισμό της θερμιδομετρικής θερμοκρασίας καύσης άλλων φυσικών αερίων, τα οποία είναι σχετικά παρόμοια στη σύνθεση, και των αερίων υδρογονανθράκων σχεδόν οποιασδήποτε σύνθεσης. Εάν είναι απαραίτητο να επιτευχθεί υψηλή θερμοκρασία κατά την καύση αερίων με χαμηλούς πλεονάζοντες συντελεστές αέρα, καθώς και για να αυξηθεί η αποδοτικότητα των κλιβάνων, στην πράξη, ο αέρας θερμαίνεται, γεγονός που οδηγεί σε αύξηση της θερμομετρικής θερμοκρασίας (βλ. Πίνακα 8.6) .

Πίνακας 8.4.

Ικανότητα θέρμανσης αερίων σε ξηρό αέρα

Πίνακας 8.5.

Θερμομετρικές και θεωρητικές θερμοκρασίες καύσης φυσικού αερίου στον αέρα με t = 0 ° С και υγρασία 1% * ανάλογα με τον υπερβολικό συντελεστή αέρα a

>

Η θεωρητική θερμοκρασία καύσης tT είναι η μέγιστη θερμοκρασία που προσδιορίζεται παρόμοια με την θερμιδομετρική θερμοκρασία tK, αλλά με διόρθωση για ενδοθερμικές (που απαιτούν θερμότητα) αντιδράσεις διάστασης του διοξειδίου του άνθρακα και των υδρατμών, προχωρώντας με αύξηση του όγκου:

СО2 ‹–› СО + 0,5О2 - 283 mJ / mol (8,13)

Н2О ‹–› Н2 + 0,5О2 - 242 mJ / mol (8,14)

Σε υψηλές θερμοκρασίες, ο διαχωρισμός μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό ατομικών ομάδων υδρογόνου, οξυγόνου και υδροξυλίου ΟΗ. Επιπλέον, όταν καίγεται το αέριο, παράγεται πάντα κάποιο οξείδιο του αζώτου. Όλες αυτές οι αντιδράσεις είναι ενδοθερμικές και οδηγούν σε μείωση της θερμοκρασίας καύσης.

Πίνακας 8.6.

Θερμομετρική θερμοκρασία καύσης φυσικού αερίου έως, ° С, ανάλογα με την αναλογία περίσσειας ξηρού αέρα και τη θερμοκρασία του (στρογγυλεμένες τιμές)

Πίνακας 8.7.

Θερμοκρασία θερμιδικής καύσης tK εμπορικού προπανίου σε ξηρό αέρα με t = 0 ° С ανάλογα με τον πλεονάζοντα συντελεστή αέρα a

Η θεωρητική θερμοκρασία καύσης μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο:

tT = (Qн + qphys - qdis) / (ΣVcp) (8.15)

όπου qduc είναι η συνολική κατανάλωση θερμότητας για τη διάσταση των СО2 και Н2О σε προϊόντα καύσης, kJ / m3 · IVcp - το άθροισμα του προϊόντος του όγκου και της μέσης θερμικής ικανότητας των προϊόντων καύσης, λαμβάνοντας υπόψη τη διάσταση ανά 1 m3 αερίου.

Όπως μπορείτε να δείτε από τον πίνακα. 8.8, σε θερμοκρασίες έως 1600 ° C, ο βαθμός αποσύνδεσης μπορεί να αγνοηθεί και η θεωρητική θερμοκρασία καύσης μπορεί να ληφθεί ίση με τη θερμιδομετρική θερμοκρασία. Σε υψηλότερες θερμοκρασίες, ο βαθμός αποσύνδεσης μπορεί να μειώσει σημαντικά τη θερμοκρασία στο χώρο εργασίας. Στην πράξη, δεν υπάρχει ιδιαίτερη ανάγκη για αυτό, η θεωρητική θερμοκρασία καύσης πρέπει να προσδιορίζεται μόνο για κλιβάνους υψηλής θερμοκρασίας που λειτουργούν σε προθερμασμένο αέρα (για παράδειγμα, κάμινοι ανοιχτής εστίας). Δεν υπάρχει ανάγκη για αυτό για λέβητες.

Η πραγματική (υπολογιζόμενη) θερμοκρασία των προϊόντων καύσης td είναι η θερμοκρασία που επιτυγχάνεται υπό πραγματικές συνθήκες στο θερμότερο σημείο της φλόγας. Είναι χαμηλότερο από το θεωρητικό και εξαρτάται από την απώλεια θερμότητας στο περιβάλλον, τον βαθμό μεταφοράς θερμότητας από τη ζώνη καύσης με ακτινοβολία, το μήκος της διαδικασίας καύσης στο χρόνο, κ.λπ. από τη θερμοκρασία στους κλιβάνους με την εισαγωγή του πειραματικά καθορισμένοι διορθωτικοί παράγοντες σε αυτούς:

td = t (8.16)

όπου n - t. n. πυρομετρικός συντελεστής εντός:

• για υψηλής ποιότητας θερμικούς και θερμαντικούς κλιβάνους με θερμομόνωση - 0,75-0,85.
• για σφραγισμένους κλιβάνους χωρίς θερμομόνωση - 0,70-0,75 ·
• για θωρακισμένους φούρνους λέβητα - 0,60-0,75.

Στην πράξη, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε όχι μόνο τις αδιαβατικές θερμοκρασίες καύσης που δίνονται παραπάνω, αλλά και τις μέγιστες θερμοκρασίες που συμβαίνουν στη φλόγα. Οι κατά προσέγγιση τιμές τους καθορίζονται συνήθως πειραματικά με φασματογραφικές μεθόδους. Οι μέγιστες θερμοκρασίες που προκύπτουν σε μια ελεύθερη φλόγα σε απόσταση 5-10 mm από την κορυφή του κωνικού μέτωπου καύσης δίνονται στον πίνακα. 8.9. Μια ανάλυση των δεδομένων που παρουσιάζονται δείχνουν ότι οι μέγιστες θερμοκρασίες στη φλόγα είναι μικρότερες από την έξοδο θερμότητας (λόγω της κατανάλωσης θερμότητας για τη διάσπαση των H2O και CO2 και την απομάκρυνση της θερμότητας από τη ζώνη φλόγας)

• Σπίτι
• Ευρετήριο
• Χαρακτηριστικά καύσης αερίων
• Θερμοκρασία καύσης

Καύση - προϊόν λαδιού

Η καύση προϊόντων πετρελαίου στο ανάχωμα της δεξαμενής εκμεταλλεύεται εξαλείφεται με την άμεση παροχή αφρού.

Η καύση προϊόντων πετρελαίου στο ανάχωμα της δεξαμενής εκμεταλλεύεται εξαλείφεται με άμεση παροχή αφρού.

Κατά τη διάρκεια της καύσης των προϊόντων πετρελαίου, το σημείο βρασμού τους (βλ. Πίνακα 69) αυξάνεται σταδιακά λόγω της συνεχιζόμενης κλασματικής απόσταξης, σε σχέση με την οποία αυξάνεται επίσης η θερμοκρασία του ανώτερου στρώματος.

Όταν καίτε λάδι στη δεξαμενή, το άνω μέρος του άνω ιμάντα της δεξαμενής εκτίθεται στη φλόγα. Όταν καίτε λάδι σε χαμηλότερο επίπεδο, το ύψος της ελεύθερης πλευράς της δεξαμενής σε επαφή με τη φλόγα μπορεί να είναι σημαντικό. Σε αυτόν τον τρόπο καύσης, η δεξαμενή μπορεί να καταρρεύσει. Νερό από ακροφύσια πυρκαγιάς ή από σταθερούς δακτυλίους άρδευσης, που πέφτουν στο εξωτερικό μέρος των άνω τοιχωμάτων της δεξαμενής, τα ψύχει (Εικ.15.1), αποτρέποντας έτσι ένα ατύχημα και την εξάπλωση του λαδιού στο ανάχωμα, δημιουργώντας ευνοϊκότερες συνθήκες για τη χρήση αερο-μηχανικού αφρού.

Τα αποτελέσματα της μελέτης της καύσης πετρελαιοειδών και των μειγμάτων τους είναι ενδιαφέροντα.

Η θερμοκρασία του κατά την καύση των προϊόντων πετρελαίου είναι: βενζίνη 1200 C, κηροζίνη τρακτέρ 1100 C, καύσιμο ντίζελ 1100 C, αργό πετρέλαιο 1100 C, καύσιμο λάδι 1000 C. Κατά την καύση ξύλου σε στοίβες, η θερμοκρασία της τυρβώδους φλόγας φτάνει τα 1200 - 1300 ΝΤΟ.

Ιδιαίτερα μεγάλες μελέτες στον τομέα της φυσικής καύσης προϊόντων πετρελαίου και της κατάσβεσής τους έχουν πραγματοποιηθεί τα τελευταία 15 χρόνια στο Κεντρικό Ινστιτούτο Ερευνών Πυροσβεστικής Άμυνας (TsNIIPO), το Ινστιτούτο Ενέργειας της Ακαδημίας Επιστημών της ΕΣΣΔ (ENIN) και μια σειρά από άλλα ερευνητικά και εκπαιδευτικά ιδρύματα.

Ένα παράδειγμα αρνητικής κατάλυσης είναι η καταστολή της καύσης πετρελαιοειδών με την προσθήκη αλογονωμένων υδρογονανθράκων.

Το νερό προάγει τον αφρισμό και τον σχηματισμό γαλακτωμάτων κατά την καύση πετρελαιοειδών με σημείο ανάφλεξης 120 C και υψηλότερο. Το γαλάκτωμα, που καλύπτει την επιφάνεια του υγρού, το απομονώνει από το οξυγόνο στον αέρα και επίσης αποτρέπει τη διαφυγή ατμών από αυτό.

Η καύση υγρών αερίων υδρογονανθράκων σε ισοθερμικές δεξαμενές δεν διαφέρει από την καύση πετρελαιοειδών. Ο ρυθμός καύσης σε αυτήν την περίπτωση μπορεί να υπολογιστεί με τον τύπο (13) ή να προσδιοριστεί πειραματικά. Η ιδιαιτερότητα της καύσης υγροποιημένων αερίων σε ισοθερμικές συνθήκες είναι ότι η θερμοκρασία ολόκληρης της μάζας του υγρού στη δεξαμενή είναι ίση με το σημείο βρασμού στην ατμοσφαιρική πίεση. Για υδρογόνο, μεθάνιο, αιθάνιο, προπάνιο και βουτάνιο, αυτές οι θερμοκρασίες είναι, αντιστοίχως, - 252, - 161, - 88, - 42 και 0 5 C.

Η έρευνα και η πρακτική της κατάσβεσης των πυρκαγιών έδειξαν ότι για να σταματήσει η καύση ενός προϊόντος λαδιού, ο αφρός πρέπει να καλύψει πλήρως ολόκληρη την επιφάνειά του με ένα στρώμα συγκεκριμένου πάχους. Όλοι οι αφροί με χαμηλό ρυθμό διαστολής είναι αναποτελεσματικοί στην κατάσβεση πυρκαγιών προϊόντων πετρελαίου σε δεξαμενές στο χαμηλότερο επίπεδο πλημμύρας. Ο αφρός, που πέφτει από μεγάλο ύψος (6 - 8 m) στην επιφάνεια του καυσίμου, βυθίζεται και τυλίγεται σε μια μεμβράνη καυσίμου, καίγεται ή καταρρέει γρήγορα. Μόνο αφρός με πολλαπλότητα 70 - 150 μπορεί να πεταχτεί σε μια δεξαμενή καύσης με αρθρωτούς πίδακες.