Температура на горене на керосин във въздуха


Химична стабилност

Имайки предвид химичните свойства на бензина, е необходимо да се съсредоточим върху това колко дълго съставът на въглеводородите ще остане непроменен, тъй като при продължително съхранение по-леките компоненти изчезват и производителността значително намалява.
По-конкретно проблемът е остър, ако от бензин с минимално октаново число се получи гориво с по-висок клас (AI 95) чрез добавяне на пропан или метан към неговия състав. Техните противоударни свойства са по-високи от тези на изооктана, но те също така се разсейват незабавно.

Според GOST химичният състав на горивото от всяка марка трябва да бъде непроменен в продължение на 5 години, при спазване на правилата за съхранение. Но всъщност често дори новозакупеното гориво вече има октаново число под посоченото.

За това са виновни недобросъвестни продавачи, които добавят втечнен газ към контейнери с гориво, чието време за съхранение е изтекло, а съдържанието не отговаря на изискванията на GOST. Обикновено към едно и също гориво се добавят различни количества газ, за ​​да се получи октаново число 92 или 95. Потвърждение за такива трикове е острата миризма на газ в бензиностанцията.

Методи за определяне на температурата на възпламеняване

Съществува метод на отворен и затворен тигел (контейнер за петролни продукти). Получените температури се различават поради количеството на натрупаните пари.

Методът с отворен тигел включва:

  1. Почистване на бензин от влага с помощта на натриев хлорид.
  2. Пълнене на тигела до определено ниво.
  3. Загряване на контейнера до температура 10 градуса под очаквания резултат.
  4. Запалване на газова горелка над повърхността.
  5. В момента на запалване се записва точката на възпламеняване.

Методът със затворен тигел се различава по това, че бензинът в контейнера постоянно се смесва. Когато капакът се отвори, огънят се задейства автоматично.

Устройството с точка на възпламеняване се състои от следните компоненти:

  • електрически нагревател (мощност от 600 вата);
  • вместимост 70 милилитра;
  • медна бъркалка;
  • електрически или газов запалвач;
  • термометър.

В зависимост от резултатите запалимите вещества се класифицират:

  • особено опасно (при точка на възпламеняване под -200С);
  • опасно (от -200C до + 230C);
  • опасно при повишени температури (от 230C до 610C).

Скорост - Изгаряне - Гориво

Каква е реалната цена на 1 литър бензин
Скоростта на изгаряне на горивото се увеличава значително, ако горимата смес е в интензивно вихрово (турбулентно) движение. Съответно, интензивността на турбулентен топлообмен може да бъде много по-висока от тази на молекулярната дифузия.

Скоростта на горене на горивото зависи от редица причини, разгледани по-нататък в тази глава, и по-специално от качеството на смесване на горивото с въздуха. Скоростта на изгаряне на горивото се определя от количеството изгорено гориво за единица време.

Скоростта на изгаряне на горивото и съответно скоростта на отделяне на топлина се определят от размера на повърхността на изгаряне. Въглищният прах с максимален размер на частиците от 300 - 500 микрона има повърхност на горене, десетки хиляди пъти по-голяма от грубо сортирано гориво за решетки.

Скоростта на изгаряне на горивото зависи от температурата и налягането в горивната камера, увеличавайки се с увеличаването им. Следователно, след запалване, скоростта на горене се увеличава и става много висока в края на горивната камера.

Скоростта на изгаряне на горивото също се влияе от оборотите на двигателя. С увеличаване на броя на оборотите, продължителността на фазата се намалява.

Турбулентността на газовия поток рязко увеличава скоростта на изгаряне на горивото поради увеличаване на площта на горивната повърхност и скоростта на разпространение на фронта на пламъка с увеличаване на скоростта на пренос на топлина.

Когато се работи с постна смес, скоростта на горене на горивото се забавя. Следователно количеството топлина, отделяно от газовете на части, се увеличава и двигателят се прегрява. Признаци за прекалено слаба смес са светкавиците в карбуратора и всмукателния колектор.

Турбулентността на газовия поток рязко увеличава скоростта на изгаряне на горивото поради увеличаването на площта на горивната повърхност и скоростта на разпространение на фронта на пламъка чрез увеличаване на скоростта на пренос на топлина.

Нормалните алкани имат максимално цетаново число, което характеризира скоростта на изгаряне на горивото в двигателя.

Съставът на работната смес силно влияе върху скоростта на изгаряне на горивото в двигателя. Тези условия се осъществяват при коеф.

Влиянието на качеството на развитието на горивния процес се определя от скоростта на изгаряне на горивото в основната фаза. Когато в тази фаза се изгори голямо количество гориво, стойностите на pz и Tz се увеличават, делът на горивото след изгаряне намалява по време на процеса на разширяване и индексът на политроп nz става по-голям. Това развитие на процеса е най-благоприятно, тъй като се постига най-доброто използване на топлината.

В работния процес на двигателя стойността на скоростта на изгаряне на горивото е много важна. Скоростта на горене се разбира като количеството (масата) на горивото, което реагира (изгаря) за единица време.

Редица общи явления показват, че скоростта на изгаряне на горивото в двигателите е съвсем естествена, а не случайна. Това се показва от възпроизводимостта на повече или по-малко еднозначни цикли в цилиндъра на двигателя, което всъщност определя стабилната работа на двигателите. При същите двигатели продължителният характер на горенето винаги се наблюдава с постни смеси. Усилената работа на двигателя, която се случва при висока скорост на реакциите на горене, се наблюдава, като правило, при дизелови двигатели без компресор, а меката работа - при двигатели с запалване от електрическа искра. Това показва, че коренно различното образуване на смес и запалването причиняват редовна промяна в скоростта на горене. С увеличаване на оборотите на двигателя продължителността на горенето намалява във времето, а ъгълът на въртене на коляновия вал се увеличава. Кинетичните криви на хода на изгарянето в двигателите са сходни по природа с кинетичните криви на редица химични реакции, които не са пряко свързани с двигателите и протичат при различни условия.

Експериментите показват зависимостта на интензивността на лъчистия топлообмен от скоростта на изгаряне на горивото. С бързото горене в основата на факела се развиват по-високи температури и се засилва топлопредаването. Нехомогенността на температурното поле, заедно с различните концентрации на излъчващи частици, води до нехомогенност на степента на пламъчна чернота. Всичко по-горе създава големи трудности за аналитичното определяне на температурата на радиатора и степента на излъчване на пещта.

При ламинарен пламък (вижте раздел 3 за повече подробности), скоростта на изгаряне на горивото е постоянна и Q 0; процесът на горене е безшумен. Ако обаче зоната на горене е турбулентна и това е разглежданият случай, тогава дори ако разходът на гориво е постоянен средно, местната скорост на горене се променя във времето и за елемент с малък обем Q.Q. Турбуленцията непрекъснато нарушава пламъка; във всеки даден момент горенето е ограничено от този пламък или поредица от пламъци, заемащи произволно положение в зоната на горене.

Газообразно гориво

Газообразното гориво е смес от различни газове: метан, етилен и други въглеводороди, въглероден окис, въглероден диоксид или въглероден диоксид, азот, водород, сероводород, кислород и други газове, както и водни пари.

Метанът (СН4) е основният компонент на много природни газове. Съдържанието му в природните газове достига 93 ... 98%. Изгарянето на 1 м3 метан отделя ~ 35 800 kJ топлина.

Газообразните горива също могат да съдържат малки количества етилен (C2H4). Изгарянето на 1 м3 етилен дава ~ 59 000 kJ топлина.

Освен метан и етилен, газообразните горива съдържат и въглеводородни съединения, като пропан (C3H8), бутан (C4H10) и др. Изгарянето на тези въглеводороди произвежда повече топлина от изгарянето на етилен, но тяхното количество е незначително в горимите газове .

Водородът (H2) е 14,5 пъти по-лек от въздуха. Изгарянето на 1 m3 водород отделя ~ 10 800 kJ топлина. Много запалими газове, различни от коксовия газ, съдържат относително малки количества водород. В коксовия газ съдържанието му може да достигне 50 ... 60%.

Въглеродният оксид (CO) е основният запалим компонент на доменния газ. Изгарянето на 1 m3 от този газ произвежда ~ 12770 kJ топлина. Този газ е безцветен, без мирис и силно токсичен.

Сероводородът (H2S) е тежък газ с неприятна миризма и е силно токсичен. При наличие на сероводород в газа, корозията на металните части на пещта и газопровода се увеличава. Вредното въздействие на сероводорода се засилва от присъствието на кислород и влага в газа. Изгарянето на 1 m3 сероводород отделя ~ 23 400 kJ топлина.

Останалите газове: CO2, N2, O2 и водни пари са баластни компоненти, тъй като с увеличаване на съдържанието на тези газове в горивото, съдържанието на неговите горими компоненти намалява. Тяхното присъствие води до намаляване на температурата на горене на горивото. Съдържание от> 0,5% свободен кислород в газообразните горива се счита за опасно от съображения за безопасност.

Кипене - бензин

Октаново число Бензинов състав

Бензинът започва да кипи при относително ниска температура и протича много интензивно.

Краят на точката на кипене на бензина не е посочен.

Началото на кипене на бензин е под 40 С, края е 180 С, температурата на началото на кристализацията не е по-висока от 60 С. Киселинността на бензина не надвишава 1 mg / 100 ml.

Крайната точка на кипене на бензина според GOST е 185 C, а действителната е 180 C.

Крайната точка на кипене на бензина е температурата, при която стандартна (100 ml) порция тестов бензин е напълно дестилирана (сварена) от стъклената колба, в която е разположена, в хладилника-приемник.

Схема за стабилизираща инсталация.

Крайната точка на кипене на бензина не трябва да надвишава 200 - 225 C. За авиационните бензини крайната точка на кипене е много по-ниска, достигайки в някои случаи до 120 C.

MPa, точката на кипене на бензина е 338 K, средната му моларна маса е 120 kg / kmol, а топлината на изпаряване е 252 kJ / kg.

Началната точка на кипене на бензина, например 40 за авиационния бензин, показва наличието на леки фракции с ниско кипене, но не посочва тяхното съдържание. Точката на кипене на първите 10% фракция, или началната температура, характеризира началните свойства на бензина, неговата летливост, както и тенденцията за образуване на газови брави в системата за подаване на бензин. Колкото по-ниска е точката на кипене на 10% фракция, толкова по-лесно е да стартирате двигателя, но също така е по-голяма възможността за образуване на газови брави, които могат да причинят прекъсвания в подаването на гориво и дори да спрат двигателя. Твърде високата точка на кипене на стартовата фракция затруднява стартирането на двигателя при ниски температури на околната среда, което води до загуби на бензин.

Влияние на крайната точка на кипене на бензина върху разхода му по време на работа на превозното средство. Ефектът от температурата на дестилация на 90% бензин върху октановото число на бензините от различен произход.

Намаляването в края на точката на кипене на риформинг бензини води до влошаване на тяхната устойчивост на детонация. За справяне с този проблем са необходими изследвания и икономически изчисления.Трябва да се отбележи, че в чуждестранната практика на редица страни в момента се произвеждат и използват моторни бензини с точка на кипене 215 - 220 С.

Влияние на крайната точка на кипене на бензина върху разхода му по време на работа на превозното средство. Влияние на температурата на дестилация на 90% бензин върху октановото число на бензините от различен произход.

Намаляването в края на точката на кипене на риформинг бензини води до влошаване на тяхната устойчивост на детонация. За справяне с този проблем са необходими изследвания и икономически изчисления. Трябва да се отбележи, че в чуждестранната практика на редица страни в момента се произвеждат и използват моторни бензини с точка на кипене 215 - 220 С.

Ако точката на крайно кипене на бензина е висока, тогава съдържащите се в него тежки фракции може да не се изпарят и следователно да не изгорят в двигателя, което ще доведе до увеличен разход на гориво.

Намаляването на точката на кипене на крайните бензини води до увеличаване на тяхната устойчивост на детонация. Нискооктановите праволинейни бензини имат октанови числа съответно 75 и 68 и се използват като компоненти на моторните бензини.

Изгаряне - бензин

Дизайн и принцип на работа Bosch Motronic MED 7 система за директно впръскване на бензин

Изгарянето на бензин, керосин и други течни въглеводороди се случва в газовата фаза. Изгарянето може да се случи само когато концентрацията на горивни пари във въздуха е в определени граници, индивидуални за всяко вещество. Ако малко количество горивни пари се съдържа във въздуха IB, изгарянето няма да се случи, както и в случаите, когато има твърде много горивни пари и няма достатъчно кислород.

Изменение на температурата на повърхността на керосина по време на гасенето с пяна. | Разпределение на температурата в керосина преди началото на гасенето (а и в края.

Когато бензинът изгаря, е известно, че се образува хомотермичен слой, чиято дебелина нараства с времето.

Когато бензинът изгори, се образуват вода и въглероден диоксид. Може ли това да служи като достатъчно потвърждение, че бензинът не е елемент?

Когато бензин, керосин и други течности се изгарят в резервоари, особено ясно се вижда смачкването на газовия поток в отделни обеми и изгарянето на всеки от тях поотделно.

Когато бензинът и маслото се изгарят в резервоари с голям диаметър, характерът на отоплението се различава значително от описания по-горе. Когато изгорят, се появява нагрят слой, чиято дебелина естествено се увеличава с течение на времето и температурата е същата като температурата на повърхността на течността. Под него температурата на течността пада бързо и става почти същата като началната температура. Характерът на кривите показва, че по време на горенето бензинът се разпада на два слоя - горен и долен.

Например изгарянето на бензин във въздуха се нарича химичен процес. В този случай се отделя енергия, равна на приблизително 1300 kcal на 1 мол бензин.

Анализът на продуктите от горенето на бензина и маслата става изключително важен, тъй като познаването на индивидуалния състав на такива продукти е необходимо за изследване на процесите на горене в двигателя и за изследване на замърсяването на въздуха.

По този начин, когато бензинът се изгаря в широки резервоари, до 40% от топлината, отделена в резултат на горенето, се изразходва за радиация.

Таблица 76 показва скоростта на изгаряне на бензин с тетранитро-метанови добавки.

Експериментите са установили, че скоростта на изгаряне на бензин от повърхността на резервоара се влияе значително от неговия диаметър.

Подравняване на силите и средствата при гасене на пожар на участъка.

С помощта на GPS-600 пожарникарите се справиха успешно с премахването на изгарянето на бензин, който се разля по железопътната коловоза, осигурявайки движението на операторите на багажника до мястото, където бяха свързани цистерните.След като ги разкачиха, с парче контактна жица, те прикрепиха 2 резервоара с бензин към пожарната машина и ги извадиха от пожарната зона.

Скоростта на нагряване на масла в резервоари с различни диаметри.

Особено голямо увеличение на скоростта на загряване от вятъра е забелязано при изгаряне на бензин. Когато бензинът гори в резервоар от 2 64 m при скорост на вятъра 1 3 m / s, скоростта на нагряване е 9 63 mm / min, а при скорост на вятъра 10 m / s, скоростта на нагряване се увеличава до 17 1 мм / мин.

Температура на запалване и други параметри

Изгарянето на въглища е химическа реакция на окисляване на въглерода, която протича при висока начална температура с интензивно отделяне на топлина. Сега е по-просто: въглищното гориво не може да се запали като хартия; за запалване е необходимо предварително загряване до 370-700 ° C, в зависимост от вида на горивото.

Ключов момент. Ефективността на изгарянето на въглища в пещ или битов котел за твърдо гориво се характеризира не с максималната температура, а с пълнотата на изгарянето. Всяка въглеродна молекула се комбинира с две кислородни частици във въздуха, за да образува въглероден диоксид CO2. Процесът се отразява в химическата формула.

Ако ограничите количеството входящ кислород (покрийте вентилатора, превключете ТТ-котела в режим на тлеене), вместо CO2 се образува въглероден окис CO, който се отделя в комина, ефективността на горенето значително ще намалее. За да се постигне висока ефективност, е необходимо да се осигурят благоприятни условия:

  1. Кафявите въглища се запалват при температура +370 ° C, камъкът - 470 ° C, антрацитът - 700 градуса. Необходимо е предварително загряване на отоплителното тяло с дърва (брикети от дървени стърготини).
  2. Въздухът се подава към камината в излишък, коефициентът на безопасност е 1,3-1,5.
  3. Изгарянето се поддържа от високата температура на горещите въглища, лежащи върху решетката. Важно е да се осигури преминаването на кислород през цялата дебелина на горивото, тъй като въздухът се движи през пепелния съд поради естествената тяга на комина.

Принципът на работа на котел на въглища

Коментирайте. Единствените изключения са домашните печки тип Bubafonya и цилиндрични котли за горно горене, където въздухът се подава в горивната камера отгоре надолу.

Теоретичната температура на горене и специфичният топлообмен на различни горива са показани в сравнителната таблица. Прави впечатление, че при идеални условия всяко гориво ще отделя максимална топлина при взаимодействие с необходимия обем въздух.

Таблица на температурите на горене и топлопреминаването на различни горива

На практика е нереалистично да се създадат такива условия, така че въздухът се доставя с известен излишък. Реалната температура на горене на кафяви въглища в конвенционален ТТ-котел е в рамките на 700 ... 800 ° C, камък и антрацит - 800 ... 1100 градуса.

Ако прекалите с количеството кислород, енергията ще започне да се изразходва за нагряване на въздуха и просто ще излети в тръбата, ефективността на пещта значително ще спадне. Освен това температурата на огъня може да достигне 1500 ° C. Процесът прилича на обикновен огън - пламъкът е голям, има малко топлина. Пример за ефективно изгаряне на въглища с ретортна горелка на автоматичен котел е представен във видеото:

Температура - горене - гориво

Зависимост на критерий Б от съотношението на площта на топлинните източници към площта на цеха.

Интензивността на облъчването на работника зависи от температурата на горене на горивото в пещта, размера на отвора за зареждане, дебелината на стените на пещта в отвора за зареждане и, накрая, от разстоянието, на което работникът е от зареждането дупка.

Съотношенията CO / CO и H2 / HO в продуктите от непълно изгаряне на природен газ, в зависимост от коефициента на консумация на въздух a.

Практически постижимата температура 1L е температурата на горене на горивото в реални условия. При определяне на неговата стойност се вземат предвид топлинните загуби за околната среда, продължителността на горивния процес, методът на горене и други фактори.

Излишъкът на въздух влияе драстично на температурата на горене на горивото.Така например, действителната температура на горене на природен газ с 10% излишък на въздух е 1868 C, с 20% излишък 1749 C и със 100% излишък на въздух, тя намалява до 1167 C. От друга страна , предварителното нагряване на въздуха, преминаващо към изгаряне на гориво, повишава температурата на изгарянето му. И така, при изгаряне на природен газ (1Max 2003 C) с въздух, нагрят до 200 C, температурата на горене се повишава до 2128 C, а когато въздухът се нагрява до 400 C - до 2257 C.

Обща схема на пещта.

Когато въздухът и газообразното гориво се нагряват, температурата на горене на горивото се повишава и следователно температурата на работното пространство на пещта също се повишава. В много случаи е невъзможно да се постигнат необходимите температури за даден технологичен процес без силно нагряване на въздух и газообразно гориво. Например топенето на стомана в мартеневи пещи, за които температурата на горелката (поток от изгарящи газове) в пространството за топене трябва да бъде 1800 - 2000 C, би било невъзможно без нагряване на въздух и газ до 1000 - 1200 C. Когато отопление на промишлени пещи нискокалорични местни горива (влажни дърва за огрев, торф, кафяви въглища), тяхната работа без нагряване на въздуха често е дори невъзможна.

От тази формула може да се види, че температурата на горене на горивото може да се увеличи чрез увеличаване на неговия числител и намаляване на знаменателя. Зависимостта на температурата на горене на различни газове от съотношението на излишния въздух е показана на фиг.

Излишъкът от въздух също влияе рязко върху температурата на горене на горивото. И така, топлинната мощност на природния газ с излишък на въздух от 10% - 1868 C, с излишък на въздух от 20% - 1749 C и със 100% излишък е равна на 1167 C.

Ако температурата на горещия контакт е ограничена само от температурата на горене на горивото, използването на рекуперация дава възможност за повишаване на температурата Тт чрез повишаване на температурата на продуктите от горенето и по този начин да се увеличи общата ефективност на TEG.

Обогатяването на взрива с кислород води до значително повишаване на температурата на горене на горивото. Както графичните данни на фиг. 17, теоретичната температура на изгаряне на горивото е свързана с обогатяването на взрива с кислород чрез зависимост, която е практически линейна до съдържанието на кислород в взрива от 40%. При по-високи степени на обогатяване дисоциацията на продуктите от горенето започва да има значителен ефект, в резултат на което кривите на температурната зависимост от степента на обогатяване на взрива се отклоняват от прави линии и асимптотично се доближават до температурите, ограничаващи за даден гориво. По този начин, разглежданата зависимост на температурата на изгаряне на горивото от степента на обогатяване с кислород на взрива има две области - област с относително ниско обогатяване, където има линейна зависимост, и област с висока обогатеност (над 40%), където повишаването на температурата има гниещ характер.

Важен термотехнически показател за работата на пещта е температурата на пещта, която зависи от температурата на горене на горивото и естеството на потреблението на топлина.

Пепелта от горивото, в зависимост от състава на минералните примеси, при температурата на изгаряне на горивото може да се разтопи на парчета шлака. Характеристиката на горивната пепел в зависимост от температурата е дадена в табл. НО.

Стойността на tmaK в таблица. IV - З - калориметрична (теоретична) температура на изгаряне на горивото.

Загубите на топлина през стените на пещите навън (в околната среда) намаляват температурата на горене на горивото.

Изгаряне на гориво

Изгарянето на горивото е процес на окисляване на горими компоненти, който се случва при високи температури и е придружен от отделяне на топлина. Естеството на горенето се определя от много фактори, включително метода на горене, конструкцията на пещта, концентрацията на кислород и др. Но условията на хода, продължителността и крайните резултати от горивните процеси до голяма степен зависят от състава , физични и химични характеристики на горивото.

Състав на горивото

Твърдите горива включват въглища и кафяви въглища, торф, шисти, дървесина. Тези видове горива са сложни органични съединения, образувани главно от пет елемента - въглерод С, водород Н, кислород О, сяра S и азот N. Горивото съдържа също влага и негорими минерали, които образуват пепел след изгаряне. Влагата и пепелта са външният баласт на горивото, докато кислородът и азотът са вътрешни.

Основният елемент на запалимата част е въглеродът, той определя отделянето на най-голямо количество топлина. Но колкото по-голям е делът на въглерода в твърдото гориво, толкова по-трудно е да се запали. По време на горенето водородът отделя 4,4 пъти повече топлина от въглерода, но делът му в състава на твърдите горива е малък. Кислородът, който не е елемент, генериращ топлина и свързва водород и въглерод, намалява топлината на изгаряне, поради което е нежелан елемент. Съдържанието му е особено високо в торф и дърво. Количеството азот в твърдите горива е малко, но е способно да образува оксиди, които са вредни за околната среда и хората. Сярата също е вреден примес, той отделя малко топлина, но получените оксиди водят до корозия на метала на котлите и замърсяване на атмосферата.

Спецификации на горивото и тяхното влияние върху процеса на горене

Най-важните технически характеристики на горивото са: топлина на горене, добив на летливи вещества, свойства на нелетливи остатъци (кокс), съдържание на пепел и съдържание на влага.

Топлина на изгаряне на гориво

Калоричната стойност е количеството топлина, отделено при пълното изгаряне на единица маса (kJ / kg) или обем гориво (kJ / m3). Разграничаване между по-висока и по-ниска топлина на горене. Най-високата включва топлината, отделена по време на кондензацията на парите, съдържащи се в продуктите от горенето. Когато горивото се изгаря в котелни пещи, отработените димни газове имат температура, при която влагата е в парообразно състояние. Следователно, в този случай се използва по-ниска топлина на изгаряне, която не отчита топлината на кондензация на водни пари.

Съставът и нетната калоричност на всички известни находища на въглища са определени и дадени в изчислените характеристики.

Отделяне на летливи вещества

Когато твърдото гориво се нагрява без достъп до въздух под въздействието на висока температура, първо се отделят водни пари и след това се получава термично разлагане на молекулите с отделянето на газообразни вещества, наречени летливи вещества.

Отделянето на летливи вещества може да се случи в температурния диапазон от 160 до 1100 ° C, но средно - в температурния диапазон от 400-800 ° C. Температурата в началото на отделянето на летливи вещества, количеството и съставът на газообразните продукти зависят от химичния състав на горивото. Колкото по-старо е химическото гориво, толкова по-ниско е отделянето на летливи вещества и е по-висока температурата на тяхното начало на отделяне.

Летливите вещества осигуряват по-ранно запалване на частиците и имат значителен ефект върху изгарянето на горивото. Младите на възраст горива - торф, кафяви въглища - лесно се запалват, изгарят бързо и почти напълно. Обратно, горивата с ниски летливи вещества, като антрацит, са по-трудни за възпламеняване, изгарят много по-бавно и не изгарят напълно (с увеличени топлинни загуби).

Свойства на нелетливи остатъци (кокс)

Твърдата част от горивото, която остава след отделянето на летливи вещества, състояща се предимно от въглерод и минерална част, се нарича кокс. Остатъците от кокса могат да бъдат, в зависимост от свойствата на органичните съединения, включени в горимата маса: следени, слабо слепени (унищожени при излагане), прахообразни. Антрацит, торф, кафяви въглища дават прахообразен нелетлив остатък. Повечето битуминозни въглища се синтероват, но не винаги силно. Леплив или прахообразен нелетлив остатък дава битумни въглища с много висок добив на летливи вещества (42-45%) и с много нисък добив (по-малко от 17%).

Структурата на коксовия остатък е важна при изгарянето на въглища в пещи с решетки.При изгаряне на факели в енергийни котли ефективността на кокса не е много важна.

Съдържание на пепел

Твърдото гориво съдържа най-голямо количество негорими минерални примеси. Това са предимно глина, силикати, железен пирит, но могат да се включат и железен оксид, сулфати, карбонати и силикати на желязо, оксиди от различни метали, хлориди, основи и др. Повечето от тях попадат по време на добив под формата на скали, между които лежат въглищни пластове, но има и минерални вещества, които са преминали в горивото от въглища или в процес на преобразуване на първоначалната му маса.

Когато горивото е изгорено, минералните примеси претърпяват поредица от реакции, в резултат на което се образува твърд негорим остатък, наречен пепел. Теглото и съставът на пепелта не са идентични с теглото и състава на минералните примеси на горивото.

Свойствата на пепелта играят важна роля в организацията на работата на котела и пещта. Неговите частици, отнесени от продуктите на горенето, изтриват нагревателните повърхности при високи скорости, а при ниски скорости те се отлагат върху тях, което води до влошаване на топлопредаването. Пепелта, отнесена в комина, може да навреди на околната среда, за да се избегне това, е необходимо инсталирането на пепелни колектори.

Важно свойство на пепелта е нейната топимост; те разграничават огнеупорна (над 1425 ° C), средно топяща се (1200-1425 ° C) и ниско топяща се (под 1200 ° C) пепел. Пепелта, преминала етапа на топене и превърната в синтерирана или разтопена маса, се нарича шлака. Температурната характеристика на топимостта на пепелта е от голямо значение за осигуряване на надеждна работа на повърхностите на пещта и котела; правилният избор на температурата на газовете в близост до тези повърхности ще премахне шлаките.

Съдържание на влага

Влагата е нежелан компонент на горивото, той, заедно с минералните примеси, е баласт и намалява съдържанието на горимата част. Освен това намалява топлинната стойност, тъй като за изпаряването му е необходима допълнителна енергия.

Влагата в горивото може да бъде вътрешна или външна. Външната влага се съдържа в капилярите или е уловена на повърхността. С химическа възраст количеството на капилярната влага намалява. Колкото по-малки са парчетата гориво, толкова по-голяма е повърхностната влага. Вътрешната влага навлиза в органичното вещество.

Съдържанието на влага в горивото намалява топлината на горене и води до увеличаване на разхода на гориво. В същото време се увеличават обемите на продуктите от горенето, увеличават се загубите на топлина с отработените газове и ефективността на котелното устройство намалява. Високата влажност през зимата води до замръзване на въглищата, затруднения при смилането и намаляване на течливостта.

Методи за изгаряне на гориво в зависимост от вида на пещта

Основните видове горивни устройства:

  • слоест,
  • камера.

Слоеви пещи са предназначени за изгаряне на твърдо гориво на буци. Те могат да бъдат плътни и флуидизирани. При изгаряне в плътен слой въздухът за горене преминава през слоя, без да се засяга неговата стабилност, тоест гравитацията на горящите частици надвишава динамичното налягане на въздуха. Когато се изгарят в кипящ слой, поради повишената скорост на въздуха, частиците преминават в "кипящо" състояние. В този случай се случва активно смесване на окислителя и горивото, поради което се засилва изгарянето на горивото.

IN камерни пещи изгаряйте твърдо прахообразно гориво, както и течно и газообразно. Камерните пещи се подразделят на циклонични и факелни. По време на факелното горене частиците на въглищата трябва да бъдат не повече от 100 микрона, те изгарят в обема на горивната камера. Циклоничното горене позволява по-голям размер на частиците; под въздействието на центробежните сили те се хвърлят върху стените на пещта и напълно изгарят във вихрен поток в зона с висока температура.

Изгаряне на гориво. Основните етапи на процеса

В процеса на изгаряне на твърдо гориво могат да се разграничат определени етапи: нагряване и изпаряване на влагата, сублимация на летливи вещества и образуване на коксови остатъци, изгаряне на летливи вещества и кокс и образуване на шлака. Това разделяне на горивния процес е относително произволно, тъй като въпреки че тези етапи протичат последователно, те частично се припокриват. И така, сублимацията на летливите вещества започва преди окончателното изпаряване на цялата влага, образуването на летливи вещества се случва едновременно с процеса на тяхното изгаряне, точно както началото на окисляването на остатъка от кокс предшества края на изгарянето на летливите вещества и доизгарянето на кокс може да продължи и след образуване на шлака.

Времето на потока на всеки етап от горивния процес се определя до голяма степен от свойствата на горивото. Етапът на изгаряне на кокса продължава най-дълго, дори при горива с висок летлив добив. Различни експлоатационни фактори и конструктивни особености на пещта оказват значително влияние върху продължителността на етапите на горивния процес.

1. Подготовка на горивото преди запалване

Горивото, което влиза в пещта, се загрява, в резултат на което при наличие на влага се изпарява и горивото изсъхва. Времето, необходимо за нагряване и сушене, зависи от количеството влага и температурата, при която горивото се подава към горивното устройство. За горива с високо съдържание на влага (торф, мокри кафяви въглища) етапът на нагряване и сушене е относително дълъг.

Горивото се подава към подредени пещи при температура, близка до температурата на околната среда. Само през зимата, когато въглищата замръзват, температурата му е по-ниска, отколкото в котелното. За горене в факелни и вихрови пещи горивото се подлага на смачкване и смилане, придружено от сушене с горещ въздух или димни газове. Колкото по-висока е температурата на входящото гориво, толкова по-малко време и топлина са необходими за нагряването му до температурата на запалване.

Изсушаването на гориво в пещта се дължи на два източника на топлина: конвективна топлина на продуктите от горенето и лъчиста топлина на горелка, облицовка и шлака.

В камерните пещи отоплението се извършва главно поради първия източник, т.е. смесване на продуктите от горенето с горивото в точката на въвеждането му. Следователно, едно от важните изисквания за проектирането на устройства за въвеждане на гориво в пещта е да се осигури интензивно засмукване на продуктите от горенето. По-високата температура в горивната камера също допринася за по-кратко време за нагряване и сушене. За тази цел при изгаряне на горива с началото на отделянето на летливи вещества при високи температури (над 400 ° C) се правят запалителни ленти в пещи на камерата, т.е. те затварят екраниращите тръби с огнеупорен топлоизолационен материал в с цел да се намали възприемането им на топлина.

При изгаряне на гориво в легло, ролята на всеки вид източник на топлина се определя от дизайна на пещта. В пещите с верижни решетки отоплението и сушенето се извършват главно от лъчистата топлина на горелката. В пещи с фиксирана решетка и подаване на гориво отгоре, нагряването и изсушаването се случва поради продуктите от горенето, които се движат през слоя отдолу нагоре.

В процеса на нагряване при температура над 110 ° C започва термичното разлагане на органичните вещества, които изграждат горивата. Най-малко силните съединения са тези, които съдържат значително количество кислород. Тези съединения се разлагат при относително ниски температури с образуването на летливи вещества и твърд остатък, състоящ се предимно от въглерод.

Горивата, които са млади по химичен състав, съдържащи много кислород, имат ниска температура в началото на отделянето на газообразни вещества и дават по-висок процент. Горивата с ниско съдържание на кислородни съединения имат нисък добив на летливост и по-висока точка на възпламеняване.

Съдържанието на молекули в твърдите горива, които лесно се разлагат при нагряване, също влияе върху реактивността на нелетливия остатък.Първо, разлагането на горимата маса се случва главно на външната повърхност на горивото. При по-нататъшно нагряване пирогенетичните реакции започват да се появяват вътре в частиците на горивото, налягането се повишава в тях и външната обвивка се счупва. Когато горивата с висок добив на летливи вещества се изгарят, остатъкът от кокс става порест и има по-голяма повърхност в сравнение с плътния твърд остатък.

2. Процесът на горене на газообразни съединения и кокс

Действителното изгаряне на горивото започва с запалването на летливи вещества. По време на периода на приготвяне на горивото възникват разклонени верижни реакции на окисление на газообразни вещества, като първо тези реакции протичат с ниски скорости. Освободената топлина се възприема от повърхностите на пещта и се натрупва частично под формата на енергия на движещи се молекули. Последното води до увеличаване на скоростта на верижните реакции. При определена температура реакциите на окисление протичат с такава скорост, че отделената топлина напълно покрива абсорбцията на топлина. Тази температура е точката на възпламеняване.

Температурата на запалване не е постоянна, зависи както от свойствата на горивото, така и от условията в зоната на запалване, средно е 400-600 ° C. След запалване на газообразната смес, по-нататъшното самоускоряване на окислителните реакции води до повишаване на температурата. За поддържане на горенето е необходимо непрекъснато снабдяване с окислители и горими вещества.

Запалването на газообразни вещества води до обвиване на частицата кокс в огнева обвивка. Изгарянето на кокс започва, когато изгарянето на летливи вещества приключи. Твърдата частица се загрява до висока температура и когато количеството летливи вещества намалява, дебелината на граничния изгарящ слой намалява, кислородът достига до горещата въглеродна повърхност.

Изгарянето на кокс започва при температура от 1000 ° C и е най-дългият процес. Причината е, че първо, концентрацията на кислород намалява и второ, хетерогенните реакции протичат по-бавно от хомогенните. В резултат на това продължителността на изгаряне на частица от твърдо гориво се определя главно от времето на горене на остатъка от кокс (около 2/3 от общото време). За горива с висок добив на летливи вещества твърдият остатък е по-малък от ½ от първоначалната маса на частиците, поради което тяхното изгаряне се извършва бързо и възможността за недоизгаряне е ниска. Химически старите горива имат плътна частица, чието изгаряне отнема почти цялото време, прекарано в пещта.

Остатъците от кокс на повечето твърди горива са основно, а за някои видове, изцяло съставени от въглерод. Изгарянето на твърд въглерод става с образуването на въглероден окис и въглероден диоксид.

Оптимални условия за разсейване на топлината

Създаването на оптимални условия за изгаряне на въглерод е в основата на правилното изграждане на технологичен метод за изгаряне на твърдо гориво в котелни блокове. Следните фактори могат да повлияят на постигането на най-високото отделяне на топлина в пещта: температура, излишен въздух, образуване на първична и вторична смес.

Температура... Отделянето на топлина по време на изгарянето на горивото зависи значително от температурния режим на пещта. При относително ниски температури в сърцевината на факела се получава непълно изгаряне на горими вещества; въглеродният окис, водородът и въглеводородите остават в продуктите от горенето. При температури от 1000 до 1800-2000 ° C е постижимо пълно изгаряне на горивото.

Излишен въздух... Специфичното генериране на топлина достига максималната си стойност при пълно изгаряне и съотношение на излишък на въздух. С намаляване на съотношението на излишния въздух, отделянето на топлина намалява, тъй като липсата на кислород води до окисляване на по-малко гориво. Нивото на температурата намалява, скоростите на реакция намаляват, което води до рязко намаляване на отделянето на топлина.

Увеличаването на съотношението на излишния въздух, по-голямо от единица, намалява генерирането на топлина дори повече от липсата на въздух.В реални условия на изгаряне на гориво в пещите на котела не се достигат пределните стойности на отделяне на топлина, тъй като има непълно изгаряне. До голяма степен зависи от това как са организирани процесите на образуване на сместа.

Процеси на смесване... В камерните пещи първичното смесване се постига чрез изсушаване и смесване на гориво с въздух, подаване на част от въздуха (първичен) в зоната за подготовка, създаване на широко отворена горелка с широка повърхност и висока турбулизация, като се използва нагрят въздух.

В многослойните пещи основната задача за смесване е да се подаде необходимото количество въздух в различни зони на горене на решетката.

За да се осигури доизгаряне на газообразни продукти от непълно изгаряне и кокс, се организират процеси на вторично образуване на смес. Тези процеси се улесняват от: подаването на вторичен въздух с висока скорост, създаването на такава аеродинамика, при която се постига равномерно пълнене на цялата пещ с горелка и, следователно, времето на престой на газове и коксови частици в пещта се увеличава.

3. Образуване на шлака

В процеса на окисляване на горимата маса на твърдото гориво се наблюдават значителни промени и в минералните примеси. Ниско топимите вещества и сплави с ниска точка на топене разтварят огнеупорни съединения.

Предпоставка за нормалната работа на котлите е непрекъснатото отстраняване на продуктите от горенето и получената шлака.

По време на изгарянето на слоя образуването на шлака може да доведе до механично подгаряне - минералните примеси обгръщат неизгорели частици кокс или вискозната шлака може да блокира въздушните проходи, блокирайки достъпа на кислород до горящия кокс. За да се намали недоизгарянето, се използват различни мерки - в пещи с верижни решетки се увеличава времето, прекарано върху шлаковата решетка, и се извършва често настъргване.

В многослойните пещи шлаката се отстранява в суха форма. В камерните пещи отстраняването на шлака може да бъде сухо или течно.

По този начин изгарянето на гориво е сложен физикохимичен процес, който се влияе от голям брой различни фактори, но всички те трябва да бъдат взети предвид при проектирането на котли и пещи.

Изгаряне - бензин

Изгарянето на бензин с детонация е придружено от появата на остри метални удари, черен дим върху отработените газове, увеличаване на разхода на бензин, намаляване на мощността на двигателя и други негативни явления.

Изгарянето на бензин в двигателя също зависи от съотношението на излишния въздух. При стойностите a 0 9 - j - 1 1, скоростта на процесите на предпламенно окисление в работната смес е най-висока. Следователно при тези стойности на а се създават най-благоприятни условия за началото на детонацията.

След изгарянето на бензина общата маса на такива замърсители нараства значително заедно с общото преразпределение на техните количества. Процентът на бензен в кондензата на отработените газове от автомобила е приблизително 1 до 7 пъти по-висок от този в бензина; съдържанието на толуен е 3 пъти по-високо, а на ксилола 30 пъти по-високо. Известно е, че в този случай се образуват кислородни съединения и броят на йони, характерни за по-тежките ненаситени съединения от олефиновата или циклопарафиновата серия и ацетиленовата или диеновата серия, особено последните, се увеличава рязко. Най-общо казано, промените в камерата Haagen-Smit наподобяват промените, необходими, за да се направи съставът на типичните проби отработени газове, подобни на тези на пробата от смог в Лос Анджелис.

Калоричността на бензина зависи от неговия химичен състав. Следователно, въглеводородите, богати на водород (например парафиновите въглеводороди) имат голяма масова калоричност.

Продуктите от горенето на бензин се разширяват в двигателя с вътрешно горене по протежение на политропа n1 27 от 30 на 3 at. Началната температура на газовете е 2100 C; масовият състав на продуктите от горенето на 1 kg бензин е както следва: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Определете работата на разширяване на тези газове, ако в цилиндъра се подават 2 g бензин едновременно.

Влияние на ТЕЦ върху образуването на въглерод в двигателя.

Когато бензинът се изгаря от ТЕЦ, се образуват въглеродни отлагания, съдържащи оловен оксид.

Когато бензинът се изгаря в бутални двигатели с вътрешно горене, почти всички образувани продукти се отнасят с отработените газове. Само относително малка част от продуктите от непълно изгаряне на гориво и нефт, малко количество неорганични съединения, образувани от елементи, въведени с гориво, въздух и масло, се отлагат под формата на въглеродни отлагания.

Когато бензинът гори с тетраетил олово, очевидно се образува оловен оксид, който се топи само при температура 900 ° С и може да се изпари при много висока температура, надвишаваща средната температура в цилиндъра на двигателя. За да се предотврати отлагането на оловен оксид в двигателя, в етиловата течност - чистачи се въвеждат специални вещества. Халогенираните въглеводороди се използват като чистачи. Обикновено това са съединения, съдържащи бром и хлор, които също изгарят и свързват оловото в нови бромидни и хлоридни съединения.

Влияние на ТЕЦ върху образуването на въглерод в двигателя.

Когато бензинът се изгаря от ТЕЦ, се образуват въглеродни отлагания, съдържащи оловен оксид.

По време на горенето на бензин, съдържащ чист ТЕЦ, в двигателя се отлага плака от оловни съединения. Съставът на етиловата течност клас R-9 (тегловни): тетраетил олово 54 0%, бромоетан 33 0%, монохлоронафтален 6 8 0 5%, пълнител - авиация - бензин - до 100%; боядисвайте тъмно червено 1 g на 1 kg смес.

При изгаряне на бензин, съдържащ ТЕЦ, в двигателя се образува фистулен оксид с ниска летливост; тъй като точката на топене на оловния оксид е доста висока (888), част от него (около 10%, като се брои оловото, въведено с бензин) се отлага като твърд остатък по стените на горивната камера, свещи и клапани, което води до бърз отказ на двигателя.

Когато бензинът се изгаря в автомобилен двигател, също се образуват по-малки молекули и освободената енергия се разпределя в по-голям обем.

Горещите газове от изгарянето на бензин преминават около топлообменника 8 (вътре от страната на горивната камера и по-нататък, през прозорците 5 навън, преминавайки през камерата за отработени газове 6) и загряват въздуха в канала на топлообменника. След това горещите отработени газове се подават през изпускателната тръба 7 под картера и загряват двигателя отвън, а горещият въздух от топлообменника се подава през вентилатора в картера и загрява двигателя отвътре. За 1 5 - 2 минути след началото на нагряването подгревната свещ се изключва и изгарянето в нагревателя продължава без негово участие. След 7 - 13 минути от момента на получаване на импулса за стартиране на двигателя, маслото в картера се загрява до температура 30 C (при температура на околната среда до - 25 C) и импулсите за стартиране на блока се доставен, след което нагревателят се изключва.

Температура на горене

В топлотехниката се различават следните температури на горене на газовете: топлинна мощност, калориметрична, теоретична и действителна (изчислена). Капацитетът на отопление tx е максималната температура на продуктите от пълно изгаряне на газ при адиабатни условия с коефициент на излишен въздух a = 1,0 и при температура на газ и въздух, равна на 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

където QH е най-ниската калоричност на газа, kJ / m3; IVcp - сумата от продуктите от обемите на въглероден диоксид, водна пара и азот, образувани при изгарянето на 1 m3 газ (m3 / m3) и техните средни обемни топлинни мощности при постоянно налягане в температурния диапазон от 0 ° С до tx (kJ / (m3 * ° С).

Поради непостоянството на топлинния капацитет на газовете, топлинната мощност се определя по метода на последователните приближения. Като първоначален параметър се приема неговата стойност за природен газ (= 2000 ° C), при a = 1,0 се определят обемите на компонентите на продуктите от горенето, съгласно таблица.8.3, се намира техният среден топлинен капацитет и след това, съгласно формулата (8.11), се изчислява топлинният капацитет на газа. Ако в резултат на изчислението се окаже по-ниска или по-висока от приетата, тогава се задава различна температура и изчислението се повтаря. Топлинната мощност на обикновените прости и сложни газове при изгарянето им на сух въздух е дадена в табл. 8.5. При изгаряне на газ в атмосферен въздух, съдържащ около 1 тегл. % влага, производството на топлина намалява с 25-30 ° С.

Калориметричната температура на горене tK е температурата, определена без да се отчита дисоциацията на водните пари и въглеродния диоксид, но като се вземе предвид действителната начална температура на газа и въздуха. Той се различава от топлинната мощност tx по това, че температурите на газа и въздуха, както и коефициентът на излишния въздух a, се вземат от действителните им стойности. Можете да определите tK по формулата:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

където qphys е топлинното съдържание (физическа топлина) на газ и въздух, измерено от 0 ° C, kJ / m3.

Естествените и втечнените петролни газове обикновено не се нагряват преди изгарянето и техният обем в сравнение с обема на въздуха за горене е малък.

Таблица 8.3.

Средна обемна топлинна мощност на газовете, kJ / (m3 • ° С)

ттемпература, ° С CO2 N2O2COСН4Н2 H2O (водна пара) въздух
суха мокър на м3 сух газ

и

0 1,5981 1,2970 1,3087 1,3062 1,5708 1,2852 1,4990 1,2991 1,3230
100 1,7186 1,2991 1,3209 1,3062 1,6590 1,2978 1,5103 1,3045 1,3285
200 1,8018 1,3045 1,3398 1,3146 1,7724 1,3020 1,5267 1,3142 1,3360
300 1,8770 1,3112 1,3608 1,3230 1,8984 1,3062 1,5473 1,3217 1,3465
400 1,9858 1,3213 1,3822 1,3356 2,0286 1,3104 1,5704 1,3335 1,3587
500 2,0030 1,3327 1,4024 1,3482 2,1504 1,3104 1,5943 1,3469 1,3787
600 2,0559 1,3453 1,4217 1,3650 2,2764 1,3146 1,6195 1,3612 1,3873
700 2,1034 1,3587 1,3549 1,3776 2,3898 1,3188 1,6464 1,3755 1,4020
800 2,1462 1,3717 1,4549 1,3944 2,5032 1,3230 1,6737 1,3889 1,4158
900 2,1857 1,3857 1,4692 1,4070 2,6040 1,3314 1,7010 1,4020 1,4293
1000 2,2210 1,3965 1,4822 1,4196 2,7048 1,3356 1,7283 1,4141 1,4419
1100 2,2525 1,4087 1,4902 1,4322 2,7930 1,3398 1,7556 1,4263 1,4545
1200 2,2819 1,4196 1,5063 1,4448 2,8812 1,3482 1,7825 1,4372 1,4658
1300 2,3079 1,4305 1,5154 1,4532 1,3566 1,8085 1,4482 1,4771
1400 2,3323 1,4406 1,5250 1,4658 1,3650 1,8341 1,4582 1,4876
1500 2,3545 1,4503 1,5343 1,4742 1,3818 1,8585 1,4675 1,4973
1600 2,3751 1,4587 1,5427 1,8824 1,4763 1,5065
1700 2,3944 1,4671 1,5511 1,9055 1,4843 1,5149
1800 2,4125 1,4746 1,5590 1,9278 1,4918 1,5225
1900 2,4289 1,4822 1,5666 1,9698 1,4994 1,5305
2000 2,4494 1,4889 1,5737 1,5078 1,9694 1,5376 1,5376
2100 2,4591 1,4952 1,5809 1,9891
2200 2,4725 1,5011 1,5943 2,0252
2300 2,4860 1,5070 1,5943 2,0252
2400 2,4977 1,5166 1,6002 2,0389
2500 2,5091 1,5175 1,6045 2,0593

Следователно при определяне на калориметричната температура топлинното съдържание на газовете може да бъде игнорирано. При изгаряне на газове с ниска калоричност (генератор, доменна пещ и др.), Тяхното топлинно съдържание (особено загрято преди изгаряне) има много значителен ефект върху калориметричната температура.

Зависимостта на калориметричната температура на природния газ със среден състав във въздуха с температура 0 ° C и влажност 1% от коефициента на излишния въздух a е дадена в табл. 8.5, за пропан-бутан, когато той е изгорен на сух въздух - в табл. 8.7. Данни от таблицата. 8.5-8.7 е възможно да се ръководи с достатъчна точност при определяне на калориметричната температура на горене на други природни газове, които са относително сходни по състав, и въглеводородни газове от почти всеки състав. Ако е необходимо да се получи висока температура при изгаряне на газове с ниски коефициенти на излишен въздух, както и да се увеличи ефективността на пещите, на практика въздухът се нагрява, което води до повишаване на калориметричната температура (вж. Таблица 8.6) .

Таблица 8.4.

Капацитет на нагряване на газове в сух въздух

Обикновен газ Капацитет на отопление, ° С Комплексен газ със среден състав Приблизителен нагревателен капацитет, ° С
Водород 2235 Полята на природен газ 2040
Въглероден окис 2370 Естествени нефтени полета 2080
Метан 2043 Кока Кола 2120
Етан 2097 Високотемпературна дестилация на шисти 1980
Пропан 2110 Парно-кислородна струя под налягане 2050
Бутан 2118 Генератор на мазни въглища 1750
Пентан 2119 Взрив на паро-въздушен генератор от постно гориво 1670
Етилен 2284 Втечнен (50% C3H4 + 50% C4H10) 2115
Ацетилен 2620 Вода 2210

Таблица 8.5.

Калориметрични и теоретични температури на изгаряне на природен газ във въздух с t = 0 ° С и влажност 1% * в зависимост от коефициента на излишния въздух a

Съотношение на излишен въздух aКалориметричен
температура на горене

tк, ° С

Теоретична

температура на горене

Съотношение на излишен въздух a Калориметричен

температура на горене

tк, ° С

1,0 2010 1920 1,33 1620
1,02 1990 1900 1,36 1600
1,03 1970 1880 1,40 1570
1,05 1940 1870 1,43 1540
1,06 1920 1860 1,46 1510
1,08 1900 1850 1,50 1470
1,10 1880 1840 1,53 1440
1,12 1850 1820 1,57 1410
1,14 1820 1790 1,61 1380
1,16 1800 1770 1,66 1350
1,18 1780 1760 1,71 1320
1,20 1760 1750 1,76 1290
1,22 1730 1,82 1260
1,25 1700 1,87 1230
1,28 1670 1,94 1200
1,30 1650 2,00 1170

>

Теоретичната температура на горене tT е максималната температура, определена подобно на калориметричната температура tK, но с корекция за ендотермични (изискващи топлина) реакции на дисоциация на въглероден диоксид и водна пара, протичаща с увеличаване на обема:

СО2 ‹–› СО + 0,5О2 - 283 mJ / mol (8.13)

Н2О ‹–› Н2 + 0.5О2 - 242 mJ / mol (8.14)

При високи температури дисоциацията може да доведе до образуването на атомни водород, кислород и OH хидроксилни групи. Освен това при изгарянето на газ винаги се получава известно количество азотен оксид. Всички тези реакции са ендотермични и водят до намаляване на температурата на горене.

Таблица 8.6.

Калориметрична температура на изгаряне на природен газ, ° С, в зависимост от съотношението на излишния сух въздух и неговата температура (закръглени стойности)

Съотношение на излишен въздух a Температура на сух въздух, ° С
20 100 200 300 400 500 600 700 800
0,5 1380 1430 1500 1545 1680 1680 1740 1810 1860
0,6 1610 1650 1715 1780 1840 1900 1960 2015 2150
0,7 1730 1780 1840 1915 1970 2040 2100 2200 2250
0,8 1880 1940 2010 2060 2130 2200 2260 2330 2390
0,9 1980 2030 2090 2150 2220 2290 2360 2420 2500
1,0 2050 2120 2200 2250 2320 2385 2450 2510 2560
1,2 1810 1860 1930 2000 2070 2140 2200 2280 2350
1,4 1610 1660 1740 1800 2870 1950 2030 2100 2160
1,6 1450 1510 1560 1640 1730 1800 1860 1950 2030
1,8 1320 1370 1460 1520 1590 1670 1740 1830 1920
2,0 1220 1270 1360 1420 1490 1570 1640 1720 1820

Таблица 8.7.

Калориметрична температура на горене tK на търговския пропан в сух въздух с t = 0 ° С в зависимост от коефициента на излишния въздух a

Съотношение на излишен въздух a Калориметрична температура на горене tH, ° С Съотношение на излишен въздух a Калориметрична температура на горене tK, ° С
1,0 2110 1,45 1580
1,02 2080 1,48 1560
1,04 2050 1,50 1540
1,05 2030 1,55 1500
1,07 2010 1,60 1470
1,10 1970 1,65 1430
1,12 1950 1,70 1390
1,15 1910 1,75 1360
1,20 1840 1,80 1340
1,25 1780 1,85 1300
1,27 1750 1,90 1270
1,30 1730 1,95 1240
1,35 1670 2,00 1210
1,40 1630 2,10 1170

Теоретичната температура на горене може да се определи по следната формула:

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

където qduc е общото потребление на топлина за дисоциация на СО2 и Н2О в продуктите от горенето, kJ / m3; IVcp - сумата от произведението на обема и средния топлинен капацитет на продуктите от горенето, като се вземе предвид дисоциацията на 1 м3 газ.

Както можете да видите от таблицата. 8.8, при температури до 1600 ° C, степента на дисоциация може да бъде пренебрегната и теоретичната температура на горене може да се приеме равна на калориметричната температура. При по-високи температури степента на дисоциация може значително да намали температурата в работното пространство. На практика няма особена необходимост от това, теоретичната температура на горене трябва да се определя само за високотемпературни пещи, работещи на предварително загрят въздух (например мартенов пещи). Няма нужда от това за котелни централи.

Действителната (изчислена) температура на продуктите от горенето td е температурата, която се достига при реални условия в най-горещата точка на пламъка. Той е по-нисък от теоретичния и зависи от топлинните загуби за околната среда, степента на топлопреминаване от зоната на горене чрез радиация, продължителността на горивния процес във времето и др. От температурата в пещите с въвеждането на експериментално установени корекционни коефициенти в тях:

td = t (8.16)

където n - t. n. пирометричен коефициент в рамките на:

  • за висококачествени топлинни и отоплителни пещи с топлоизолация - 0,75-0,85;
  • за запечатани пещи без топлоизолация - 0,70-0,75;
  • за екранирани котелни пещи - 0,60-0,75.

На практика е необходимо да се знаят не само дадените по-горе адиабатни температури на горене, но и максималните температури, възникващи в пламъка. Приблизителните им стойности обикновено се установяват експериментално чрез спектрографски методи. Максималните температури, възникващи в свободен пламък на разстояние 5-10 mm от горната част на коничната фронта на горене, са дадени в табл. 8.9. Анализ на представените данни показва, че максималните температури в пламъка са по-ниски от топлинната мощност (поради консумацията на топлина за дисоциацията на H2O и CO2 и отстраняването на топлината от зоната на пламъка).

  • основното
  • Директория
  • Характеристики на горене на газове
  • Температура на горене

Изгаряне - нефтен продукт

Изгарянето на петролни продукти в насипа на резервоарната ферма се елиминира чрез незабавното подаване на пяна.

Изгарянето на петролни продукти в насипа на резервоарната ферма се елиминира чрез незабавно подаване на пяна.

По време на изгарянето на петролните продукти, точката им на кипене (виж таблица 69) постепенно се увеличава поради продължаващата фракционна дестилация, във връзка с което температурата на горния слой също се повишава.

K Схема на противопожарна водоснабдителна система за охлаждане на горящ резервоар през напоителен пръстен ..

Когато гориш масло в резервоара, горната част на горния колан на резервоара е изложена на пламъка. При изгаряне на масло на по-ниско ниво височината на свободната страна на резервоара в контакт с пламъка може да бъде значителна. При този режим на горене резервоарът може да се срути. Водата от пожарни дюзи или от неподвижни напоителни пръстени, попадайки върху външната част на горните стени на резервоара, ги охлажда (фиг.15.1), като по този начин се предотвратява авария и разпространение на масло в насипа, създавайки по-благоприятни условия за използване на въздушно-механична пяна.

Интересни са резултатите от изследването на изгарянето на петролните продукти и техните смеси.

Температурата му по време на горенето на петролни продукти е: бензин 1200 C, тракторен керосин 1100 C, дизелово гориво 1100 C, суров нефт 1100 C, мазут 1000 C. При изгаряне на дърва в стекове температурата на бурния пламък достига 1200 - 1300 ° С.

През последните 15 години в Централния изследователски институт за противопожарна отбрана (ЦНИИПО), Института по енергетика на Академията на науките на СССР (ЕНИН) и редица други изследователски и образователни институти.

Пример за отрицателна катализа е потискането на горенето на петролни продукти с добавяне на халогенирани въглеводороди.

Водата насърчава образуването на пяна и образуването на емулсии по време на горенето на петролни продукти с температура на възпламеняване 120 C и по-висока. Емулсията, покриваща повърхността на течността, я изолира от кислорода във въздуха и също така предотвратява изтичането на пари от нея.

Скорост на горене на втечнени въглеводородни газове в изотермични резервоари.

Изгарянето на втечнени въглеводородни газове в изотермични резервоари не се различава от изгарянето на петролни продукти. Скоростта на горене в този случай може да се изчисли по формула (13) или да се определи експериментално. Особеността на изгарянето на втечнени газове при изотермични условия е, че температурата на цялата маса течност в резервоара е равна на точката на кипене при атмосферно налягане. За водород, метан, етан, пропан и бутан тези температури са съответно - 252, - 161, - 88, - 42 и 0 5 С.

Схема за монтаж на генератора GVPS-2000 върху резервоара.

Изследванията и практиката на гасене на пожари показват, че за да спре изгарянето на петролен продукт, пяната трябва напълно да покрие цялата си повърхност със слой с определена дебелина. Всички пени с ниска степен на разширение са неефективни при гасене на пожари от петролни продукти в резервоари при по-ниското ниво на наводнение. Пяната, падаща от голяма височина (6 - 8 м) върху повърхността на горивото, се потапя и обвива във филм от гориво, изгаря или бързо се срутва. Само пяна с кратност 70 - 150 може да се хвърли в горящ резервоар с шарнирни струи.

Пожар прекъсва.
Рейтинг
( 2 оценки, средно 4 на 5 )

Нагреватели

Фурни