Kerosiinin palamislämpötila ilmassa

Kemiallinen stabiilisuus

Bensiinin kemialliset ominaisuudet huomioon ottaen on välttämätöntä keskittyä siihen, kuinka kauan hiilivetyjen koostumus pysyy muuttumattomana, koska pitkällä varastoinnilla kevyemmät komponentit häviävät ja suorituskyky heikkenee huomattavasti.
Erityisesti ongelma on akuutti, jos korkeamman luokan polttoainetta (AI 95) saatiin bensiinistä, jonka oktaaniluku on vähäinen, lisäämällä propaania tai metaania sen koostumukseen. Niiden anti-koputusominaisuudet ovat korkeammat kuin iso-oktaanilla, mutta ne myös haihtuvat välittömästi.

GOST: n mukaan minkä tahansa merkin polttoaineen kemiallisen koostumuksen on oltava muuttumaton 5 vuoden ajan varastosääntöjen mukaisesti. Mutta itse asiassa usein jopa uudella polttoaineella oktaaniluku on jo määritetyn alapuolella.

Häikäilemättömät myyjät ovat syyllisiä tähän, jotka lisäävät nesteytettyä kaasua polttoainesäiliöihin, joiden varastointiaika on päättynyt, ja sisältö ei täytä GOST: n vaatimuksia. Yleensä samaan polttoaineeseen lisätään erilaisia ​​määriä kaasua oktaaniluvun 92 tai 95 saamiseksi. Tällaisten temppujen vahvistus on kaasun pistävä haju täyttöasemalla.

Leimahduspisteen määritysmenetelmät

On olemassa menetelmä avoimeen ja suljettuun upokkaaseen (öljytuotesäiliö). Saadut lämpötilat eroavat kertyneiden höyryjen määrästä johtuen.

Avoin upokasmenetelmä sisältää:

1. Bensiinin puhdistaminen kosteudelta natriumkloridilla.
2. Upokkaan täyttäminen tietylle tasolle.
3. Säiliön lämmittäminen 10 astetta odotettua alhaisempaan lämpötilaan.
4. Kaasupolttimen sytytys pinnan yläpuolella.
5. Leimahduspiste tallennetaan syttymishetkellä.

Suljettu upokasmenetelmä eroaa siinä, että säiliössä olevaa bensiiniä sekoitetaan jatkuvasti. Kun kansi avataan, palo nousee automaattisesti.

Leimahduspistelaite koostuu seuraavista osista:

• sähkölämmitin (teho 600 wattia);
• kapasiteetti 70 millilitraa;
• kuparisekoitin;
• sähkö- tai kaasusytytin;
• lämpömittari.

Tulosten mukaan palavat aineet luokitellaan:

• erityisen vaarallinen (leimahduspisteessä alle -200 ° C);
• vaarallinen (-200 ° C - + 230 ° C);
• vaarallinen korkeissa lämpötiloissa (välillä 230C - 610C).

Nopeus - Palaminen - Polttoaine

Mikä on 1 litran bensiinin todellinen hinta
Polttoaineen palamisnopeus kasvaa huomattavasti, jos palava seos on voimakkaassa pyörreliikkeessä. Vastaavasti turbulentin lämmönsiirron voimakkuus voi olla paljon suurempi kuin molekyylidiffuusion.

Polttoaineen palamisnopeus riippuu useista syistä, joita käsitellään myöhemmin tässä luvussa, ja erityisesti polttoaineen ja ilman sekoittumisen laadusta. Polttoaineen palamisnopeus määräytyy poltetun polttoaineen määrän mukaan aikayksikköä kohti.

Polttoaineen palamisnopeus ja sen seurauksena lämmön vapautumisnopeus määräytyy palopinnan koon mukaan. Kivihiilipölyn, jonka hiukkaskoko on enintään 300 - 500 mikronia, polttopinta on kymmeniä tuhansia kertoja suurempi kuin karkealla lajitellulla ketjusäleikön polttoaineella.

Polttoaineen palamisnopeus riippuu polttokammion lämpötilasta ja paineesta, kasvaa niiden kasvaessa. Siksi sytytyksen jälkeen palamisnopeus kasvaa ja tulee erittäin korkeaksi polttokammion päässä.

Polttoaineen palamisnopeuteen vaikuttaa myös moottorin nopeus. Kierrosten määrän kasvaessa vaiheen kesto lyhenee.

Kaasuvirtauksen turbulenssi lisää voimakkaasti polttoaineen palamisnopeutta johtuen palamispinta-alan ja liekin etenemisnopeuden kasvusta lämmönsiirtonopeuden lisääntyessä.

Kun käytetään vähärasvaista seosta, polttoaineen palamisnopeus hidastuu. Siksi kaasujen osille luovuttaman lämmön määrä kasvaa ja moottori ylikuumenee. Ylimääräisen seoksen merkkejä ovat kaasuttimen ja imusarjan välähdykset.

Kaasuvirtauksen turbulenssi lisää voimakkaasti polttoaineen palamisnopeutta johtuen palamispinnan kasvusta ja liekin etenemisnopeudesta lisäämällä lämmönsiirtonopeutta.

Normaaleilla alkaaneilla on suurin setaaniluku, joka kuvaa moottorin polttoaineen palamisnopeutta.

Työseoksen koostumus vaikuttaa suuresti polttoaineen palamisnopeuteen moottorissa. Nämä olosuhteet tapahtuvat coeff.

Polttoprosessin kehityksen laadun vaikutus määräytyy polttoaineen palamisnopeuden päävaiheessa. Kun tässä vaiheessa poltetaan suuri määrä polttoainetta, pz: n ja Tz: n arvot kasvavat, jälkipolttoaineiden osuus pienenee paisuntaprosessin aikana ja polytrooppindeksi nz kasvaa. Tämä prosessin kehitys on suotuisinta, koska saavutetaan paras lämmönkäyttö.

Moottorin työprosessissa polttoaineen palamisnopeuden arvo on erittäin tärkeä. Palamisnopeus ymmärretään reagoivan (palavan) polttoaineen määränä (massa) aikayksikköä kohti.

Useat yleiset ilmiöt osoittavat, että polttoaineiden polttonopeus moottoreissa on melko luonnollista, ei satunnaista. Tämän osoittaa enemmän tai vähemmän yksiselitteisten syklien toistettavuus moottorin sylinterissä, mikä itse asiassa määrää moottoreiden vakaan toiminnan. Samoissa moottoreissa palamisen pitkittyminen havaitaan aina vähäraskaisilla seoksilla. Moottorin kovaa työtä, joka tapahtuu suurella palamisreaktiolla, havaitaan pääsääntöisesti kompressorittomissa dieselmoottoreissa ja pehmeää työtä - moottoreissa, joissa sytytys sytytetään sähkökipinästä. Tämä osoittaa, että pohjimmiltaan erilainen seoksen muodostuminen ja syttyminen aiheuttavat säännöllisen muutoksen palamisnopeudessa. Kun moottorin kierrosluku kasvaa, palamisen kesto pienenee ajan myötä ja kampiakselin pyörimiskulma kasvaa. Moottoreiden palamisen kulun kineettiset käyrät ovat luonteeltaan samanlaisia ​​kuin useiden kemiallisten reaktioiden kineettiset käyrät, jotka eivät liity suoraan moottoreihin ja esiintyvät eri olosuhteissa.

Kokeet osoittavat säteilylämmönsiirron voimakkuuden riippuvuuden polttoaineen palamisnopeudesta. Nopea palaminen polttimen juuressa, korkeammat lämpötilat kehittyvät ja lämmönsiirto voimistuu. Lämpötilakentän epäyhtenäisyys yhdessä erittävien hiukkasten eri pitoisuuksien kanssa johtaa liekin mustuuden asteen epähomogeenisuuteen. Kaikki edellä mainitut aiheuttavat suuria vaikeuksia analyyttisen lämpötilan lämpötilan ja uunin emissiivisyyden määrittämisessä.

Laminaarisella liekillä (katso lisätietoja kohdasta 3) polttoaineen palamisnopeus on vakio ja Q 0; palamisprosessi on hiljainen. Kuitenkin, jos palamisalue on turbulentti, ja tämä on tarkasteltavana oleva tapaus, niin vaikka polttoaineenkulutus on keskimäärin vakio, paikallinen palamisnopeus muuttuu ajassa ja pienen tilavuusosan Q.Q. Turbulenssi häiritsee liekkiä jatkuvasti; milloin tahansa palamista rajoittaa tämä liekki tai joukko liekkejä, jotka ottavat satunnaisen aseman palamisalueella.

Kaasumainen polttoaine

Kaasumainen polttoaine on seos useista kaasuista: metaani, eteeni ja muut hiilivedyt, hiilimonoksidi, hiilidioksidi tai hiilidioksidi, typpi, vety, rikkivety, happi ja muut kaasut sekä vesihöyry.

Metaani (CH4) on monien luonnonkaasujen pääosat. Sen pitoisuus luonnonkaasuissa saavuttaa 93 ... 98%. 1 m3: n metaanipoltto vapauttaa ~ 35800 kJ lämpöä.

Kaasumaiset polttoaineet voivat sisältää myös pieniä määriä eteeniä (C2H4). 1 m3 eteenin polttaminen tuottaa ~ 59000 kJ lämpöä.

Metaanin ja eteenin lisäksi kaasumaiset polttoaineet sisältävät myös hiilivetyyhdisteitä, kuten propaania (C3H8), butaania (C4H10) jne. Näiden hiilivetyjen palaminen tuottaa enemmän lämpöä kuin eteenin palaminen, mutta niiden määrä on merkityksetön palavissa kaasuissa .

Vety (H2) on 14,5 kertaa ilmaa kevyempi. 1 m3 vedyn palaminen vapauttaa ~ 10 800 kJ lämpöä. Monet palavat kaasut, paitsi koksiuunikaasu, sisältävät suhteellisen pieniä määriä vetyä. Koksiuunikaasussa sen pitoisuus voi olla 50 ... 60%.

Hiilimonoksidi (CO) on masuunikaasun tärkein palava komponentti. 1 m3 tämän kaasun palaminen tuottaa ~ 12 770 kJ lämpöä. Tämä kaasu on väritöntä, hajutonta ja erittäin myrkyllistä.

Rikkivety (H2S) on raskas kaasu, jolla on epämiellyttävä haju ja joka on erittäin myrkyllistä. Kun rikkivetyä on kaasussa, uunin ja kaasuputken metalliosien korroosio lisääntyy. Rikkivetyä vahingollista vaikutusta parantaa hapen ja kosteuden läsnäolo kaasussa. 1 m3 rikkivetyä polttamalla vapautuu ~ 23400 kJ lämpöä.

Loput kaasut: CO2, N2, O2 ja vesihöyry ovat painolastikomponentteja, koska näiden kaasujen pitoisuuden kasvaessa polttoaineessa sen palavien komponenttien pitoisuus pienenee. Niiden läsnäolo johtaa polttoaineen palamislämpötilan laskuun. > 0,5% vapaan hapen pitoisuutta kaasumaisissa polttoaineissa pidetään vaarallisina turvallisuussyistä.

Kiehuminen - bensiini

Oktaaniluku Bensiinikoostumus

Bensiini alkaa kiehua suhteellisen alhaisessa lämpötilassa ja etenee hyvin intensiivisesti.

Bensiinin kiehumispisteen loppua ei ole määritelty.

Bensiinin kiehumisen alku on alle 40 C, loppu on 180 C, kiteytymisen alkamislämpötila on korkeintaan 60 C. Bensiinin happamuus ei ylitä 1 mg / 100 ml.

Bensiinin loppukiehumispiste GOST: n mukaan on 185 ° C ja todellinen 180 ° C.

Bensiinin loppukiehumispiste on lämpötila, jossa testibensiinin standardi (100 ml) annos tislataan (keitetään pois) lasipullosta, jossa se oli, jääkaapin vastaanottimessa.

Bensiinin lopullinen kiehumispiste ei saisi ylittää 200 - 225 C. Ilmailubensiinien lopullinen kiehumispiste on huomattavasti matalampi, saavuttaen joissakin tapauksissa jopa 120 ° C.

MPa, bensiinin kiehumispiste on 338 K, sen keskimääräinen moolimassa on 120 kg / kmol ja höyrystyslämpö on 252 kJ / kg.

Bensiinin alkukiehumispiste, esimerkiksi 40 ilmailubensiinille, osoittaa kevyiden, matalalla kiehuvien fraktioiden läsnäolon, mutta ei osoita niiden pitoisuutta. Ensimmäisen 10-prosenttisen fraktion kiehumispiste eli alkulämpötila kuvaa bensiinin lähtöominaisuuksia, sen haihtuvuutta sekä taipumusta muodostaa kaasulukkoja bensiinin syöttöjärjestelmään. Mitä alhaisempi 10 prosentin jakeen kiehumispiste on, sitä helpompaa on käynnistää moottori, mutta myös suurempi mahdollisuus muodostaa kaasulukkoja, jotka voivat aiheuttaa keskeytyksiä polttoaineen syötössä ja jopa pysäyttää moottorin. Liian korkea lähtöfraktion kiehumispiste vaikeuttaa moottorin käynnistämistä alhaisissa ympäristön lämpötiloissa, mikä johtaa bensiinihäviöihin.

Reformoivien bensiinien kiehumispisteen lasku johtaa niiden räjähdyslujuuden heikkenemiseen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tarvitaan tutkimusta ja taloudellisia laskelmia.On huomattava, että useiden maiden ulkomaisessa käytännössä tuotetaan ja käytetään moottoribensiinejä, joiden kiehumispiste on 215 - 220 C.

Reformoivien bensiinien kiehumispisteen lasku johtaa niiden räjähdyslujuuden heikkenemiseen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tarvitaan tutkimusta ja taloudellisia laskelmia. On huomattava, että useiden maiden ulkomaisessa käytännössä tuotetaan ja käytetään moottoribensiinejä, joiden kiehumispiste on 215 - 220 C.

Jos bensiinin loppukiehumispiste on korkea, sen sisältämät raskaat jakeet eivät välttämättä haihdu eivätkä siten palaa moottorissa, mikä lisää polttoaineenkulutusta.

Suorajuoksettujen bensiinien loppukiehumispisteen alentaminen johtaa niiden räjähdyslujuuden kasvuun. Matalan oktaaniluvun suoraviivaisten bensiinien oktaaniluvut ovat vastaavasti 75 ja 68, ja niitä käytetään moottoribensiinien komponentteina.

Palaminen - bensiini

Suunnittelu ja toimintaperiaate Bosch Motronic MED 7 -suoraruiskutusjärjestelmä

Bensiinin, kerosiinin ja muiden nestemäisten hiilivetyjen palaminen tapahtuu kaasufaasissa. Palamista voi tapahtua vain, kun polttoainehöyryn pitoisuus ilmassa on tietyissä rajoissa, kullekin aineelle erikseen. Jos IB-ilmassa on pieni määrä polttoainehöyryjä, palamista ei tapahdu, samoin kuin silloin, kun polttoainehöyryjä on liikaa eikä happea tarpeeksi.

Kun bensiini palaa, tiedetään, että muodostuu homoterminen kerros, jonka paksuus kasvaa ajan myötä.

Bensiinin palamisen yhteydessä muodostuu vettä ja hiilidioksidia. Voiko tämä olla riittävä vahvistus siitä, että bensiini ei ole alkuaine?

Kun bensiiniä, kerosiinia ja muita nesteitä poltetaan säiliöissä, kaasuvirran murskaaminen erillisiin tilavuuksiin ja niiden palaminen erikseen ovat erityisen selvästi nähtävissä.

Kun bensiiniä ja öljyä poltetaan halkaisijaltaan suurissa säiliöissä, lämmityksen luonne eroaa merkittävästi edellä kuvatuista. Kun ne palavat, ilmestyy lämmitetty kerros, jonka paksuus luonnollisesti kasvaa ajan myötä ja lämpötila on sama kuin nesteen pinnan lämpötila. Sen alla nesteen lämpötila laskee nopeasti ja tulee melkein samaksi kuin alkulämpötila. Käyrien luonne osoittaa, että palamisen aikana bensiini hajoaa kahteen kerrokseen - ylempään ja alempaan.

Esimerkiksi bensiinin polttamista ilmassa kutsutaan kemialliseksi prosessiksi. Tällöin vapautuu energiaa, joka on noin 1300 kcal / 1 mooli bensiiniä.

Bensiinin ja öljyjen palamistuotteiden analysoinnista on tulossa äärimmäisen tärkeä, koska tieto tällaisten tuotteiden yksittäisestä koostumuksesta on välttämätöntä moottorin palamisprosessien ja ilman pilaantumisen tutkimiseen.

Siten, kun bensiiniä poltetaan leveissä säiliöissä, jopa 40% palamisen seurauksena vapautuvasta lämmöstä kulutetaan säteilyä varten.

Pöytä 76 esittää bensiinin palamisnopeutta tetranitro-metaanilisäaineilla.

Kokeet ovat havainneet, että sen halkaisija vaikuttaa merkittävästi polttoaineen polttonopeuteen säiliön pinnalta.

GPS-600: n avulla palomiehet selvisivät menestyksekkäästi rautatietä pitkin vuotaneen bensiinin polttamisen torjumisesta varmistaen tavara-alan kuljettajien liikkumisen paikkaan, johon säiliöt oli kytketty.Irrotettuaan ne kontaktilangan palalla he kiinnittivät 2 säiliötä bensiinillä paloautoon ja vetivät ne paloalueelta.

Erityisen suuri tuulen lämpenemisen nopeuden kasvu havaittiin polttoainetta poltettaessa. Kun bensiini paloi 264 m: n säiliössä tuulen nopeudella 1 3 m / s, lämmitysnopeus oli 9 63 mm / min, ja tuulen nopeudella 10 m / s lämmitysnopeus nousi 17 1: een mm / min.

Syttymislämpötila ja muut parametrit

Hiilen palaminen on hiilen hapettumisen kemiallinen reaktio, joka tapahtuu korkeassa alkulämpötilassa voimakkaalla lämmön vapautumisella. Nyt se on yksinkertaisempaa: kivihiilipolttoaine ei voi syttyä kuin paperi; sytytys edellyttää esilämmitystä 370-700 ° C: seen polttoaineen merkistä riippuen.

Keskeinen hetki. Hiilen polttamisen tehokkuus uunissa tai kotitalouksien kiinteän polttoaineen kattilassa ei ole ominaista maksimilämpötilalla, vaan palamisen täydellisyydellä. Jokainen hiilimolekyyli yhdistyy ilmassa oleviin kahteen happipartikkeliin muodostaen hiilidioksidi CO2: ta. Prosessi heijastuu kemialliseen kaavaan.

Jos rajoitat saapuvan hapen määrää (peitä puhallin, kytke TT-kattila höyrystystilaan), hiilidioksidin sijaan muodostuu hiilimonoksidia CO ja se vapautuu savupiippuun, palamistehokkuus heikkenee merkittävästi. Korkean hyötysuhteen saavuttamiseksi on tarpeen luoda suotuisat olosuhteet:

1. Ruskeat hiilet syttyvät lämpötilassa +370 ° C, kivi - 470 ° C, antrasiitti - 700 astetta. Lämmitysyksikön esilämmitys puulla (sahanpurubriketit) tarvitaan.
2. Ilmaa syötetään tulipesään liikaa, turvakerroin on 1,3-1,5.
3. Palamista tukee ritilällä makaavien kuumien hiilien korkea lämpötila. On tärkeää varmistaa hapen kulkeutuminen polttoaineen koko paksuuden läpi, koska ilma liikkuu tuhkapannun läpi luonnollisen savupiipun vedon vuoksi.

Kommentti. Ainoat poikkeukset ovat kotitekoiset Bubafonya-tyyppiset uunit ja sylinterimäiset kattilat ylempään palamiseen, joissa ilma syötetään tulipesään ylhäältä alas.

Eri polttoaineiden teoreettinen palamislämpötila ja ominaislämmönsiirto on esitetty vertailutaulukossa. On huomattavaa, että ihanteellisissa olosuhteissa kaikki polttoaineet vapauttavat maksimaalisen lämmön, kun ne ovat vuorovaikutuksessa vaaditun ilmamäärän kanssa.

Käytännössä on epärealistista luoda tällaisia ​​olosuhteita, joten ilmaan syötetään jonkin verran ylimääräistä. Ruskohiilen todellinen palamislämpötila tavanomaisessa TT-kattilassa on 700 ... 800 ° C, kivi ja antrasiitti - 800 ... 1100 astetta.

Jos liioitellaan happimäärällä, energia alkaa kulua ilman lämmitykseen ja yksinkertaisesti lentää ulos putkeen, uunin tehokkuus laskee huomattavasti. Lisäksi tulen lämpötila voi nousta 1500 ° C: seen. Prosessi muistuttaa tavallista tulta - liekki on suuri, lämpöä on vähän. Videossa on esimerkki hiilen tehokkaasta polttamisesta automaattikattilan retortipolttimella:

Lämpötila - palaminen - polttoaine

Työntekijän säteilytyksen voimakkuus riippuu uunissa olevan polttoaineen palamislämpötilasta, latausreiän koosta, uunin seinämien paksuudesta latausreiässä ja lopuksi etäisyydestä, jolla työntekijä on latauksesta reikä.

Käytännössä saavutettavissa oleva lämpötila 1L on polttoaineen palamislämpötila todellisissa olosuhteissa. Sen arvoa määritettäessä otetaan huomioon ympäristölle aiheutuvat lämpöhäviöt, palamisprosessin kesto, palamistapa ja muut tekijät.

Ylimääräinen ilma vaikuttaa dramaattisesti polttoaineen palamislämpötilaan.Joten esimerkiksi maakaasun todellinen palamislämpötila, jossa on 10% ylimäärä ilmaa, on 1868 C, 20% ylimääräinen 1749 C ja 100% ylimääräinen ilma, se laskee 1167 C. , ilman esikuumennus menee polttoaineen palamiseen, nostaa sen palamislämpötilaa. Joten polttamalla maakaasua (1Max 2003 C) 200 C: seen lämmitetyllä ilmalla palamislämpötila nousee 2128 C: seen ja kun ilma lämmitetään 400 C: seen - 2257 C: seen.

Kun ilmaa ja kaasumaista polttoainetta kuumennetaan, polttoaineen palamislämpötila nousee ja siten myös uunin työtilan lämpötila nousee. Monissa tapauksissa on mahdotonta saavuttaa tietylle tekniselle prosessille vaadittavia lämpötiloja ilman ilman ja kaasumaisen polttoaineen korkeaa lämmitystä. Esimerkiksi terässulatus avotuliuuneissa, joiden polttimen lämpötilan (palavien kaasujen virtauksen) sulatustilassa tulisi olla 1800 - 2000 C, olisi mahdotonta ilman ilman ja kaasun lämmittämistä 1000 - 1200 C: seen. teollisuusuunien lämmittäminen vähäkalorista paikallista polttoainetta (kosteat polttopuut, turve, ruskohiili), niiden työ ilman ilman lämmittämistä on usein jopa mahdotonta.

Tästä kaavasta voidaan nähdä, että polttoaineen palamislämpötilaa voidaan nostaa lisäämällä sen osoitinta ja pienentämällä nimittäjää. Eri kaasujen palamislämpötilan riippuvuus ylimääräisestä ilmasta on esitetty kuvassa.

Ylimääräinen ilma vaikuttaa myös voimakkaasti polttoaineen palamislämpötilaan. Joten maakaasun lämmöntuotto ilman ylimäärällä 10% - 1868 C, ilman ylimäärällä 20% - 1749 C ja 100% ylimäärällä on yhtä suuri kuin 1167 C.

Jos kuuman liitoksen lämpötilaa rajoittaa vain polttoaineen palamislämpötila, palautumisen käyttö mahdollistaa lämpötilan nostamisen lisäämällä palamistuotteiden lämpötilaa ja siten lisäämällä TEG: n kokonaistehokkuutta.

Räjähdyksen rikastaminen hapella johtaa merkittävään polttoaineen palamislämpötilan nousuun. Kuten kuvion kuvaajan tiedoista Kuten kuviossa 17 esitetään, polttoaineen palamisen teoreettinen lämpötila liittyy räjähdyksen rikastumiseen hapella riippuvuudella, joka on käytännössä lineaarinen räjähdyksen 40%: n happipitoisuuteen nähden. Suuremmilla rikastusasteilla palamistuotteiden dissosiaatiolla alkaa olla merkittävä vaikutus, jonka seurauksena lämpötilariippuvuuden käyrät räjähdyksen rikastumisasteesta poikkeavat suorista linjoista ja lähestyvät asymptoottisesti tietyn annoksen raja-arvoja polttoainetta. Näin ollen polttoaineen palamislämpötilan arvioidulla riippuvuudella räjähdyksen happirikastuksen asteesta on kaksi aluetta - alue, jolla on suhteellisen vähän rikastuksia, jossa on lineaarinen riippuvuus, ja alue, jolla on runsaasti rikastumia (yli 40%), missä lämpötilan nousulla on hajoava luonne.

Tärkeä uunitoiminnan termotekninen indikaattori on uunin lämpötila, joka riippuu polttoaineen palamislämpötilasta ja lämmönkulutuksen luonteesta.

Polttoaineen tuhka, mineraalien epäpuhtauksien koostumuksesta riippuen, polttoaineen palamislämpötilassa voidaan sulattaa kuonan paloiksi. Polttoaineen ominaisuus lämpötilasta riippuen on annettu taulukossa. MUTTA.

TmaK: n arvo taulukossa. IV - З - polttoaineen palamisen kalorimetrinen (teoreettinen) lämpötila.

Lämpöhäviöt uunien seinien läpi ulkopuolelle (ympäristöön) vähentävät polttoaineen palamislämpötilaa.

Polttoaineen polttaminen

Polttoaineen palaminen on palavien komponenttien hapettumisprosessi, joka tapahtuu korkeissa lämpötiloissa ja johon liittyy lämmön vapautuminen. Palamisen luonne määräytyy monien tekijöiden, mukaan lukien polttomenetelmä, uunin suunnittelu, hapen pitoisuus jne. Mutta kurssin olosuhteet, polttoprosessien kesto ja lopulliset tulokset riippuvat suurelta osin koostumuksesta , polttoaineen fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.

Polttoaineen koostumus

Kiinteitä polttoaineita ovat hiili ja ruskohiili, turve, öljyliuskekivi, puu. Tämäntyyppiset polttoaineet ovat monimutkaisia ​​orgaanisia yhdisteitä, jotka muodostuvat pääasiassa viidestä alkuaineesta - hiili C, vety H, happi O, rikki S ja typpi N. Polttoaine sisältää myös kosteutta ja palamattomia mineraaleja, jotka muodostavat tuhkaa palamisen jälkeen. Kosteus ja tuhka ovat polttoaineen ulkoinen liitäntälaite, kun taas happi ja typpi ovat sisäisiä.

Palavan osan pääosa on hiili, se määrää suurimman lämmön määrän. Kuitenkin mitä suurempi hiilen osuus kiinteässä polttoaineessa on, sitä vaikeampaa on syttyä. Palamisen aikana vety vapauttaa 4,4 kertaa enemmän lämpöä kuin hiili, mutta sen osuus kiinteiden polttoaineiden koostumuksessa on pieni. Happi, joka ei ole lämpöä tuottava alkuaine ja sitoo vetyä ja hiiltä, ​​vähentää palamislämpöä, joten se on ei-toivottu alkuaine. Sen pitoisuus on erityisen korkea turpeessa ja puussa. Kiinteiden polttoaineiden typpimäärä on pieni, mutta se pystyy muodostamaan ympäristölle ja ihmisille haitallisia oksideja. Rikki on myös haitallinen epäpuhtaus, se päästää vähän lämpöä, mutta syntyneet oksidit johtavat kattiloiden metallin korroosiota ja ilmakehän pilaantumista.

Polttoainetiedot ja niiden vaikutus palamisprosessiin

Polttoaineen tärkeimmät tekniset ominaisuudet ovat: palamislämpö, ​​haihtuvien aineiden saanto, haihtumattomien jäännösten (koksin) ominaisuudet, tuhkapitoisuus ja kosteuspitoisuus.

Polttoaineen palamislämpö

Lämpöarvo on lämmön määrä, joka vapautuu massayksikön (kJ / kg) tai polttoainetilavuuden (kJ / m3) täydellisen palamisen aikana. Erota korkeampi ja matalampi palamislämpö. Suurin sisältää palamistuotteisiin sisältyvien höyryjen kondensoitumisen aikana vapautuvan lämmön. Kun polttoainetta poltetaan kattilauuneissa, pakokaasujen lämpötilalla kosteus on höyrystilassa. Siksi tässä tapauksessa käytetään matalampaa palamislämpöä, joka ei ota huomioon vesihöyryn kondensaatiolämpöä.

Kaikkien tunnettujen hiiliesiintymien koostumus ja lämpöarvo on määritetty ja annettu lasketuissa ominaisuuksissa.

Haihtuvien aineiden vapautuminen

Kun kiinteää polttoainetta kuumennetaan ilman pääsyä korkean lämpötilan vaikutuksesta, ensin vapautuu vesihöyryä, ja sitten molekyylien terminen hajoaminen tapahtuu kaasumaisia ​​aineita, joita kutsutaan haihtuviksi aineiksi.

Haihtuvien aineiden vapautuminen voi tapahtua lämpötila-alueella 160 - 1100 ° C, mutta keskimäärin - lämpötila-alueella 400-800 ° C. Haihtuvien aineiden vapautumisen alkamislämpötila, kaasumaisten tuotteiden määrä ja koostumus riippuvat polttoaineen kemiallisesta koostumuksesta. Kemiallisesti vanhempi polttoaine on, sitä pienempi haihtuvien aineiden vapautuminen ja sitä korkeampi lämpötila niiden vapautumiselle alkaa.

Haihtuvat aineet sytyttävät hiukkaset aikaisemmin ja niillä on merkittävä vaikutus polttoaineen palamiseen. Iän nuoret polttoaineet - turve, ruskohiili - syttyvät helposti, palavat nopeasti ja melkein kokonaan. Vastaavasti polttoaineita, joilla on vähän haihtuvia aineita, kuten antrasiitti, on vaikeampaa syttyä, ne palavat paljon hitaammin eivätkä pala kokonaan (lisääntyneellä lämpöhäviöllä).

Haihtumattoman jäännöksen (koksin) ominaisuudet

Haihtuvien aineiden vapautumisen jälkeen jäljelle jäävää kiinteää osaa, joka koostuu pääasiassa hiilestä ja mineraaliosasta, kutsutaan koksiksi. Koksijäännökset voivat palavaan massaan sisältyvien orgaanisten yhdisteiden ominaisuuksista riippuen olla kakkuisia, heikosti paakkuja (altistumisen tuhoamia), jauhemaisia. Antrasiitti, turve ja ruskohiili antavat jauhemaisen haihtumattoman jäännöksen. Useimmat bitumihiilet ovat sintrattuja, mutta eivät aina voimakkaasti. Tahmea tai jauhemainen haihtumaton jäännös tuottaa bitumihiiltä, ​​jolla on erittäin korkea haihtuvien aineiden saanto (42-45%) ja erittäin alhainen saanto (alle 17%).

Koksijäännöksen rakenne on tärkeä, kun hiiltä poltetaan arinauunissa.Koksausteho ei ole kovin tärkeä, kun poltetaan voimakattiloissa.

Tuhkasisältö

Kiinteä polttoaine sisältää eniten palamattomia mineraaliepäpuhtauksia. Nämä ovat pääasiassa savea, silikaatteja, rautapüriitti, mutta myös rautaoksidi, sulfaatit, raudan karbonaatit ja silikaatit, eri metallien oksidit, kloridit, emäkset jne. Suurin osa niistä putoaa kaivostoiminnan aikana kivien muodossa, joiden välissä on hiilisaumoja, mutta on myös mineraalisia aineita, jotka ovat siirtyneet polttoaineeseen hiilenmuodostajista tai muunnettaessa sen alkuperäistä massaa.

Polttoaineen polttamisen yhteydessä mineraaliepäpuhtaudet käyvät läpi useita reaktioita, joiden seurauksena muodostuu kiinteä palamaton jäännös, jota kutsutaan tuhkaksi. Tuhkan paino ja koostumus eivät ole samat kuin polttoaineen mineraalisten epäpuhtauksien paino ja koostumus.

Tuhkaominaisuuksilla on tärkeä rooli kattilan ja uunin toiminnan organisoinnissa. Sen palamistuotteiden kuljettamat hiukkaset kuluttavat lämpöpintoja suurilla nopeuksilla, ja pienillä nopeuksilla ne kertyvät niihin, mikä johtaa lämmönsiirron heikkenemiseen. Savupiippuun kuljettu tuhka voi vahingoittaa ympäristöä. Tämän välttämiseksi tuhkakeräimet on asennettava.

Tuhkan tärkeä ominaisuus on sen sulavuus; ne erottavat tulenkestävän (yli 1425 ° C), keskisulavan (1200-1425 ° C) ja matalasti sulavan (alle 1200 ° C) tuhkan. Tuhkaa, joka on läpäissyt sulamisvaiheen ja muuttunut sintratuksi tai sulatetuksi massaksi, kutsutaan kuonaksi. Tuhkan sulavuuden lämpötilaominaisuuksilla on suuri merkitys uunin ja kattilan pintojen luotettavan toiminnan varmistamiseksi; näiden pintojen lähellä olevien kaasujen lämpötilan oikea valinta eliminoi kuonan muodostumisen.

Kosteuspitoisuus

Kosteus on polttoaineen ei-toivottu komponentti, se yhdessä mineraalien epäpuhtauksien kanssa on liitäntälaitetta ja vähentää palavan osan pitoisuutta. Lisäksi se vähentää lämpöarvoa, koska sen haihtumiseen tarvitaan lisäenergiaa.

Polttoaineen kosteus voi olla sisäistä tai ulkoista. Ulkoinen kosteus on kapillaareissa tai loukussa pinnalla. Kemiallisen iän myötä kapillaarien kosteuden määrä vähenee. Mitä pienempiä polttoainekappaleita on, sitä suurempi on pinnan kosteus. Sisäinen kosteus pääsee orgaaniseen aineeseen.

Polttoaineen kosteuspitoisuus vähentää palamislämpöä ja johtaa polttoaineen kulutuksen kasvuun. Samanaikaisesti palamistuotteiden määrät kasvavat, pakokaasujen lämpöhäviöt kasvavat ja kattilayksikön hyötysuhde heikkenee. Korkea kosteus talvella johtaa hiilen jäätymiseen, jauhatusvaikeuksiin ja juoksevuuden heikkenemiseen.

Polttoaineen polttomenetelmät uunin tyypistä riippuen

Päälaitteet polttolaitteista:

• kerrostettu,
• kammio.

Kerrosuunit on tarkoitettu kiinteän kiinteän polttoaineen polttamiseen. Ne voivat olla tiheitä ja leijuvia. Poltettaessa tiheässä kerroksessa palamisilma kulkee kerroksen läpi vaikuttamatta sen vakauteen, toisin sanoen palavien hiukkasten painovoima ylittää ilman dynaamisen paineen. Polttamalla leijupetissä lisääntyneen ilman nopeuden vuoksi hiukkaset menevät "kiehuvaan" tilaan. Tässä tapauksessa tapahtuu hapettimen ja polttoaineen aktiivinen sekoittuminen, minkä vuoksi polttoaineen palaminen tehostuu.

AT kammiouunit polttaa kiinteää jauhettua polttoainetta sekä nestemäistä ja kaasumaista. Kammiouunit on jaettu syklonisiin ja soihdutettuihin. Soihdutuksen aikana hiilihiukkasten tulisi olla enintään 100 mikronia, ne palavat palotilan tilavuudessa. Sykloninen palaminen sallii suuremman hiukkaskoon; keskipakovoimien vaikutuksesta ne heitetään uunin seinille ja palavat kokonaan pyörteisessä virtauksessa korkean lämpötilan vyöhykkeellä.

Polttoaineen polttaminen. Prosessin päävaiheet

Kiinteän polttoaineen polttamisprosessissa voidaan erottaa tietyt vaiheet: kosteuden lämmitys ja haihdutus, haihtuvien aineiden sublimaatio ja koksijäämien muodostuminen, haihtuvien ja koksin palaminen sekä kuonan muodostuminen. Tämä polttoprosessin jakautuminen on suhteellisen mielivaltainen, koska vaikka nämä vaiheet etenevätkin peräkkäin, ne osittain limittyvät toistensa kanssa. Joten haihtuvien aineiden sublimaatio alkaa ennen kaiken kosteuden lopullista haihtumista, haihtuvien aineiden muodostuminen tapahtuu samanaikaisesti niiden palamisprosessin kanssa, aivan kuten koksijäännöksen hapettumisen alkaminen edeltää haihtuvien aineiden palamisen loppua, ja koksin jälkipoltto voi jatkua myös kuonan muodostumisen jälkeen.

Palamisprosessin jokaisen vaiheen virtausaika määräytyy suurelta osin polttoaineen ominaisuuksien perusteella. Koksin polttovaihe kestää pisin jopa polttoaineilla, joilla on korkea haihtuva tuotto. Uunin erilaisilla käyttötekijöillä ja suunnitteluominaisuuksilla on merkittävä vaikutus palamisprosessin vaiheiden kestoon.

1. Polttoaineen valmistelu ennen sytytystä

Uuniin tuleva polttoaine lämmitetään, minkä seurauksena se haihtuu kosteuden läsnä ollessa ja polttoaine kuivuu. Lämmitykseen ja kuivumiseen tarvittava aika riippuu kosteuden määrästä ja lämpötilasta, jossa polttoaine syötetään polttolaitteeseen. Polttoaineilla, joilla on korkea kosteuspitoisuus (turve, märät ruskeat hiilet), lämmitys- ja kuivausvaihe on suhteellisen pitkä.

Polttoainetta syötetään pinottuihin uuneihin lähellä ympäröivää lämpötilaa. Vain talvella, kun hiili jäätyy, sen lämpötila on matalampi kuin kattilahuoneessa. Poltettaessa leimahdus- ja pyörreuunissa polttoaine mursataan ja jauhetaan, minkä jälkeen se kuivataan kuumalla ilmalla tai savukaasuilla. Mitä korkeampi saapuvan polttoaineen lämpötila on, sitä vähemmän aikaa ja lämpöä tarvitaan sen lämmittämiseen syttymislämpötilaan.

Polttoaineen kuivuminen uunissa tapahtuu kahdesta lämmönlähteestä johtuen: palamistuotteiden konvektiivinen lämpö ja polttimen, vuorauksen ja kuonan säteilylämpö.

Kammiouuneissa lämmitys tapahtuu pääasiassa ensimmäisestä lähteestä, toisin sanoen palamistuotteiden sekoittamisesta polttoaineeseen sen käyttöönottopaikassa. Siksi yksi tärkeistä vaatimuksista laitteiden suunnittelulle polttoaineen syöttämiseksi uuniin on varmistaa palamistuotteiden intensiivinen imu. Korkeampi lämpötila tulipesässä vaikuttaa myös lyhyempään lämmitys- ja kuivumisaikaan. Tätä tarkoitusta varten polttamalla polttoaineita haihtuvien aineiden vapautumisen alkaessa korkeissa lämpötiloissa (yli 400 ° C) kammiouuneihin tehdään sytytyshihnat, eli ne sulkevat suojaputket tulenkestävällä lämmöneristysmateriaalilla. lämmön havaitsemisen vähentämiseksi.

Polttamalla polttoainetta sängyssä kunkin lämmönlähteen tyypin rooli määräytyy uunin suunnittelun perusteella. Ketju ritilöillä varustetuissa uuneissa lämmitys ja kuivaus suoritetaan pääasiassa polttimen säteilylämmöllä. Uuneissa, joissa on kiinteä arina ja polttoaineen syöttö ylhäältä, lämmitys ja kuivuminen tapahtuu johtuen palamistuotteiden liikkumisesta kerroksen läpi alhaalta ylöspäin.

Kuumennettaessa yli 110 ° C: n lämpötilassa polttoaineiden muodostavien orgaanisten aineiden terminen hajoaminen alkaa. Vähiten vahvoja yhdisteitä ovat ne, jotka sisältävät merkittävän määrän happea. Nämä yhdisteet hajoavat suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa muodostaen haihtuvia aineita ja kiinteän jäännöksen, joka koostuu pääasiassa hiilestä.

Polttoaineilla, joiden kemiallinen koostumus on nuori ja jotka sisältävät paljon happea, on alhainen lämpötila kaasumaisten aineiden vapautumisen alussa ja niiden prosenttiosuus on suurempi. Polttoaineilla, joilla on pieni happiyhdisteiden pitoisuus, on alhainen haihtuvuussaanti ja korkeampi leimahduspiste.

Kiinteiden polttoaineiden molekyylipitoisuus, joka hajoaa helposti kuumennettaessa, vaikuttaa myös haihtumattoman jäännöksen reaktiivisuuteen.Ensinnäkin palavan massan hajoaminen tapahtuu pääasiassa polttoaineen ulkopinnalla. Lämmityksen jatkuessa pyrogeneettisiä reaktioita alkaa esiintyä polttoainehiukkasten sisällä, paine nousee niissä ja ulkokuori rikkoutuu. Kun poltetaan polttoaineita, joilla on paljon haihtuvia aineita, koksijäämästä tulee huokoinen ja sen pinta on suurempi kuin tiheä kiinteä jäännös.

2. Kaasumaisten yhdisteiden ja koksin palamisprosessi

Polttoaineen todellinen palaminen alkaa haihtuvien aineiden syttymisestä. Polttoaineen valmistusjakson aikana tapahtuu haarautuneita kaasumaisten aineiden hapettumisreaktioita, ensin nämä reaktiot etenevät alhaisella nopeudella. Vapautunut lämpö havaitaan uunin pinnoilla ja se kerääntyy osittain liikkuvien molekyylien energiana. Jälkimmäinen johtaa ketjureaktioiden nopeuden kasvuun. Tietyssä lämpötilassa hapetusreaktiot etenevät sellaisella nopeudella, että vapautunut lämpö peittää lämmön imeytymisen kokonaan. Tämä lämpötila on leimahduspiste.

Syttymislämpötila ei ole vakio, se riippuu sekä polttoaineen ominaisuuksista että olosuhteista syttymisalueella, keskimäärin se on 400-600 ° C. Kaasumaisen seoksen sytyttämisen jälkeen hapettumisreaktioiden jatkuva itsekiihtyminen aiheuttaa lämpötilan nousun. Palamisen ylläpitämiseksi tarvitaan jatkuvaa hapettimien ja palavien aineiden syöttöä.

Kaasumaisten aineiden syttyminen johtaa koksihiukkasen verhoutumiseen tulikuoreen. Koksin polttaminen alkaa, kun haihtuvien aineiden palaminen loppuu. Kiinteä hiukkanen lämpenee korkeaan lämpötilaan, ja kun haihtuvien aineiden määrä pienenee, rajapolttokerroksen paksuus pienenee, happi saavuttaa kuuman hiilen pinnan.

Koksin polttaminen alkaa 1000 ° C: n lämpötilassa ja on pisin prosessi. Syynä on se, että ensinnäkin happipitoisuus pienenee, ja toiseksi heterogeeniset reaktiot etenevät hitaammin kuin homogeeniset. Tämän seurauksena kiinteän polttoaineen hiukkasen palamisen kesto määräytyy pääasiassa koksitähteen palamisajan perusteella (noin 2/3 kokonaisajasta). Polttoaineilla, joilla on suuri haihtuvien aineiden saanto, kiinteä jäännös on alle ½ alkuperäisestä hiukkasten massasta, joten niiden palaminen tapahtuu nopeasti ja palamisen mahdollisuus on pieni. Kemiallisesti vanhoissa polttoaineissa on tiheä hiukkanen, jonka palaminen vie melkein koko uunissa vietetyn ajan.

Useimpien kiinteiden polttoaineiden koksijäämät koostuvat pääosin ja joillekin lajeille kokonaan hiilestä. Kiinteän hiilen palaminen tapahtuu muodostamalla hiilimonoksidia ja hiilidioksidia.

Optimaaliset olosuhteet lämmön haihdutukselle

Optimaalisten olosuhteiden luominen hiilen palamiselle on perusta teknisen menetelmän oikealle rakentamiselle kiinteiden polttoaineiden polttamiseksi kattilayksiköissä. Seuraavat tekijät voivat vaikuttaa suurimman lämmön vapautumisen saavuttamiseen uunissa: lämpötila, ylimääräinen ilma, primäärisen ja sekundäärisen seoksen muodostuminen.

Lämpötila... Lämmön vapautuminen polttoaineen palamisen aikana riippuu merkittävästi uunin lämpötilasta. Suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa polttimen ytimessä tapahtuu epätäydellistä palavien aineiden palamista; palamistuotteisiin jää hiilimonoksidia, vetyä ja hiilivetyjä. Lämpötiloissa 1000 - 1800 - 2000 ° C polttoaineen täydellinen palaminen on mahdollista.

Ylimääräinen ilma... Ominaislämmöntuotanto saavuttaa maksimiarvonsa täydellä palamisella ja ylimääräisellä ilman suhteella. Kun ylimääräisen ilman suhde pienenee, lämmön vapautuminen vähenee, koska hapen puute johtaa vähemmän polttoaineen hapettumiseen. Lämpötila laskee, reaktionopeudet laskevat, mikä johtaa lämmön vapautumisen jyrkkään laskuun.

Ylimääräisen ilman suhteen kasvu, joka ylittää yhtenäisyyden, vähentää lämmöntuotantoa jopa enemmän kuin ilman puute.Polttoaineen polttamisen todellisissa olosuhteissa kattilauuneissa lämmön vapautumisen raja-arvoja ei saavuteta, koska palaminen on kesken. Se riippuu suuresti siitä, miten seoksen muodostumisprosessit on järjestetty.

Sekoitusprosessit... Kammiouuneissa primääriseoksen muodostuminen saavutetaan kuivaamalla ja sekoittamalla polttoaine ilman kanssa, syöttämällä osa ilmasta (primaarista) valmistusvyöhykkeelle, luomalla laajasti auki oleva taskulamppu, jolla on laaja pinta ja korkea turbulisaatio, käyttämällä lämmitettyä ilmaa.

Kerrostuneissa uuneissa ensisijainen sekoitustehtävä on toimittaa tarvittava määrä ilmaa arinan eri paloalueille.

Epätäydellisen palamisen ja koksin kaasumaisten tuotteiden jälkipolton varmistamiseksi järjestetään sekundäärisen seoksen muodostumisprosesseja. Näitä prosesseja helpottavat: toissijaisen ilman syöttö suurella nopeudella, sellaisen aerodynamiikan luominen, jolla saavutetaan tasainen koko uunin soihtu ja siten kaasujen ja koksihiukkasten viipymäaika uunissa kasvaa.

3. Kuonan muodostuminen

Kiinteän polttoaineen palavan massan hapettumisprosessissa tapahtuu merkittäviä muutoksia myös mineraalien epäpuhtauksissa. Matalasti sulavat aineet ja seokset, joiden sulamispiste on matala, liuottavat tulenkestävät yhdisteet.

Edellytys kattiloiden normaalille toiminnalle on palamistuotteiden ja niistä syntyvän kuonan keskeytymätön poisto.

Kerroksen palamisen aikana kuonan muodostuminen voi johtaa mekaaniseen alipolttoon - mineraaliset epäpuhtaudet ympäröivät palamattomia koksihiukkasia tai viskoosi kuona voi estää ilmakanavat ja estää hapen pääsyn palavaan koksiin. Polttamisen vähentämiseksi käytetään erilaisia ​​toimenpiteitä - ketjusäleiköllä varustetuissa uuneissa kuonaritiin käytetty aika kasvaa ja usein suoritetaan kuorinta.

Kerrostuneissa uuneissa kuona poistetaan kuivassa muodossa. Kammiouuneissa kuonan poisto voi olla kuivaa tai nestemäistä.

Siten polttoaineen palaminen on monimutkainen fysikaalis-kemiallinen prosessi, johon vaikuttavat monet erilaiset tekijät, mutta ne kaikki on otettava huomioon suunniteltaessa kattiloita ja uuneja.

Palaminen - bensiini

Bensiinin palamiseen räjähdykseen liittyy terävien metallihahmojen, pakokaasun mustan savun, bensiinin kulutuksen lisääntymisen, moottoritehon vähenemisen ja muita negatiivisia ilmiöitä.

Bensiinin palaminen moottorissa riippuu myös ylimääräisestä ilmasta. Arvoissa a 0 9 - j - 1 1 liekkiä edeltävien hapetusprosessien nopeus työseoksessa on suurin. Siksi näillä a-arvoilla luodaan suotuisimmat olosuhteet räjähdyksen alkamiselle.

Bensiinin palamisen jälkeen tällaisten epäpuhtauksien kokonaismassa kasvoi merkittävästi niiden määrien yleisen uudelleenjaon myötä. Bentseenin prosenttiosuus autojen pakokaasujen lauhteessa oli noin 1–7 kertaa suurempi kuin bensiinissä; tolueenipitoisuus oli 3 kertaa suurempi ja ksyleenipitoisuus 30 kertaa suurempi. Tiedetään, että tässä tapauksessa muodostuu happiyhdisteitä, ja olefiini- tai sykloparafiinisarjan raskaammille tyydyttymättömille yhdisteille ja asetyleeni- tai dieenisarjoille, erityisesti jälkimmäiselle, tyypillisten ionien määrä kasvaa voimakkaasti. Yleisesti ottaen muutokset Haagen-Smit-kammioon muistuttivat muutoksia, joita tarvitaan tekemään tyypillisten ajoneuvojen pakokaasunäytteiden koostumus samanlainen kuin Los Angelesin savu-näytteissä.

Bensiinin lämpöarvo riippuu sen kemiallisesta koostumuksesta. Siksi vetypitoisilla hiilivedyillä (esimerkiksi parafiinihiilivedyillä) on suuri lämpöarvo.

Bensiinin palamistuotteet laajenevat polttomoottorissa polytrooppia n1 27 pitkin 30: sta 3: een. Kaasujen alkulämpötila on 2100 C; 1 kg bensiinin palamistuotteiden massakoostumus on seuraava: CO23 135 kg, H2 1305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Määritä näiden kaasujen laajenemistyö, jos sylinteriin syötetään samanaikaisesti 2 g bensiiniä.

Kun polttoainetta poltetaan lämpövoimalasta, muodostuu lyijyoksidia sisältäviä hiilikerrostumia.

Kun bensiiniä poltetaan edestakaisin polttomoottoreissa, melkein kaikki muodostuneet tuotteet kulkeutuvat pakokaasujen mukana. Vain suhteellisen pieni osa polttoaineen ja öljyn epätäydellisen palamisen tuotteista, pieni määrä epäorgaanisia yhdisteitä, jotka muodostuvat polttoaineen, ilman ja öljyn mukana tulleista alkuaineista, talletetaan hiilipäästöjen muodossa.

Kun bensiini palaa tetraetyylijohdon kanssa, ilmeisesti muodostuu lyijyoksidia, joka sulaa vain 900 C: n lämpötilassa ja voi haihtua erittäin korkeassa lämpötilassa ylittäen moottorin sylinterin keskilämpötilan. Lyijyoksidin kertymisen estämiseksi moottorissa etyylinesteeseen lisätään erityisiä aineita - puhdistusaineita. Halogenoituja hiilivetyjä käytetään puhdistusaineina. Yleensä nämä ovat yhdisteitä, jotka sisältävät bromia ja klooria, jotka myös polttavat ja sitovat lyijyä uusissa bromidi- ja kloridiyhdisteissä.

Kun polttoainetta poltetaan lämpövoimalasta, muodostuu lyijyoksidia sisältäviä hiilikerrostumia.

Puhtaita TPP: tä sisältävän bensiinin polttamisen aikana moottoriin kerrostuu lyijyyhdisteitä. Nestemäisen etyyliluokan R-9 koostumus (painosta): tetraetyyli lyijy 54 0%, bromietaani 33 0%, monokloorinaftaleeni 6 8 0 5%, täyteaine - ilmailu - bensiini - jopa 100%; väriaine tummanpunainen 1 g / 1 kg seosta.

Kun TPP: tä sisältävä bensiini poltetaan, moottoriin muodostuu matalan haihtuvuuden omaava fistulaoksidi; Koska lyijyoksidin sulamispiste on melko korkea (888), osa siitä (noin 10%, laskettuna bensiinin mukana tulleesta lyijystä) kerrostuu kiinteänä jäännöksenä polttokammion, kynttilöiden ja venttiilien seinämiin, mikä johtaa nopea moottorivika.

Kun polttoainetta poltetaan auton moottorissa, muodostuu myös pienempiä molekyylejä ja vapautunut energia jakautuu suurempaan tilavuuteen.

Bensiinin poltosta polttavat kaasut virtaavat lämmönvaihtimen 8 ympäri (sisältä polttokammion sivulta ja edelleen ikkunoiden 5 ulkopuolelta, kulkevat pakokaasukammion 6 läpi) ja lämmittävät ilmaa lämmönvaihtimen kanavassa. Seuraavaksi kuumia pakokaasuja syötetään pakoputken 7 läpi öljypohjan alla ja ne lämmittävät moottoria ulkopuolelta, ja lämmönvaihtimesta tuleva kuuma ilma syötetään huohottimen kautta kampikammioon ja lämmittää moottoria sisältä. 1 5 - 2 minuutin kuluttua lämmityksen aloittamisesta hehkutulppa kytketään pois päältä ja palaminen lämmittimessä jatkuu ilman sen osallistumista. 7 - 13 minuutin kuluttua siitä kun pulssi on annettu moottorin käynnistämiseksi, kampikammion öljy lämpenee 30 C: n lämpötilaan (ympäristön lämpötilassa jopa -25 C) ja laite käynnistää pulsseja, minkä jälkeen lämmitin on kytketty pois päältä.

Palamislämpötila

Lämpötekniikassa erotetaan seuraavat kaasujen palamislämpötilat: lämmöntuotto, kalorimetrinen, teoreettinen ja todellinen (laskettu). Lämmitysteho tx on täydellisen kaasun palamisen tuotteiden suurin lämpötila adiabaattisissa olosuhteissa ilman kertoimella a = 1,0 ja kaasun ja ilman lämpötilassa 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8,11)

missä QH on pienin kaasun lämpöarvo, kJ / m3; IVcp - 1 m3 kaasun (m3 / m3) palamisen aikana muodostuneiden hiilidioksidi-, vesihöyry- ja typpitilavuuksien ja niiden keskimääräisten tilavuuslämpökapasiteettien summa vakiopaineessa lämpötilavälillä 0 ° C - tx (kJ / (m3 * ° С).

Kaasujen lämpökapasiteetin vaihtelusta johtuen lämmöntuotto määritetään peräkkäisten likiarvojen menetelmällä. Alkuperäisenä parametrina otetaan sen arvo maakaasulle (= 2000 ° C), kun a = 1,0, määritetään palamistuotteiden komponenttien tilavuudet taulukon mukaisesti.8.3, niiden keskimääräinen lämpökapasiteetti löydetään ja sitten lasketaan kaavan (8.11) mukaisesti kaasun lämpökapasiteetti. Jos laskelman tuloksena se osoittautuu alemmaksi tai korkeammaksi kuin hyväksytty, asetetaan toinen lämpötila ja laskenta toistetaan. Tavallisten yksinkertaisten ja monimutkaisten kaasujen lämmöntuotto, kun ne palavat kuivassa ilmassa, on esitetty taulukossa. 8.5. Polttamalla kaasua ilmakehän ilmassa, joka sisältää noin 1 painoprosenttia % kosteutta, lämmöntuotanto vähenee 25-30 ° С.

Kalorimetrinen palamislämpötila tK on lämpötila, joka määritetään ottamatta huomioon vesihöyryn ja hiilidioksidin dissosiaatiota, mutta ottamalla huomioon kaasun ja ilman todellinen alkulämpötila. Se eroaa lämpötehosta tx siinä, että kaasun ja ilman lämpötilat sekä ylimääräinen ilmakerroin a otetaan niiden todellisista arvoista. Voit määrittää tK: n kaavalla:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

missä qphys on kaasun ja ilman lämpöpitoisuus (fyysinen lämpö) mitattuna 0 ° C: sta, kJ / m3.

Luonnollisia ja nesteytettyjä maaöljykaasuja ei yleensä lämmitetä ennen palamista, ja niiden tilavuus verrattuna palamisilman tilavuuteen on pieni.

Taulukko 8.3.

Kaasujen keskimääräinen tilavuuslämpöteho, kJ / (m3 • ° С)

Siksi kalorimetrisen lämpötilan määrittämisessä kaasujen lämpöpitoisuus voidaan jättää huomioimatta. Poltettaessa matalan lämpöarvon omaavia kaasuja (generaattori, masuuni jne.), Niiden lämpöpitoisuudella (erityisesti ennen polttamista kuumennetulla) on erittäin merkittävä vaikutus kalorimetriseen lämpötilaan.

Keskimääräisen koostumuksen omaavan maakaasun kalorimetrisen lämpötilan riippuvuus ilmassa, jonka lämpötila on 0 ° C ja kosteus 1%, ilmoitetaan ylimääräisestä ilmakertoimesta a taulukossa. 8.5, nestekaasulle, kun se poltetaan kuivassa ilmassa - taulukossa. 8.7. Taulukon tiedot. 8.5-8.7 on mahdollista ohjata riittävän tarkasti, kun määritetään muiden koostumukseltaan suhteellisen samanlaisten luonnonkaasujen ja melkein minkä tahansa koostumuksen hiilivetykaasujen palamislämpötila. Jos on välttämätöntä saavuttaa korkea lämpötila polttamalla kaasuja, joilla on alhaiset ilmakertoimet, sekä lisätä uunien tehokkuutta, ilma kuumennetaan käytännössä, mikä johtaa kalorimetrisen lämpötilan nousuun (katso taulukko 8.6) .

Taulukko 8.4.

Kaasujen lämmitysteho kuivassa ilmassa

Taulukko 8.5.

Ilman, jossa t = 0 ° С ja kosteus 1% *, maakaasun palamisen kalorimetriset ja teoreettiset lämpötilat riippuvat ylimääräisestä ilmakertoimesta a

>

Teoreettinen palamislämpötila tT on maksimilämpötila, joka määritetään samalla tavalla kuin kalorimetrinen lämpötila tK, mutta korjaten hiilidioksidin ja vesihöyryn dissosiaation endotermisiä (lämpöä edellyttäviä) reaktioita, joiden tilavuus kasvaa:

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

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

Korkeissa lämpötiloissa dissosiaatio voi johtaa atomi-, happi- ja OH-hydroksyyliryhmien muodostumiseen. Lisäksi kaasun palaminen tuottaa aina jonkin verran typpioksidia. Kaikki nämä reaktiot ovat endotermisiä ja johtavat palamislämpötilan laskuun.

Taulukko 8.6.

Maakaasun palamisen kalorimetrinen lämpötila, ° С, riippuen ylimääräisen kuivan ilman ja sen lämpötilan suhteesta (pyöristetyt arvot)

Taulukko 8.7.

Kaupallisen propaanin kalorimetrinen palamislämpötila tK kuivassa ilmassa, t = 0 ° С, riippuen ylimääräisestä ilmakertoimesta a

Teoreettinen palamislämpötila voidaan määrittää seuraavalla kaavalla:

tT = (Qн + qphys - qdis) / (ΣVcp) (8,15)

missä qduc on kokonaislämmönkulutus СО2: n ja Н2О: n dissosiaatiota varten palamistuotteissa, kJ / m3; IVcp - palotuotteiden tilavuuden ja keskimääräisen lämpökapasiteetin tulon summa ottaen huomioon dissosiaatio 1 m3 kaasua kohden.

Kuten taulukosta näet. 8.8, lämpötiloissa, jotka ovat enintään 1600 ° C, dissosiaatioaste voidaan jättää huomioimatta ja teoreettinen palamislämpötila voidaan ottaa yhtä suureksi kuin kalorimetrinen lämpötila. Korkeammissa lämpötiloissa dissosiaation aste voi vähentää merkittävästi työtilan lämpötilaa. Käytännössä tälle ei ole erityistä tarvetta, teoreettinen palamislämpötila on määritettävä vain esilämmitetyssä ilmassa toimiville korkean lämpötilan uuneille (esimerkiksi avotakkaille). Tätä ei tarvita kattilalaitoksille.

Palamistuotteiden todellinen (laskettu) lämpötila td on lämpötila, joka saavutetaan todellisissa olosuhteissa liekin kuumimmassa kohdassa. Se on pienempi kuin teoreettinen ja riippuu lämpöhäviöstä ympäristöön, lämmönsiirtoasteesta polttovyöhykkeeltä säteilyn avulla, palamisprosessin pituudesta ajassa jne. Uunien lämpötilasta kokeellisesti vahvistetut korjauskertoimet niihin:

td = t (8,16)

missä n - t. n. pyrometrinen kerroin sisällä:

• korkealaatuisille lämpöeristetyille lämpö- ja lämmitysuunille - 0,75-0,85;
• suljetuille uuneille, joissa ei ole lämpöeristystä - 0,70-0,75;
• suojatut kattilan uunit - 0,60-0,75.

Käytännössä on välttämätöntä tietää yllä annettujen adiabaattisten palamislämpötilojen lisäksi myös liekissä esiintyvät maksimilämpötilat. Niiden likimääräiset arvot määritetään yleensä kokeellisesti spektrografisilla menetelmillä. Maksimilämpötilat, jotka syntyvät vapaassa liekissä 5-10 mm: n etäisyydellä kartiomaisen palamisrungon yläosasta, on annettu taulukossa. 8.9. Esitettyjen tietojen analyysi osoittaa, että liekin maksimilämpötilat ovat pienemmät kuin lämpöteho (johtuen lämmön kulutuksesta H2O: n ja CO2: n dissosiaatioon ja lämmön poistamiseen liekkialueelta).

• pää
• Hakemisto
• Kaasujen palamisominaisuudet
• Palamislämpötila

Palaminen - öljytuote

Öljytuotteiden palaminen säiliöpellon rantakadulla eliminoidaan välittömällä vaahtosyötöllä.

Öljytuotteiden palaminen säiliöpellon rantakadulla eliminoidaan toimittamalla välittömästi vaahtoa.

Öljytuotteiden palamisen aikana niiden kiehumispiste (katso taulukko 69) nousee vähitellen meneillään olevan tislauksen vuoksi, jonka yhteydessä myös ylemmän kerroksen lämpötila nousee.

Poltettaessa öljyä säiliössä säiliön ylemmän hihnan yläosa altistuu liekille. Poltettaessa öljyä alemmalla tasolla, liekin kanssa kosketuksessa olevan säiliön vapaan puolen korkeus voi olla merkittävä. Tässä polttotilassa säiliö voi romahtaa. Säiliön yläseinien ulkopinnalle putoava palosuuttimista tai kiinteistä kastelurenkaista tuleva vesi jäähdyttää niitä (kuva 3).15.1), estäen siten onnettomuuden ja öljyn leviämisen pengerrysteen, mikä luo suotuisammat olosuhteet ilmamekaanisen vaahdon käytölle.

Öljytuotteiden ja niiden seosten palamisen tutkimuksen tulokset ovat mielenkiintoisia.

Sen lämpötila öljytuotteiden palamisen aikana on: bensiini 1200 C, traktorin kerosiini 1100 C, dieselpolttoaine 1100 C, raakaöljy 1100 C, polttoöljy 1000 C. Puuta poltettaessa pinoissa pyörteisen liekin lämpötila saavuttaa 1200-1300 C.

Öljytuotteiden palamisfysiikan ja niiden sammuttamisen alalla on tehty viimeisten 15 vuoden aikana erityisen suuria tutkimuksia Palontorjunnan keskitutkimuslaitoksessa (TsNIIPO), Neuvostoliiton tiedeakatemian energiainstituutissa (ENIN) ja useita muita tutkimus- ja koulutuslaitoksia.

Esimerkki negatiivisesta katalyysistä on öljytuotteiden palamisen estäminen lisäämällä halogenoituja hiilivetyjä.

Vesi edistää vaahtoamista ja emulsioiden muodostumista polttamalla öljytuotteita, joiden leimahduspiste on 120 C tai enemmän. Nesteen pintaa peittävä emulsio eristää sen ilmassa olevasta hapesta ja estää myös höyryjen pääsyn siitä.

Nesteytettyjen hiilivetykaasujen polttaminen isotermisissä säiliöissä ei eroa öljytuotteiden palamisesta. Tässä tapauksessa palamisnopeus voidaan laskea kaavalla (13) tai määrittää kokeellisesti. Nesteytettyjen kaasujen palamisen erityispiirre isotermisissä olosuhteissa on, että koko säiliössä olevan nestemassan lämpötila on yhtä suuri kuin kiehumispiste ilmakehän paineessa. Vedyn, metaanin, etaanin, propaanin ja butaanin lämpötilat ovat vastaavasti - 252, - 161, - 88, - 42 ja 0 5 C.

Tulipalojen sammuttamisen tutkimus ja käytäntö ovat osoittaneet, että öljytuotteen palamisen pysäyttämiseksi vaahdon on peitettävä kokonaan koko pintansa tietyllä paksuudella. Kaikki alhaisen paisumisnopeuden omaavat vaahdot ovat tehotonta sammuttamalla säiliöissä olevien öljytuotteiden tulipaloja tulvien alemmalla tasolla. Vaahto, joka putoaa suurelta korkeudelta (6 - 8 m) polttoaineen pinnalle, kastetaan ja peitetään polttoainekalvoon, se palaa tai romahtaa nopeasti. Vain vaahtoa, jonka lukumäärä on 70-150, voidaan heittää palavaan säiliöön, jossa on saranalliset suihkut.