A kerozin égési hőmérséklete a levegőben

Kémiai stabilitás

Figyelembe véve a benzin kémiai tulajdonságait, arra kell összpontosítanunk, hogy a szénhidrogének összetétele meddig marad változatlan, mivel hosszú tárolással a könnyebb alkatrészek eltűnnek, és a teljesítmény nagymértékben csökken.
Különösen akkor éles a probléma, ha magasabb minőségű üzemanyagot (AI 95) nyernek minimális oktánszámú benzinből propán vagy metán hozzáadásával. Antinock tulajdonságaik magasabbak, mint az izooktáné, de azonnal el is oszlanak.

A GOST szerint bármely márkájú üzemanyag kémiai összetételének 5 évig változatlannak kell lennie, a tárolási szabályok betartásával. De valójában gyakran még az újonnan vásárolt üzemanyag oktánszáma is alacsonyabb a megadottnál.

Gátlástalan eladók hibásak ezért, akik cseppfolyósított gázt adnak az üzemanyaggal ellátott tartályokhoz, amelyek tárolási ideje lejárt, és a tartalom nem felel meg a GOST követelményeinek. Általában különböző mennyiségű gázt adnak ugyanahhoz az üzemanyaghoz, hogy 92 vagy 95 oktánszámot kapjanak. Az ilyen trükkök megerősítése a benzin csípős illata a töltőállomáson.

Lobbanáspont-meghatározási módszerek

Van egy módszer a nyitott és zárt tégelyre (tartály olajtermékekhez). A kapott hőmérséklet a felhalmozódott gőz mennyisége miatt különbözik.

A nyitott tégely módszer a következőket tartalmazza:

1. A benzin tisztítása nedvességtől nátrium-kloriddal.
2. A tégely feltöltése egy bizonyos szintre.
3. A tartály hevítése a várt eredmény alatt 10 fokkal.
4. Gázégő meggyulladása a felszín felett.
5. A gyújtás pillanatában a lobbanáspontot rögzítik.

A zárt tégelyes módszer abban különbözik, hogy a tartályban lévő benzint folyamatosan keverik. A fedél kinyitásakor a tűz automatikusan előkerül.

A lobbanáspont-készülék a következő alkatrészekből áll:

• elektromos fűtőberendezés (teljesítmény 600 watttól);
• kapacitás 70 milliliter;
• réz keverő;
• elektromos vagy gázgyújtó;
• hőmérő.

Az eredményektől függően a tűzveszélyes anyagokat osztályozzák:

• különösen veszélyes (-200C alatti lobbanáspontnál);
• veszélyes (-200C és + 230C között);
• magas hőmérsékleten (230 ° C és 610 ° C között) veszélyes.

Sebesség - Égés - Üzemanyag

Mennyibe kerül 1 liter benzin
Az üzemanyag égési sebessége nagymértékben megnő, ha az éghető keverék intenzív örvény (turbulens) mozgásban van. Ennek megfelelően a turbulens hőátadás intenzitása sokkal nagyobb lehet, mint a molekuláris diffúzióé.

Az üzemanyag égési sebessége számos okból függ, amelyeket később tárgyalunk ebben a fejezetben, és különösen az üzemanyag levegővel való keveredésének minőségétől. Az üzemanyag égési sebességét az időegységenként elégetett üzemanyag mennyisége határozza meg.

Az üzemanyag égési sebességét és ennek következtében a hőfelszabadulás sebességét az égési felület mérete határozza meg. A legfeljebb 300 - 500 mikronos részecskeméretű szénpor égési felülete több tízezerszer nagyobb, mint a durva válogatott láncrostély üzemanyagé.

Az üzemanyag égési sebessége az égéstér hőmérsékletétől és nyomásától függ, növekszik azok növekedésével. Ezért a meggyújtás után az égési sebesség növekszik és nagyon nagy lesz az égéstér végén.

Az üzemanyag égési sebességét a motor fordulatszáma is befolyásolja. A fordulatok számának növekedésével a fázis időtartama csökken.

A gázáram turbulenciája élesen megnöveli az üzemanyag égési sebességét az égési felület növekedése és a lángfront terjedési sebessége miatt, a hőátadás sebességének növekedésével.

Sovány keverékkel történő futtatáskor az égési sebesség lassul. Ezért növekszik a gázok által az alkatrészekre leadott hő mennyisége, és a motor túlmelegszik. A túl sovány keverék jelei a porlasztó és a szívócsatorna villanásai.

A gázáram turbulenciája élesen megnöveli az üzemanyag égési sebességét az égési felület növekedése és a lángfront terjedési sebessége miatt a hőátadás sebességének növekedése miatt.

A normál alkánok maximális cetánszámmal rendelkeznek, ami jellemzi az üzemanyag égési sebességét a motorban.

A munkaelegy összetétele nagymértékben befolyásolja az üzemanyag égési sebességét a motorban. Ezek a feltételek a coeff-nél zajlanak.

Az égési folyamat fejlődésének minőségét befolyásolja az üzemanyag fő fázisban történő égésének sebessége. Ha ebben a fázisban nagy mennyiségű üzemanyagot égetnek el, a pz és a Tz értéke megnő, a tágulási folyamat során csökken az utánégető üzemanyag aránya, és az nz politropikus index nagyobb lesz. A folyamat ezen fejlődése a legkedvezőbb, mivel a legjobb hőfelhasználást érik el.

A motor munkafolyamatában nagyon fontos az üzemanyag égési sebességének értéke. Az égési sebesség alatt a tüzelőanyag időegységenként reagáló (égő) mennyiségét (tömegét) értjük.

Számos általános jelenség azt jelzi, hogy a motorok üzemanyag-elégetésének sebessége meglehetősen természetes, nem véletlenszerű. Ezt jelzi a többé-kevésbé egyértelmű ciklusok reprodukálhatósága a motorhengerben, amely valójában meghatározza a motorok stabil működését. Ugyanezekben a motorokban az égés elhúzódó jellege mindig sovány keverékekkel figyelhető meg. A motor kemény munkája, amely nagy sebességgel fordul elő az égési reakcióknál, általában kompresszor nélküli dízelmotorokban figyelhető meg, és lágy munka - elektromos szikrától gyújtott motorokban. Ez azt jelzi, hogy a keverék alapvetően eltérő képződése és gyulladása szabályos változást okoz az égési sebességben. A motor fordulatszámának növekedésével az égés időtartama idővel csökken, és a főtengely forgási szögében nő. A motorokban a kiégés kinetikai görbéi természetükben hasonlóak számos olyan kémiai reakció kinetikai görbéjéhez, amelyek nem kapcsolódnak közvetlenül a motorokhoz, és különböző körülmények között fordulnak elő.

A kísérletek azt mutatják, hogy a sugárzó hőátadás intenzitása függ az üzemanyag égési sebességétől. A fáklya gyökerénél gyors égés esetén magasabb hőmérséklet alakul ki, és fokozódik a hőátadás. A hőmérsékleti mező inhomogenitása, a kibocsátó részecskék különböző koncentrációival együtt, a lángfekete fokozatának inhomogenitásához vezet. Mindezek nagy nehézségeket okoznak a radiátor hőmérsékletének és a kemence emissziós fokának analitikai meghatározásában.

Lamináris lánggal (további részletekért lásd a 3. szakaszt) az üzemanyag égési sebessége állandó és Q 0; az égési folyamat néma. Ha azonban az égési zóna turbulens, és ez a vizsgált eset is fennáll, akkor, ha az üzemanyag-fogyasztás átlagosan állandó, a helyi égési sebesség változik időben és egy kis térfogatú elemnél Q.Q. A turbulencia folyamatosan zavarja a lángot; bármely pillanatban az égést korlátozza ez a láng vagy egy lángsorozat, amely véletlenszerű helyzetet foglal el az égési zónában.

Gáznemű üzemanyag

A gáznemű tüzelőanyag különböző gázok keveréke: metán, etilén és egyéb szénhidrogének, szén-monoxid, szén-dioxid vagy szén-dioxid, nitrogén, hidrogén, kén-hidrogén, oxigén és egyéb gázok, valamint vízgőz.

A metán (CH4) számos természetes gáz fő alkotóeleme. A természetes gázok tartalma eléri a 93 ... 98% -ot. 1 m3 metán elégetésével ~ 35 800 kJ hő szabadul fel.

A gáz halmazállapotú üzemanyagok kis mennyiségű etilént (C2H4) is tartalmazhatnak. 1 m3 etilén elégetésével ~ 59 000 kJ hő keletkezik.

A metán és az etilén mellett a gáz halmazállapotú üzemanyagok szénhidrogénvegyületeket is tartalmaznak, például propánt (C3H8), butánt (C4H10) stb. Ezeknek a szénhidrogéneknek az elégetése több hőt termel, mint az etilén elégetése, de mennyiségük az éghető gázokban jelentéktelen. .

A hidrogén (H2) 14,5-szer könnyebb, mint a levegő. 1 m3 hidrogén elégetésével ~ 10 800 kJ hő szabadul fel. A kokszkemencén kívül sok éghető gáz viszonylag kis mennyiségű hidrogént tartalmaz. Kokszkemencegázban annak tartalma elérheti az 50 ... 60% -ot.

A szén-monoxid (CO) a kohógáz fő éghető összetevője. Ennek a gáznak 1 m3 elégetésével ~ 12 770 kJ hő keletkezik. Ez a gáz színtelen, szagtalan és erősen mérgező.

A hidrogén-szulfid (H2S) kellemetlen szagú nehéz gáz, erősen mérgező. Kénhidrogén jelenlétében a gázban fokozódik a kemence és a gázvezeték fémrészeinek korróziója. A hidrogén-szulfid káros hatását fokozza az oxigén és a nedvesség jelenléte a gázban. 1 m3 hidrogén-szulfid elégetésével ~ 23 400 kJ hő szabadul fel.

A többi gáz: a CO2, N2, O2 és a vízgőz ballaszt komponensek, mivel e tüzelőanyagban a gázok mennyiségének növekedésével az éghető komponenseinek tartalma csökken. Jelenlétük az üzemanyag égési hőmérsékletének csökkenéséhez vezet. A gáznemű tüzelőanyagok> 0,5% szabad oxigéntartalmát biztonsági okokból veszélyesnek tekintik.

Forrás - benzin

Oktánszám Benzinösszetétel

A benzin viszonylag alacsony hőmérsékleten kezd forralni, és nagyon intenzíven halad.

A benzin forráspontjának vége nincs meghatározva.

A benzin forrásának kezdete 40 C alatt van, a vége 180 C, a kristályosodás kezdetének hőmérséklete nem magasabb 60 C-nál. A benzin savtartalma nem haladja meg az 1 mg / 100 ml-t.

A benzin forráspontja a GOST szerint 185 C, a tényleges 180 C.

A benzin forráspontja az a hőmérséklet, amelyen a tesztbenzin standard (100 ml) adagját teljesen ledesztillálják (leforrázzák) az üvegpalackból, amelyben a hűtőszekrénybe került.

A benzin végső forráspontja nem haladhatja meg a 200–225 C-ot. Légiközlekedési benzineknél a végső forráspont jóval alacsonyabb, és egyes esetekben akár 120 ° C is lehet.

MPa, a benzin forráspontja 338 K, átlagos moláris tömege 120 kg / kmol, a párolgási hő pedig 252 kJ / kg.

A benzin kezdeti forráspontja, például 40 a repülési benzinnél, könnyű, alacsony forráspontú frakciók jelenlétét jelzi, de nem jelzi azok tartalmát. Az első 10% -os frakció forráspontja vagy a kiindulási hőmérséklet jellemzi a benzin kiindulási tulajdonságait, illékonyságát, valamint a gázzárak kialakulására való hajlamot a benzinellátó rendszerben. Minél alacsonyabb a 10% -os frakció forráspontja, annál könnyebb beindítani a motort, ugyanakkor nagyobb a gázzárak kialakulásának lehetősége, ami megszakításokat okozhat az üzemanyag-ellátásban, sőt leállíthatja a motort. Az indítási frakció túl magas forráspontja megnehezíti a motor alacsony környezeti hőmérsékleten történő beindítását, ami benzinveszteséghez vezet.

A reformáló benzinek forráspontjának csökkenése a detonációs ellenállás romlásához vezet. Kutatásra és gazdasági számításokra van szükség a probléma megoldásához.Meg kell jegyezni, hogy számos ország külföldi gyakorlatában jelenleg 215 - 220 C forráspontú motorbenzineket gyártanak és használnak.

A reformáló benzinek forráspontjának csökkenése a detonációs ellenállás romlásához vezet. Kutatásra és gazdasági számításokra van szükség a probléma megoldásához. Meg kell jegyezni, hogy számos ország külföldi gyakorlatában jelenleg 215 - 220 C forráspontú motorbenzineket gyártanak és használnak.

Ha a benzin forráspontja magas, akkor előfordulhat, hogy a benne lévő nehéz frakciók nem párolognak el, ezért nem égnek ki a motorban, ami megnövekedett üzemanyag-fogyasztást eredményez.

Az egyenes futtatású benzinek forráspontjának csökkentése robbantási ellenállásuk növekedéséhez vezet. Az alacsony oktánszámú, egyenes futtatású benzinek oktánszáma 75, illetve 68, és motoros benzin komponensekként használják őket.

Égés - benzin

Felépítés és működési elv Bosch Motronic MED 7 közvetlen benzinbefecskendező rendszer

A benzin, a kerozin és más folyékony szénhidrogének égése a gázfázisban történik. Égés csak akkor fordulhat elő, ha a tüzelőanyag gőz koncentrációja a levegőben bizonyos határokon belül van, az egyes anyagokra külön. Ha kis mennyiségű üzemanyaggőz található az IB levegőben, akkor nem történik égés, valamint abban az esetben, ha túl sok az üzemanyaggőz és nincs elég oxigén.

A benzin égésekor, mint ismeretes, homoterm réteg alakul ki, amelynek vastagsága az idő múlásával növekszik.

A benzin égésekor víz és szén-dioxid képződik. Ez szolgálhat-e elegendő megerősítésként arra, hogy a benzin nem eleme?

Ha benzint, kerozint és más folyadékokat tartályokban égetnek, akkor a gázáram külön térfogatokra való összezúzása és mindegyikük külön-külön történő elégetése különösen jól látható.

Ha a benzint és az olajat nagy átmérőjű tartályokban elégetik, a fűtés jellege jelentősen eltér a fentiektől. Amikor megégnek, egy fűtött réteg jelenik meg, amelynek vastagsága az idő múlásával természetesen növekszik, és a hőmérséklet megegyezik a folyadék felületének hőmérsékletével. Alatta a folyadék hőmérséklete gyorsan csökken, és majdnem megegyezik a kezdeti hőmérsékletével. A görbék jellege azt mutatja, hogy az égés során a benzin két rétegre bomlik - egy felsőre és egy alsóra.

Például a benzin levegőben történő elégetését kémiai folyamatnak nevezik. Ebben az esetben energia szabadul fel, ami megközelítőleg 1300 kcal / 1 mol benzin.

A benzinek és olajok égéstermékeinek elemzése rendkívül fontos, mivel az ilyen termékek egyedi összetételének ismerete szükséges a motor égési folyamatainak tanulmányozásához és a levegőszennyezés tanulmányozásához.

Tehát, ha a benzint széles tartályokban égetik, az égés eredményeként felszabaduló hő 40% -át sugárzáshoz használják fel.

asztal A 76. ábra a benzin tetranitro-metán adalékokkal való égési sebességét mutatja.

Kísérletekkel megállapították, hogy a benzin égési sebességét a tartály felszínéről jelentősen befolyásolja annak átmérője.

A GPS-600 segítségével a tűzoltók sikeresen megbirkóztak a vasúti pálya mentén ömlött benzin égésének megszüntetésével, biztosítva a csomagtartó-üzemeltetők mozgását a tartályok összekötésének helyére.Miután leválasztották őket, egy kontaktdrótdarabbal 2 benzintartályt rögzítettek a tűzoltóautóhoz, és kihúzták őket a tűzzónából.

Különösen nagy növekedést észleltek a szél felmelegedésének sebessége a benzin elégetésekor. Amikor egy benzin 26 64 m-es tartályban égett 1 3 m / s szélsebességgel, a fűtési sebesség 9 63 mm / perc volt, 10 m / s szélsebesség mellett pedig a fűtési sebesség 17 1-re nőtt mm / perc.

Lobbanáspont és egyéb paraméterek

A szén elégetése a szén oxidációjának kémiai reakciója, amely magas kezdeti hőmérsékleten, intenzív hőelválasztással történik. Most egyszerűbb: a szén tüzelőanyag nem gyulladhat meg, mint a papír; a gyújtáshoz 370-700 ° C-ra előmelegítés szükséges, az üzemanyag márkájától függően.

Kulcsfontosságú pillanat. A kemencében vagy a háztartási szilárd tüzelésű kazánban a szén elégetésének hatékonyságát nem a maximális hőmérséklet, hanem az égés teljessége jellemzi. Minden szénmolekula a levegőben két oxigénrészecskével egyesülve széndioxid-CO2-t képez. A folyamat tükröződik a kémiai képletben.

Ha korlátozza a bejövő oxigén mennyiségét (takarja le a fúvót, kapcsolja a TT kazánt parázsló üzemmódba), akkor CO2 helyett szénmonoxid CO keletkezik és kibocsátódik a kéménybe, az égés hatékonysága jelentősen csökken. A nagy hatékonyság eléréséhez kedvező feltételeket kell biztosítani:

1. A barnaszenek +370 ° C, kő - 470 ° C, antracit - 700 fok hőmérsékleten gyulladnak meg. A fűtőegység fával történő előmelegítése (fűrészporbrikett) szükséges.
2. A tűztérbe többlet levegőt juttatnak, a biztonsági tényező 1,3-1,5.
3. Az égést a rostélyon ​​heverő forró szenes ágy magas hőmérséklete támogatja. Fontos biztosítani az oxigén áthaladását az üzemanyag teljes vastagságán, mivel a levegő a hamu serpenyőjén keresztül mozog a természetes kéményhuzat miatt.

Megjegyzés. Kivételt csak a házi készítésű Bubafonya típusú kályhák és a felső égésű hengeres kazánok jelentenek, ahol fentről lefelé a levegő a tűztérbe kerül.

A különféle üzemanyagok elméleti égési hőmérsékletét és fajlagos hőátadását az összehasonlító táblázat mutatja. Észrevehető, hogy ideális körülmények között bármely üzemanyag maximális hőt bocsát ki, amikor kölcsönhatásba lép a szükséges térfogattal.

A gyakorlatban irreális ilyen körülményeket létrehozni, ezért a levegőt némi felesleggel látják el. A barnaszén tényleges égési hőmérséklete egy hagyományos TT-kazánban 700 ... 800 ° C, kő és antracit - 800 ... 1100 fok között van.

Ha túlzásba viszik az oxigénmennyiséggel, akkor az energiát a levegő fűtésére fordítják, és egyszerűen kirepül a csőbe, a kemence hatékonysága érezhetően csökken. Sőt, a tűz hőmérséklete elérheti az 1500 ° C-ot. A folyamat hasonlít egy közönséges tűzre - a láng nagy, kevés a hő. A videón bemutatunk egy példát a szén hatékony égetésére egy automatikus kazán retortégőjével:

Hőmérséklet - égés - üzemanyag

A dolgozó besugárzásának intenzitása függ a kemencében lévő tüzelőanyag égési hőmérsékletétől, a töltőnyílás méretétől, a töltőnyílásnál a kemence falainak vastagságától és végül attól a távolságtól, amelyen a munkavállaló a töltéstől lyuk.

A gyakorlatilag elérhető 1L hőmérséklet az üzemanyag égési hőmérséklete valós körülmények között. Értékének meghatározásakor figyelembe veszik a környezeti hőveszteséget, az égési folyamat időtartamát, az égés módját és egyéb tényezőket.

A túlzott levegő drámai módon befolyásolja az üzemanyag égési hőmérsékletét.Tehát például a földgáz tényleges égési hőmérséklete 10% levegőfelesleggel 1868 C, 20% 1749 C felesleggel és 100% levegő felesleggel 1167 C-ra csökken. Másrészt , a levegő előmelegítése, amely az üzemanyag elégetéséhez vezet, növeli az égés hőmérsékletét. Tehát, ha földgázt (1Max 2003 C) 200 C-ra melegített levegővel égetünk, az égési hőmérséklet 2128 C-ra, a levegő 400 C-ra - 2257 C-ra emelkedik.

A levegő és a gáznemű tüzelőanyag melegítésekor az üzemanyag égési hőmérséklete emelkedik, és ennek következtében a kemence munkaterületének hőmérséklete is emelkedik. Sok esetben lehetetlen elérni az adott technológiai folyamathoz szükséges hőmérsékletet a levegő és a gáznemű tüzelőanyagok magas hevítése nélkül. Például a nyitott kandallókemencékben olvasztott acélok, amelyeknél a fáklya hőmérsékletének (az égő gázok áramlása) az olvadási térben 1800–2000 C legyen, lehetetlen lenne levegő és gáz 1000–1200 C hőmérsékletű fűtése nélkül. ipari kemencék fűtése alacsony kalóriatartalmú helyi üzemanyaggal (nedves tűzifa, tőzeg, barnaszén), munkájuk a levegő fűtése nélkül gyakran lehetetlen is.

Ebből a képletből látható, hogy az üzemanyag égési hőmérséklete növelhető számlálójának növelésével és a nevező csökkentésével. A különféle gázok égési hőmérsékletének a túlzott levegő arányától való függését a ábra mutatja.

A túlzott levegő élesen befolyásolja az üzemanyag égési hőmérsékletét is. Tehát a földgáz hőtermelése 10% - 1868 C levegőfelesleggel, 20% - 1749 C levegőfelesleggel és 100% felesleggel 1167 C.

Ha a forró csomópont hőmérsékletét csak az üzemanyag égési hőmérséklete korlátozza, a visszanyerés alkalmazása lehetővé teszi a hőmérséklet növelését az égéstermékek hőmérsékletének növelésével, és ezáltal a TEG általános hatékonyságának növelésével.

A robbanás oxigénnel történő dúsítása az üzemanyag égési hőmérsékletének jelentős növekedéséhez vezet. Ahogy a grafikon adatai az ábra. A 17. ábra szerint az üzemanyag elégetésének elméleti hőmérséklete összefüggésben van a robbanás oxigénnel történő dúsításával egy olyan függőséggel, amely gyakorlatilag lineáris a robbanás 40% -os oxigéntartalmához képest. Magasabb dúsítási foknál az égéstermékek disszociációja jelentős hatással bír, amelynek eredményeként a robbanás dúsulásának mértékétől függő hőmérséklet-függőség görbéi eltérnek az egyenesektől, és aszimptotikusan megközelítik az adott határértéket üzemanyag. Így az üzemanyag égési hőmérsékletének a robbanás oxigéndúsulásának mértékétől való függő két régiója van - a viszonylag alacsony dúsítású régió, ahol lineáris függőség van, és a magas dúsítású régió (40% felett), ahol a hőmérséklet-emelkedés bomló jellegű.

A kemence működésének fontos hőtechnikai mutatója a kemence hőmérséklete, amely az üzemanyag égési hőmérsékletétől és a hőfogyasztás jellegétől függ.

Az üzemanyag hamu, az ásványi szennyeződések összetételétől függően, az üzemanyag égési hőmérsékletén salakdarabká olvasztható fel. A tüzelőanyag-hamu hőmérséklettől függő jellemzőit a táblázat tartalmazza. DE.

A tmaK értéke a táblázatban. IV - З - az üzemanyag égésének kalorimetrikus (elméleti) hőmérséklete.

A kemencék falain keresztül kifelé (a környezetbe) vezető hőveszteség csökkenti az üzemanyag égési hőmérsékletét.

Üzemanyag elégetése

Az üzemanyag elégetése az éghető alkatrészek oxidációjának folyamata, amely magas hőmérsékleten megy végbe, és hőelvezetéssel jár. Az égés jellegét számos tényező határozza meg, beleértve az égés módját, a kemence kialakítását, az oxigén koncentrációját stb. De a folyamat körülményei, az égési folyamatok időtartama és végeredményei nagyban függenek az összetételtől , az üzemanyag fizikai és kémiai jellemzői.

Üzemanyag összetétele

A szilárd tüzelőanyagok közé tartozik a szén és a barnaszén, a tőzeg, az olajpala, a fa. Az ilyen típusú üzemanyagok komplex szerves vegyületek, amelyeket főként öt elem alkot - szén C, hidrogén H, oxigén O, kén S és nitrogén N. Az üzemanyag nedvességet és nem éghető ásványi anyagokat is tartalmaz, amelyek égés után hamut képeznek. A nedvesség és a hamu az üzemanyag külső előtétje, míg az oxigén és a nitrogén a belső.

Az éghető rész fő eleme a szén, ez határozza meg a legnagyobb hőmennyiség felszabadulását. Minél nagyobb azonban a szilárd tüzelőanyagban a szén aránya, annál nehezebb meggyulladni. Az égés során a hidrogén 4,4-szer több hőt szabadít fel, mint a szén, de a szilárd tüzelőanyagok összetételében való részaránya kicsi. Az oxigén, mivel nem hőtermelő elem, és megköti a hidrogént és a szenet, csökkenti az égési hőt, ezért nemkívánatos elem. Különösen magas a tőzeg és a fa tartalma. A szilárd tüzelőanyagok nitrogénmennyisége kicsi, de képes a környezetre és az emberre káros oxidok képződésére. A kén szintén káros szennyeződés, kevés hőt bocsát ki, de a keletkező oxidok a kazánok fémjének korróziójához és a légkör szennyezéséhez vezetnek.

Az üzemanyag specifikációi és azok hatása az égési folyamatra

Az üzemanyag legfontosabb műszaki jellemzői: égési hő, illékony anyagok hozama, nem illékony maradékok (koksz) tulajdonságai, hamutartalom és nedvességtartalom.

Az üzemanyag égési hője

A fűtőérték az egységnyi tömeg (kJ / kg) vagy az üzemanyag térfogata (kJ / m3) teljes égése során felszabaduló hőmennyiség. Megkülönböztetni a magasabb és az alacsonyabb égési hőt. A legmagasabb az égéstermékekben található gőzök kondenzációja során felszabaduló hő. Ha az üzemanyagot kazán kemencében égetik, a kipufogógázok hőmérséklete a nedvesség gőz állapotában van. Ezért ebben az esetben alacsonyabb égési hőt alkalmaznak, amely nem veszi figyelembe a vízgőz kondenzációs hőjét.

Az összes ismert szénlelőhely összetételét és fűtőértékét meghatároztuk és megadtuk a számított jellemzőkben.

Illékony anyagok felszabadulása

Amikor a szilárd tüzelőanyagot magas hőmérséklet hatására a levegőhöz való hozzáférés nélkül melegítik, először vízgőz szabadul fel, majd a molekulák termikus bomlása gáznemű anyagok, úgynevezett illékony anyagok felszabadulásával történik.

Az illékony anyagok felszabadulása 160 és 1100 ° C közötti hőmérsékleti tartományban, de átlagosan - 400-800 ° C hőmérsékleti tartományban fordulhat elő. Az illékony anyagok kibocsátásának kezdetének hőmérséklete, a gáznemű termékek mennyisége és összetétele az üzemanyag kémiai összetételétől függ. Minél kémiailag idősebb az üzemanyag, annál alacsonyabb az illékony anyagok felszabadulása, és annál magasabb a kibocsátásuk hőmérséklete.

Az illékony anyagok a részecskék korábbi meggyulladását biztosítják, és jelentős hatással vannak az üzemanyag égésére. A fiatal korú tüzelőanyagok - tőzeg, barnaszén - könnyen meggyulladnak, gyorsan és szinte teljesen megégnek. Ezzel szemben az alacsony illékonyságú tüzelőanyagok, mint például az antracit, nehezebben gyulladnak meg, sokkal lassabban égnek és nem égnek teljesen (fokozott hőveszteséggel).

Nem illékony maradék (koksz) tulajdonságok

Az illékony anyagok felszabadulása után megmaradt, főleg szénből és ásványi részből álló üzemanyag szilárd részét koksznak nevezzük. A kokszmaradványok lehetnek az éghető tömegben lévő szerves vegyületek tulajdonságaitól függően: pogácsásak, gyengén pépesítettek (expozíció által elpusztultak), porszerűek. Antracit, tőzeg, barnaszén porszerű, nem illékony maradékot eredményez. A legtöbb bitumenszenet szinterezik, de nem mindig erősen. A ragacsos vagy porszerű, nem illékony maradék nagyon magas illóanyag-hozammal (42-45%) és nagyon alacsony (kevesebb, mint 17%) hozammal rendelkező bitumenes szenet eredményez.

A kokszmaradék szerkezete fontos, ha szenet égetnek rácsos kemencékben.A fűtőkazánokban fellángoláskor a koksz teljesítménye nem túl fontos.

Hamutartalom

A szilárd tüzelőanyag tartalmazza a legnagyobb mennyiségű nem éghető ásványi szennyeződést. Ezek elsősorban agyag, szilikátok, vaspirit, de vas-oxidok, szulfátok, karbonátok és vas-szilikátok, különféle fémek oxidjai, kloridok, lúgok stb. Legtöbbjük a bányászat során kőzetek formájában esik, amelyek között szénvarratok fekszenek, de vannak olyan ásványi anyagok is, amelyek a szén-képzőktől származnak az üzemanyagba, vagy annak eredeti tömegének átalakítása során.

Az üzemanyag elégetésekor az ásványi szennyeződések reakciósorozaton mennek keresztül, amelynek eredményeként szilárd, nem éghető maradék keletkezik, amelyet hamunak neveznek. A hamu tömege és összetétele nem azonos az üzemanyag ásványi szennyeződésének tömegével és összetételével.

A hamu tulajdonságai fontos szerepet játszanak a kazán és a kemence működésének megszervezésében. Az égéstermékek által elvitt részecskék nagy sebességgel koptatják a fűtőfelületeket, és kis sebességnél rájuk rakódnak, ami a hőátadás romlásához vezet. A kéménybe elszállított hamu károsíthatja a környezetet, ennek elkerülése érdekében hamubegyűjtőket kell telepíteni.

A hamu fontos tulajdonsága az olvaszthatósága: megkülönböztetik a tűzálló (1425 ° C felett), a közepesen olvadó (1200-1425 ° C) és az alacsony olvadáspontú (kevesebb, mint 1200 ° C) hamut. A hamu, amely túljutott az olvadás szakaszán és szinterezett vagy olvasztott masszává vált, salaknak nevezik. A hamu olvadhatóságának jellemző hőmérséklete nagy jelentőséggel bír a kemence és a kazán felületek megbízható működésének biztosítása érdekében; az ezekhez a felületekhez közeli gázok hőmérsékletének megfelelő megválasztása kiküszöböli a salakosodást.

Nedvességtartalom

A nedvesség az üzemanyag nemkívánatos összetevője, az ásványi szennyeződésekkel együtt előtét, és csökkenti az éghető rész tartalmát. Ezenkívül csökkenti a hőértéket, mivel további energiára van szükség a párolgásához.

Az üzemanyag nedvessége lehet belső vagy külső. Külső nedvességet tartalmaz a kapillárisok, vagy csapdába esett a felszínen. Kémiai korral a kapilláris nedvesség mennyisége csökken. Minél kisebb az üzemanyagdarab, annál nagyobb a felület nedvességtartalma. A belső nedvesség bejut a szerves anyagba.

Az üzemanyag nedvességtartalma csökkenti az égési hőt és az üzemanyag-fogyasztás növekedéséhez vezet. Ezzel egyidejűleg nőnek az égéstermékek mennyiségei, nőnek a kipufogógázokkal járó hőveszteségek és csökken a kazánegység hatékonysága. A téli magas páratartalom a szén fagyásához, az őrlés nehézségeihez és a folyékonyság csökkenéséhez vezet.

Üzemanyag-elégetési módszerek a kemence típusától függően

A tüzelőberendezések fő típusai:

• réteges,
• kamra.

Rétegkemencék darabos szilárd tüzelőanyagok elégetésére szolgálnak. Sűrűek és folyékonyak lehetnek. Sűrű rétegben égve az égési levegő áthalad a rétegen anélkül, hogy befolyásolná annak stabilitását, vagyis az égő részecskék gravitációja meghaladja a levegő dinamikus nyomását. Ha fluid ágyban égetik, a megnövekedett légsebesség miatt a részecskék "forrásban lévő" állapotba kerülnek. Ebben az esetben az oxidálószer és az üzemanyag aktív keverése következik be, amelynek következtében az üzemanyag égése fokozódik.

NÁL NÉL kamra kemencék éget szilárd porított üzemanyagot, valamint folyékony és gáz halmazállapotú tüzelőanyagot. A kamrás kemencék ciklonikus és fáklyákra vannak felosztva. A fáklyaégés során a szénrészecskék legfeljebb 100 mikron lehetnek, az égéstér térfogatában égnek. A ciklonos égés nagyobb részecskeméretet tesz lehetővé: a centrifugális erők hatására a kemence falaira dobják, és magas hőmérsékletű zónában kavargó áramlásban teljesen kiégnek.

Üzemanyag elégetése. A folyamat fő szakaszai

A szilárd tüzelőanyagok elégetésének során bizonyos szakaszokat lehet megkülönböztetni: a nedvesség felmelegítése és párolgása, az illékony anyagok szublimálása és kokszmaradványok képződése, az illékony és koksz égése, valamint a salak képződése. Az égési folyamatnak ez a felosztása viszonylag önkényes, mivel bár ezek a szakaszok egymást követik, részben átfedik egymást. Tehát az illékony anyagok szublimálása az összes nedvesség végső elpárolgása előtt kezdődik, az illékony anyagok képződése egyidejűleg történik az égés folyamatával, ahogyan a kokszmaradék oxidációjának megindulása megelőzi az illékony anyagok égésének végét, és A koksz utánégetése a salak képződése után is folytatódhat.

Az égési folyamat egyes szakaszainak átfolyási idejét nagymértékben az üzemanyag tulajdonságai határozzák meg. A koksz égési szakasza tart a leghosszabb, még a magas illékony hozamú üzemanyagok esetében is. A kemence különféle működési tényezői és tervezési jellemzői jelentősen befolyásolják az égési folyamat szakaszainak időtartamát.

1. Üzemanyag előkészítése gyújtás előtt

A kemencébe belépő üzemanyagot felmelegítik, ennek eredményeként nedvesség jelenlétében elpárolog és az üzemanyag kiszárad. A fűtéshez és szárításhoz szükséges idő függ a nedvesség mennyiségétől és attól a hőmérséklettől, amelyen az üzemanyag az égőberendezésbe kerül. A magas nedvességtartalmú üzemanyagok (tőzeg, nedves barna parazsak) esetében a fűtési és szárítási szakasz viszonylag hosszú.

Az egymásra rakott kemencékbe az üzemanyagot a környezeti hőmérséklethez közeli hőmérsékleten szállítják. Csak télen, amikor a szén megfagy, hőmérséklete alacsonyabb, mint a kazánházban. A fáklya- és örvénykemencékben való égéshez az üzemanyagot aprításnak és őrlésnek vetik alá, amelyet forró levegővel vagy füstgázzal szárítanak. Minél magasabb a bejövő üzemanyag hőmérséklete, annál kevesebb időre és hőre van szükség a gyújtási hőmérsékletre való felmelegedéshez.

A kemencében az üzemanyag száradása két hőforrás miatt következik be: az égéstermékek konvektív hője, valamint a fáklya, a bélés és a salak sugárzó hője.

A kamrák kemencéiben a fűtés elsősorban az első forrásnak köszönhető, vagyis az égéstermékeknek a bevezetéskor az üzemanyaghoz keverése. Ezért az üzemanyag kemencébe juttatására szolgáló eszközök tervezésének egyik fontos követelménye az égéstermékek intenzív elszívásának biztosítása. A kandalló magasabb hőmérséklete szintén hozzájárul a rövidebb fűtési és száradási időhöz. Ennek érdekében, ha tüzelőanyagokat égetnek az illékony anyagok felszabadulásának kezdetével magas hőmérsékleten (több mint 400 ° C), akkor a kamrák kemencéiben gyújtószalagok készülnek, vagyis tűzálló hőszigetelő anyaggal zárják le a pajzscsöveket. hőérzékelésük csökkentése érdekében.

Ha tüzelőanyagot égetnek egy ágyban, akkor az egyes hőforrások szerepét a kemence kialakítása határozza meg. A láncrácsos kemencékben a fűtést és a szárítást elsősorban a fáklya sugárzó hője végzi. A rögzített rostélyú és felülről üzemanyag-ellátással ellátott kemencékben a fűtés és a szárítás az égéstermékeknek az alulról felfelé haladó mozgásának köszönhető.

A 110 ° C feletti hőmérsékleten történő melegítés során megkezdődik az üzemanyagok alkotó szerves anyagok termikus bomlása. A legkevésbé erős vegyületek azok, amelyek jelentős mennyiségű oxigént tartalmaznak. Ezek a vegyületek viszonylag alacsony hőmérsékleten bomlanak le, illékony anyagok és szilárd maradék képződésével, amely főleg szénből áll.

A kémiai összetételben fiatal, sok oxigént tartalmazó üzemanyagok alacsony hőmérséklettel rendelkeznek a gáz halmazállapotú anyagok felszabadulásának kezdetén, és nagyobb százalékot adnak ezeknek. Az alacsony oxigénvegyület-tartalmú üzemanyagok alacsony illékonyságú és magasabb lobbanáspontúak.

A szilárd tüzelőanyagok molekulatartalma, amely melegítéskor könnyen bomlik, szintén befolyásolja az illékony maradék reakcióképességét.Először is, az éghető tömeg bomlása elsősorban az üzemanyag külső felületén történik. További melegítéssel pirogenetikai reakciók kezdődnek az üzemanyag részecskék belsejében, a nyomás megnő bennük, és a külső héj megtörik. Ha nagy illóanyag-hozammal rendelkező tüzelőanyagokat égetnek el, a kokszmaradék porózussá válik, és nagyobb a felülete a sűrű szilárd maradékhoz képest.

2. Gáznemű vegyületek és koksz égési folyamata

Az üzemanyag tényleges égése az illékony anyagok meggyulladásával kezdődik. Az üzemanyag-előkészítési periódus alatt elágazó láncú reakciók lépnek fel a gáz halmazállapotú anyagok oxidációja során, eleinte ezek a reakciók alacsony sebességgel folynak. A felszabaduló hőt a kemence felületei érzékelik, és mozgó molekulák energiája formájában részben felhalmozódik. Ez utóbbi a láncreakciók sebességének növekedéséhez vezet. Bizonyos hőmérsékleten az oxidációs reakciók olyan sebességgel haladnak, hogy a felszabaduló hő teljesen lefedi a hőelnyelő képességet. Ez a hőmérséklet a lobbanáspont.

A gyulladás hőmérséklete nem állandó, mind a tüzelőanyag tulajdonságaitól, mind a gyújtási zóna körülményeitől függ, átlagosan 400-600 ° C. A gáznemű keverék meggyújtása után az oxidációs reakciók további öngyorsulása a hőmérséklet emelkedését okozza. Az égés fenntartásához folyamatos oxidálószer és éghető anyagok ellátása szükséges.

A gáz halmazállapotú anyagok meggyulladása a kokszrészecske tűzborítékba burkolásához vezet. A koksz elégetése akkor kezdődik, amikor az illékony anyagok égése véget ér. A szilárd részecske magas hőmérsékletre melegszik fel, és mivel az illékony anyagok mennyisége csökken, a határégő réteg vastagsága csökken, az oxigén eléri a forró szénfelületet.

A koksz elégetése 1000 ° C hőmérsékleten kezdődik és ez a leghosszabb folyamat. Ennek oka az, hogy egyrészt csökken az oxigénkoncentráció, másrészt a heterogén reakciók lassabban haladnak, mint a homogének. Ennek eredményeként a szilárd tüzelőanyag-részecskék égési időtartamát elsősorban a kokszmaradék égési ideje (a teljes idő körülbelül 2/3-a) határozza meg. A magas illóanyag-hozammal rendelkező üzemanyagok esetében a szilárd maradék kevesebb, mint a kiindulási részecskék tömegének a fele, ezért égésük gyorsan megtörténik, és alacsony a kiégés lehetősége. A kémiailag régi tüzelőanyagok sűrű részecskékkel rendelkeznek, amelyek elégetése szinte a kemencében töltött teljes időt vesz igénybe.

A legtöbb szilárd tüzelőanyag kokszmaradéka főleg - egyes fajok esetében - teljes egészében szénből áll. A szilárd szén elégetése szénmonoxid és szén-dioxid képződésével történik.

Optimális feltételek a hőelvezetéshez

Az optimális feltételek megteremtése a szén elégetéséhez az alapja a szilárd tüzelőanyagok kazánegységekben történő égetéséhez szükséges technológiai módszer helyes megalkotásának. A következő tényezők befolyásolhatják a kemencében a legnagyobb hőfelszabadulást: hőmérséklet, felesleges levegő, primer és szekunder keverék képződése.

Hőfok... Az üzemanyag elégetése során a hő leadása jelentősen függ a kemence hőmérsékleti viszonyaitól. Viszonylag alacsony hőmérsékleten az éghető anyagok hiányos égése zajlik a fáklya magjában, szén-monoxid, hidrogén és szénhidrogének maradnak az égéstermékekben. 1000 és 1800-2000 ° C közötti hőmérsékleten az üzemanyag teljes elégetése érhető el.

Túlzott levegő... A fajlagos hőtermelés maximális értékét teljes égés és az egység felesleges levegő arányával éri el. A felesleges levegő arányának csökkenésével a hőfelszabadulás csökken, mivel az oxigénhiány kevesebb üzemanyag oxidációjához vezet. A hőmérséklet csökken, a reakciósebesség csökken, ami a hőfelszabadulás hirtelen csökkenéséhez vezet.

Az egységnél nagyobb növekedés a felesleges levegő arányában még jobban csökkenti a hőtermelést, mint a levegő hiánya.Valódi üzemanyag-égetési körülmények között a kazánkemencékben nem érik el a hőfelszabadulás határértékeit, mivel hiányos az égés. Ez nagyban függ a keverékképző folyamatok szerveződésétől.

Folyamatok keverése... A kamrás kemencékben az elsődleges keverést úgy érik el, hogy az üzemanyagot levegővel szárítják és összekeverik, a levegő egy részét (elsődleges) az előkészítési zónába juttatják, széles felületű és nagy turbulizációjú, nyitott, fűtőtestet hoznak létre melegített levegő felhasználásával.

Réteges kemencékben az elsődleges keverési feladat a szükséges mennyiségű levegő ellátása a rostély különböző égési zónáihoz.

A nem teljes égés és koksz gáznemű termékeinek utánégetésének biztosítása érdekében másodlagos keverékképződési folyamatokat szerveznek. Ezeket a folyamatokat megkönnyíti: a másodlagos levegő nagy sebességű betáplálása, olyan aerodinamika létrehozása, amelyben a teljes kemence egyenletes töltése fáklyával történik, és ennek következtében a gázok és kokszrészecskék tartózkodási ideje a kemencében növekszik.

3. Salakképződés

A szilárd tüzelőanyag éghető tömegének oxidációja során az ásványi szennyeződésekben is jelentős változások következnek be. Alacsony olvadáspontú anyagok és alacsony olvadáspontú ötvözetek feloldják a tűzálló vegyületeket.

A kazánok normál működésének előfeltétele az égéstermékek és a keletkező salak zavartalan eltávolítása.

A rétegégés során a salakképződés mechanikus alulégéshez vezethet - az ásványi szennyeződések beburkolják az elégetlen kokszrészecskéket, vagy a viszkózus salak elzárhatja a légjáratokat, gátolva az oxigén hozzáférését az égő kokszhoz. Az alulégés csökkentése érdekében különféle intézkedéseket alkalmaznak - láncrácsos kemencékben megnő a salakrácsra fordított idő, és gyakori súrlást végeznek.

Réteges kemencékben a salakot száraz formában távolítják el. A kamra kemencékben a salak eltávolítása lehet száraz vagy folyékony.

Az üzemanyag elégetése tehát összetett fizikai-kémiai folyamat, amelyet nagyszámú különböző tényező befolyásol, de mindegyiket figyelembe kell venni a kazánok és kemencék tervezésénél.

Égés - benzin

A benzin robbanással történő elégetése éles fémütések megjelenésével, fekete füsttel a kipufogón, a benzinfogyasztás növekedésével, a motor teljesítményének csökkenésével és más negatív jelenségekkel jár.

A benzin égése a motorban a túlzott levegő arányától is függ. Az a 0 9 - j - 1 1 értékeknél a láng előtti oxidációs folyamatok sebessége a munkaelegyben a legnagyobb. Ezért ezen a értékeken a legkedvezőbb feltételek jönnek létre a detonáció megindulásához.

A benzin elégetése után az ilyen szennyezők össztömege jelentősen megnőtt a mennyiségük általános újraelosztása mellett. A benzin százalékos aránya az autó kipufogógázainak kondenzátumában körülbelül 1–7-szer nagyobb volt, mint a benziné; a toluol-tartalom háromszor, a xilol-tartalom pedig 30-szor nagyobb volt. Ismeretes, hogy ebben az esetben oxigénvegyületek képződnek, és az olefin- vagy cikloparaffin-sorozat, valamint az acetilén- vagy dién-sorozat, különösen az utóbbi nehezebb telítetlen vegyületeire jellemző ionok száma jelentősen megnő. Általánosságban elmondható, hogy a Haagen-Smit-kamra változásai hasonlítottak azokra a változásokra, amelyek szükségesek ahhoz, hogy a tipikus járműkipufogó-minták összetétele hasonló legyen a Los Angeles-i szmogmintához.

A benzin fűtőértéke kémiai összetételétől függ. Ezért a hidrogénben gazdag szénhidrogéneknek (például paraffinos szénhidrogéneknek) nagy a fűtőértéke.

A benzin égéstermékei a belső égésű motorban az n1 27 politróp mentén 30-ról 3-ra tágulnak. A gázok kezdeti hőmérséklete 2100 C; 1 kg benzin égéstermékeinek tömegösszetétele a következő: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Határozza meg ezeknek a gázoknak a tágulási munkáját, ha egyszerre 2 g benzint adagolnak a hengerbe.

Ha egy hőerőműből benzint elégetnek, szénlerakódások képződnek, amelyek ólom-oxidot tartalmaznak.

Ha benzint égetnek a dugattyús belső égésű motorokban, a képződött termékek szinte mindegyikét elszállítják a kipufogógázokkal. Az üzemanyag és az olaj hiányos elégetésének termékeinek csak viszonylag kis része, az üzemanyaggal, levegővel és olajjal bevitt elemekből képződött kis mennyiségű szervetlen vegyület rakódik le szénréteg formájában.

Amikor a benzin tetraetil-ólommal ég, látszólag ólom-oxid keletkezik, amely csak 900 C hőmérsékleten olvad meg, és nagyon magas hőmérsékleten elpárologhat, meghaladva a motorhenger átlagos hőmérsékletét. Az ólomoxid motorban történő lerakódásának megakadályozása érdekében speciális anyagokat vezetnek be az etilfolyadékba - tisztítószerek. A halogénezett szénhidrogének elnyelésére szolgálnak. Általában brómot és klórt tartalmazó vegyületekről van szó, amelyek az új bromid- és kloridvegyületekben ólmot is égetnek és megkötnek.

Ha egy hőerőműből benzint elégetnek, szénlerakódások képződnek, amelyek ólom-oxidot tartalmaznak.

A tiszta TPP-t tartalmazó benzin elégetése során egy ólomvegyület-lepedék rakódik le a motorban. Az R-9 etil-folyadék minőségű (tömeg szerint) összetétele: tetraetil-ólom 54 0%, bróm-etán 33 0%, monoklór-naftalin 6 8 0 5%, töltőanyag - repülés - benzin - 100% -ig; festék sötétvörös 1 g / 1 kg keverék.

A TPP-t tartalmazó benzin elégetésekor kis illékonyságú fisztula-oxid képződik a motorban; mivel az ólom-oxid olvadáspontja meglehetősen magas (888), ennek egy része (kb. 10%, a benzinnel bevezetett ólomra számítva) szilárd maradékként rakódik le az égéstér falán, a gyertyákon és a szelepeken, ami gyors motorhiba.

Amikor a benzint egy autómotorban elégetik, kisebb molekulák is keletkeznek, és a felszabadult energia nagyobb térfogatban oszlik meg.

A benzin égésénél izzó gázok a 8 hőcserélő körül áramlanak (belülről az égéstér oldaláról és tovább, a külső 5 ablakokon át, áthaladva a 6 kipufogógáz-kamrán), és melegítik a levegőt a hőcserélő csatornában. Ezután forró kipufogógázokat vezetnek a 7 kipufogócsövön keresztül az olajteknő alatt, és kívülről felmelegítik a motort, a hőcserélőből származó forró levegőt pedig a légtelenítőn keresztül a forgattyúházba vezetik, és belülről felmelegítik a motort. A fűtés megkezdése után 1 - 2 perc múlva az izzítógyertya kikapcsol, és az égés a fűtőberendezésben részvétele nélkül folytatódik. A motor beindításához szükséges impulzus 7–13 perc elteltével a forgattyúházban az olaj 30 C hőmérsékletre melegszik (-25 C környezeti hőmérsékleten), és az egység impulzusokat indít, ezt követően a fűtés ki van kapcsolva.

Égési hőmérséklet

A hőtechnikában a következő égési hőmérsékleteket különböztetjük meg: hőteljesítmény, kalorimetrikus, elméleti és tényleges (számított). A tx fűtőkapacitás a teljes gázégés termékeinek maximális hőmérséklete adiabatikus körülmények között, a felesleges levegő együtthatóval a = 1,0 és 0 ° C-os gáz- és levegő hőmérsékleten:

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

ahol QH a gáz legalacsonyabb fűtőértéke, kJ / m3; IVcp - 1 m3 gáz (m3 / m3) elégetésekor képződött szén-dioxid, vízgőz és nitrogén térfogatának és azok átlagos térfogati hőteljesítményének állandó nyomáson, 0 ° С és tx (kJ / (m3 * ° С).

A gázok hőkapacitásának következetlensége miatt a hőteljesítményt az egymást követő közelítések módszerével határozzuk meg. Kiinduló paraméterként a földgáz (= 2000 ° C) értékét vesszük figyelembe, a = 1,0 értékkel, az égéstermék komponenseinek térfogatát a táblázat szerint határozzuk meg.8.3., Megkapjuk az átlagos hőkapacitásukat, majd a (8.11) képlet szerint kiszámítjuk a gáz hőkapacitását. Ha a számítás eredményeként kiderül, hogy alacsonyabb vagy magasabb, mint az elfogadott, akkor másik hőmérsékletet állítunk be, és a számítást megismételjük. A közönséges egyszerű és összetett gázok hőteljesítménye száraz levegőben égve a táblázatban található. 8.5. Körülbelül 1 tömeg% gázt égő légköri levegőben. % nedvességtartalom, a hőtermelés 25-30 ° С-kal csökken.

A tK kalorimetrikus égési hőmérséklet az a hőmérséklet, amelyet a vízgőz és a szén-dioxid disszociációjának, de a gáz és a levegő tényleges kezdeti hőmérsékletének figyelembevétele nélkül határoznak meg. A tx hőteljesítménytől abban különbözik, hogy a gáz és a levegő hőmérsékletét, valamint az a felesleges levegő együtthatót a tényleges értékükből veszik. A tK-t a következő képlettel határozhatja meg:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

ahol qphys a gáz és a levegő hőtartalma (fizikai hő) 0 ° C-tól mérve, kJ / m3.

A természetes és cseppfolyósított kőolajgázokat általában nem melegítik fel égés előtt, és térfogatuk az égési levegő mennyiségéhez képest kicsi.

8.3. Táblázat

A gázok átlagos hőteljesítménye, kJ / (m3 • ° С)

Ezért a kalorimetrikus hőmérséklet meghatározásakor a gázok hőtartalma figyelmen kívül hagyható. Alacsony fűtőértékű gázok (generátor, kohó stb.) Elégetésénél hőtartalmuk (különösen égés előtt melegítve) nagyon jelentős hatással van a kalorimetrikus hőmérsékletre.

A 0 ° C hőmérsékletű és 1% páratartalmú levegőben lévő átlagos összetételű földgáz kalorimetrikus hőmérsékletének az a felesleges levegő együtthatótól való függését a táblázat tartalmazza. 8.5. LPG esetén, ha száraz levegőn égetik el - a táblázatban. 8.7. Táblázat adatai. A 8.5–8.7. Pontossággal kellő pontossággal lehet irányítani más, összetételében viszonylag hasonló, természetes szénhidrogének és szinte bármilyen összetételű szénhidrogén-gázok égési hőmérsékletének meghatározásakor. Ha alacsony hőmérséklet-felesleges együtthatójú gázok elégetésénél magas hőmérsékletet kell elérni, valamint növelni kell a kemencék hatékonyságát, a gyakorlatban a levegőt felmelegítik, ami a kalorimetrikus hőmérséklet növekedéséhez vezet (lásd 8.6. Táblázat). .

8.4. Táblázat

A gázok hőteljesítménye száraz levegőn

8.5. Táblázat

A földgáz égetésének kalorimetrikus és elméleti hőmérséklete t = 0 ° С és páratartalom mellett 1% * a felesleges levegő együtthatótól függően

>

Az elméleti tT égési hőmérséklet a tK kalorimetrikus hőmérséklethez hasonlóan meghatározott maximális hőmérséklet, de korrigálva a széndioxid és a vízgőz disszociációjának endoterm (hőigényű) reakcióit, a térfogat növekedésével:

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

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

Magas hőmérsékleten a disszociáció atomi hidrogén-, oxigén- és OH-hidroxilcsoportok kialakulásához vezethet. Ezenkívül a gáz elégetésekor mindig keletkezik bizonyos mennyiségű nitrogén-oxid. Mindezek a reakciók endotermek és az égési hőmérséklet csökkenéséhez vezetnek.

8.6. Táblázat

A földgáz égésének kalorimetrikus hőmérséklete t °, ° C, a száraz levegő feleslegének és hőmérsékletének arányától függően (kerekített értékek)

8.7. Táblázat

A kereskedelmi propán kalorimetrikus égési hőmérséklete száraz levegőben, t = 0 ° С, a felesleges levegő együtthatótól függően

Az elméleti égési hőmérséklet a következő képlettel határozható meg:

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

ahol qduc az СО2 és Н2О égéstermékekben történő disszociációjának teljes hőfogyasztása, kJ / m3; IVcp - az égéstermékek térfogatának és átlagos hőteljesítményének szorzata, figyelembe véve az 1 m3 gázra jutó disszociációt.

Amint az a táblázatból látható 8,8, 1600 ° C-ig terjedő hőmérsékleten a disszociáció mértéke figyelmen kívül hagyható, és az elméleti égési hőmérsékletet meg lehet egyezni a kalorimetrikus hőmérséklettel. Magasabb hőmérsékleten a disszociáció mértéke jelentősen csökkentheti a munkaterület hőmérsékletét. A gyakorlatban nincs különösebb igény erre, az elméleti égési hőmérsékletet csak az előmelegített levegőn működő magas hőmérsékletű kemencéknél (például nyitott kandallókemencéknél) kell meghatározni. Nincs szükség erre a kazánművekre.

A td égéstermékek tényleges (számított) hőmérséklete az a hőmérséklet, amelyet valós körülmények között a láng legforróbb pontján érnek el. Alacsonyabb, mint az elméleti, és függ a környezeti hőveszteségtől, az égési zónából történő sugárzás általi hőátadás mértékétől, az égési folyamat időbeli hosszától stb. a hőmérleg vagy megközelítőleg az elméleti vagy a kalorimetrikus égési hőmérséklet határozza meg a kemencék hőmérsékletén, kísérletileg megállapított korrekciós tényezők bevezetésével:

td = t (8,16)

ahol n - t. n. pirometrikus együttható:

• kiváló minőségű hőszigetelő hő- és fűtőkemencékhez - 0,75-0,85;
• hőszigetelés nélküli lezárt kemencéknél - 0,70-0,75;
• árnyékolt kazánkemencéknél - 0,60-0,75.

A gyakorlatban nemcsak a fent megadott adiabatikus égési hőmérsékleteket, hanem a lángban előforduló maximális hőmérsékleteket is ismerni kell. Közelítő értékeiket általában kísérleti úton, spektrográfiai módszerekkel állapítják meg. A kúpos égés elejének tetejétől 5-10 mm távolságban szabad lángban keletkező maximális hőmérsékleteket a táblázat tartalmazza. 8.9. A bemutatott adatok elemzése azt mutatja, hogy a láng maximális hőmérséklete alacsonyabb, mint a hőteljesítmény (a H2O és CO2 disszociációjához szükséges hőfogyasztás és a hő eltávolítása miatt a lángzónából).

• itthon
• Könyvtár
• A gázok égési jellemzői
• Égési hőmérséklet

Égés - olajtermék

Az olajtermékek égését a tartálytelep töltésén az azonnali habellátás kiküszöböli.

Az olajtermékek égését a tartálytelep töltésén azonnali habellátás kiküszöböli.

A kőolajtermékek elégetése során forráspontjuk (lásd a 69. táblázatot) fokozatosan növekszik a folyamatban lévő frakcionált desztilláció következtében, amellyel kapcsolatban a felső réteg hőmérséklete is emelkedik.

Ha olajat éget a tartályban, a tartály felső övének felső része ki van téve a lángnak. Olaj alacsonyabb szinten történő elégetésekor a tartálynak a lánggal érintkező szabad oldalának magassága jelentős lehet. Ebben az égési módban a tározó összeomolhat. A tartály felső falainak külső részére eső tűzfúvókákból vagy álló öntözőgyűrűkből származó víz lehűti őket (1. ábra).15.1), ezáltal megakadályozva a balesetet és az olaj szétterülését a töltésen, kedvezőbb feltételeket teremtve a légmechanikus hab használatához.

A kőolajtermékek és keverékeik égésének tanulmányozása érdekes.

Hőmérséklete a kőolajtermékek égése során: benzin 1200 C, traktor kerozin 1100 C, dízel üzemanyag 1100 C, nyersolaj 1100 C, fűtőolaj 1000 C. Ha fát halmokban égetnek, a turbulens láng hőmérséklete eléri az 1200 - 1300 C.

Különösen nagy vizsgálatokat végeztek a kőolajtermékek égésének fizikája és oltása terén az elmúlt 15 évben a Tűzvédelmi Központi Kutatóintézetben (TsNIIPO), a Szovjetunió Tudományos Akadémia Energetikai Intézetében (ENIN) és számos más kutatási és oktatási intézet.

A negatív katalízis egyik példája a kőolajtermékek égésének elnyomása halogénezett szénhidrogének hozzáadásával.

A víz elősegíti a habképződést és az emulziók képződését a kőolajtermékek égése során, amelynek lobbanáspontja 120 C vagy annál magasabb. Az emulzió, amely lefedi a folyadék felületét, izolálja a levegőben lévő oxigéntől, és megakadályozza a gőzök távozását is belőle.

A cseppfolyósított szénhidrogén gázok izoterm tartályokban történő elégetése nem különbözik a kőolajtermékek elégetésétől. Az égési sebesség ebben az esetben kiszámítható a (13) képlettel vagy kísérletileg meghatározható. A cseppfolyósított gázok izoterm körülmények közötti elégetésének sajátossága, hogy a tartályban lévő teljes folyadéktömeg hőmérséklete megegyezik a légköri nyomás forráspontjával. Hidrogén, metán, etán, propán és bután esetében ezek a hőmérsékletek - 252, - 161, - 88, - 42 és 0 5 ° C.

A tűz oltásának kutatása és gyakorlata kimutatta, hogy az olajtermék égésének megállításához a habnak teljes felületét teljes egészében el kell fednie egy bizonyos vastagságú réteggel. Valamennyi alacsony tágulási sebességű hab nem képes oltani a tartályokban lévő olajtermékeket az alacsonyabb árvízszintnél. A nagy magasságból (6 - 8 m) az üzemanyag felületére hulló habot mártogatják és tüzelőanyag-filmbe burkolják, kiég vagy gyorsan összeomlik. Kizárólag 70–150 sokaságú hab dobható égő tartályba, csuklós fúvókákkal.