Verbrandingstemperatuur van kerosine in lucht

Chemische stabiliteit

Gezien de chemische eigenschappen van benzine, is het noodzakelijk om te focussen op hoe lang de samenstelling van koolwaterstoffen ongewijzigd zal blijven, aangezien bij langdurige opslag lichtere componenten verdwijnen en de prestaties sterk afnemen.
Het probleem is met name acuut als een brandstof van een hogere kwaliteit (AI 95) werd verkregen uit benzine met een minimaal octaangetal door propaan of methaan aan de samenstelling toe te voegen. Hun antiknokkwaliteiten zijn hoger dan die van isooctaan, maar ze verdwijnen ook onmiddellijk.

Volgens GOST moet de chemische samenstelling van brandstof van welk merk dan ook gedurende 5 jaar ongewijzigd blijven, onder voorbehoud van opslagregels. Maar in feite heeft zelfs de nieuw gekochte brandstof vaak al een octaangetal onder het opgegeven octaangetal.

Dit is de schuld van gewetenloze verkopers, die vloeibaar gas toevoegen aan containers met brandstof waarvan de opslagtijd is verstreken en de inhoud niet voldoet aan de vereisten van GOST. Gewoonlijk worden verschillende hoeveelheden gas aan dezelfde brandstof toegevoegd om een ​​octaangetal van 92 of 95 te verkrijgen. Bevestiging van dergelijke trucs is de penetrante geur van gas bij het tankstation.

Methoden voor het bepalen van het vlampunt

Er is een methode van open en gesloten smeltkroes (container voor olieproducten). De verkregen temperaturen verschillen door de hoeveelheid geaccumuleerde dampen.

De open smeltkroesmethode omvat:

1. Benzine van vocht ontdoen met natriumchloride.
2. De smeltkroes tot een bepaald niveau vullen.
3. Verwarm de container tot een temperatuur van 10 graden onder het verwachte resultaat.
4. Ontsteking van een gasbrander boven het oppervlak.
5. Op het moment van ontsteking wordt het vlampunt geregistreerd.

De gesloten smeltkroesmethode verschilt doordat de benzine in de container constant wordt gemengd. Wanneer het deksel wordt geopend, wordt het vuur automatisch aangestoken.

Het vlampuntapparaat bestaat uit de volgende componenten:

• elektrische kachel (vermogen vanaf 600 watt);
• capaciteit van 70 milliliter;
• koperen roerder;
• elektrische of gasontsteker;
• thermometer.

Afhankelijk van de resultaten worden brandbare stoffen ingedeeld:

• bijzonder gevaarlijk (bij een vlampunt lager dan -200C);
• gevaarlijk (van -200C tot + 230C);
• gevaarlijk bij verhoogde temperaturen (van 230C tot 610C).

Snelheid - Verbranding - Brandstof

Wat zijn de werkelijke kosten van 1 liter benzine
De verbrandingssnelheid van de brandstof neemt enorm toe als het brandbare mengsel in een intense wervelbeweging (turbulente) beweging verkeert. Dienovereenkomstig kan de intensiteit van turbulente warmteoverdracht veel hoger zijn dan die van moleculaire diffusie.

De verbrandingssnelheid van brandstof hangt af van een aantal redenen die later in dit hoofdstuk worden besproken en in het bijzonder van de kwaliteit van het mengen van brandstof met lucht. De snelheid van brandstofverbranding wordt bepaald door de hoeveelheid verbrande brandstof per tijdseenheid.

De verbrandingssnelheid van de brandstof en dus de warmteafgiftesnelheid worden bepaald door de grootte van het verbrandingsoppervlak. Kolenstof met een maximale deeltjesgrootte van 300 - 500 micron heeft een verbrandingsoppervlak dat tienduizenden keren groter is dan grof gesorteerde kettingroosterbrandstof.

De snelheid van brandstofverbranding hangt af van de temperatuur en druk in de verbrandingskamer en neemt toe met hun toename. Daarom neemt na ontsteking de verbrandingssnelheid toe en wordt deze zeer hoog aan het einde van de verbrandingskamer.

De snelheid van brandstofverbranding wordt ook beïnvloed door het motortoerental. Met een toename van het aantal omwentelingen, wordt de duur van de fase verkort.

De turbulentie van de gasstroom verhoogt de snelheid van brandstofverbranding sterk als gevolg van een toename van het verbrandingsoppervlak en de voortplantingssnelheid van het vlamfront met een toename van de snelheid van warmteoverdracht.

Bij het werken met een arm mengsel wordt de verbrandingssnelheid vertraagd. Daarom neemt de hoeveelheid warmte die door gassen aan onderdelen wordt afgegeven toe en raakt de motor oververhit. Tekenen van een te arm mengsel zijn flitsen in de carburateur en het inlaatspruitstuk.

De turbulentie van de gasstroom verhoogt de snelheid van brandstofverbranding sterk als gevolg van een toename van het verbrandingsoppervlak en de voortplantingssnelheid van het vlamfront als gevolg van een toename van de snelheid van warmteoverdracht.

Normale alkanen hebben het maximale cetaangetal, dat de snelheid van brandstofverbranding in een motor kenmerkt.

De samenstelling van het werkmengsel heeft grote invloed op de verbrandingssnelheid van brandstof in de motor. Deze voorwaarden vinden plaats bij coeff.

De invloed van de kwaliteit van de ontwikkeling van het verbrandingsproces wordt bepaald door de snelheid van brandstofverbranding in de hoofdfase. Wanneer in deze fase een grote hoeveelheid brandstof wordt verbrand, nemen de waarden van pz en Tz toe, neemt het aandeel van naverbrandende brandstof af tijdens het expansieproces en wordt de polytropische index nz groter. Deze ontwikkeling van het proces is het meest gunstig, aangezien de beste warmtebenutting wordt bereikt.

In het werkproces van de motor is de waarde van de snelheid van brandstofverbranding erg belangrijk. Onder verbrandingssnelheid wordt verstaan ​​de hoeveelheid (massa) brandstof die per tijdseenheid reageert (verbrandt).

Een aantal algemene verschijnselen geeft aan dat de snelheid van brandstofverbranding in motoren vrij natuurlijk is, niet willekeurig. Dit wordt aangegeven door de reproduceerbaarheid van min of meer eenduidige cycli in de motorcilinder, die in feite de stabiele werking van de motoren bepaalt. In dezelfde motoren wordt de langdurige aard van verbranding altijd waargenomen bij arme mengsels. Het harde werk van de motor, dat plaatsvindt met een hoge snelheid van verbrandingsreacties, wordt in de regel waargenomen in dieselmotoren zonder compressor en zacht werk - in motoren met ontsteking door een elektrische vonk. Dit geeft aan dat fundamenteel verschillende mengselvorming en ontbranding een regelmatige verandering van de verbrandingssnelheid veroorzaken. Met een toename van het aantal motoromwentelingen neemt de duur van de verbranding in de tijd af en neemt de draaihoek van de krukas toe. De kinetische krommen van het verbrandingsverloop in motoren zijn van aard vergelijkbaar met de kinetische krommen van een aantal chemische reacties die niet direct verband houden met motoren en die onder verschillende omstandigheden plaatsvinden.

Experimenten wijzen op de afhankelijkheid van de intensiteit van de stralingswarmteoverdracht van de snelheid van brandstofverbranding. Met een snelle verbranding aan de basis van de toorts, ontwikkelen zich hogere temperaturen en wordt de warmteoverdracht intenser. De inhomogeniteit van het temperatuurveld, samen met verschillende concentraties emitterende deeltjes, leidt tot inhomogeniteit van de mate van vlamzwartheid. Al het bovenstaande levert grote moeilijkheden op bij de analytische bepaling van de temperatuur van de straler en de emissiegraad van de oven.

In een laminaire vlam (zie Hoofdstuk 3 voor meer details), is de verbrandingssnelheid van de brandstof constant en Q 0; het verbrandingsproces is stil. Als de verbrandingszone echter turbulent is, en dit is het geval in overweging, dan verandert, zelfs als het brandstofverbruik gemiddeld constant is, de lokale verbrandingssnelheid in de tijd en voor een element met een klein volume Q.Q. Turbulentie verstoort voortdurend de vlam; op elk moment wordt de verbranding beperkt door deze vlam of een reeks vlammen die een willekeurige positie in de verbrandingszone innemen.

Gasvormige brandstof

Gasvormige brandstof is een mengsel van verschillende gassen: methaan, ethyleen en andere koolwaterstoffen, koolmonoxide, kooldioxide of kooldioxide, stikstof, waterstof, waterstofsulfide, zuurstof en andere gassen, evenals waterdamp.

Methaan (CH4) is het hoofdbestanddeel van veel aardgassen. Het gehalte aan natuurlijke gassen bereikt 93 ... 98%. Bij verbranding van 1 m3 methaan komt ~ 35 800 kJ aan warmte vrij.

Gasvormige brandstoffen kunnen ook kleine hoeveelheden ethyleen (C2H4) bevatten. Verbranding van 1 m3 ethyleen geeft ~ 59.000 kJ warmte.

Gasvormige brandstoffen bevatten naast methaan en ethyleen ook koolwaterstofverbindingen, zoals propaan (C3H8), butaan (C4H10), enz. De verbranding van deze koolwaterstoffen produceert meer warmte dan de verbranding van ethyleen, maar hun hoeveelheid is niet significant in brandbare gassen. .

Waterstof (H2) is 14,5 keer lichter dan lucht. Bij de verbranding van 1 m3 waterstof komt ~ 10 800 kJ aan warmte vrij. Veel brandbare gassen, behalve cokesovengas, bevatten relatief kleine hoeveelheden waterstof. In cokesovengas kan het gehalte oplopen tot 50 ... 60%.

Koolmonoxide (CO) is de belangrijkste brandbare component van hoogovengas. De verbranding van 1 m3 van dit gas levert ~ 12.770 kJ warmte op. Dit gas is kleurloos, reukloos en zeer giftig.

Waterstofsulfide (H2S) is een zwaar gas met een onaangename geur en is zeer giftig. De aanwezigheid van waterstofsulfide in het gas verhoogt de corrosie van de metalen delen van de oven en de gasleiding. Het schadelijke effect van waterstofsulfide wordt versterkt door de aanwezigheid van zuurstof en vocht in het gas. Bij verbranding van 1 m3 waterstofsulfide komt ~ 23.400 kJ aan warmte vrij.

De rest van de gassen: CO2, N2, O2 en waterdamp zijn ballastcomponenten, aangezien met een toename van het gehalte aan deze gassen in de brandstof, het gehalte aan brandbare componenten afneemt. Hun aanwezigheid leidt tot een verlaging van de verbrandingstemperatuur van de brandstof. Gasvormige brandstoffen> 0,5% vrije zuurstof worden om veiligheidsredenen als gevaarlijk beschouwd.

Koken - benzine

Octaangetal Benzinesamenstelling

Benzine begint bij relatief lage temperatuur te koken en vordert zeer intensief.

Het einde van het kookpunt van benzine is niet gespecificeerd.

Het begin van het koken van benzine is lager dan 40 C, het einde is 180 C, de temperatuur van het begin van de kristallisatie is niet hoger dan 60 C. De zuurgraad van benzine is niet hoger dan 1 mg / 100 ml.

Het eindkookpunt van benzine volgens GOST is 185 ° C en het werkelijke kookpunt is 180 ° C.

Het eindkookpunt van benzine is de temperatuur waarbij een standaard (100 ml) deel van de geteste benzine volledig wordt gedestilleerd (weggekookt) uit de glazen kolf waarin deze zich bevond in de koelkast-ontvanger.

Het eindkookpunt van benzine mag niet hoger zijn dan 200 - 225 C. Voor vliegtuigbenzines is het eindkookpunt veel lager, in sommige gevallen tot 120 C.

MPa, het kookpunt van benzine is 338 K, de gemiddelde molmassa is 120 kg / kmol en de verdampingswarmte is 252 kJ / kg.

Het beginkookpunt van benzine, bijvoorbeeld 40 voor vliegtuigbenzine, geeft de aanwezigheid van lichte, laagkokende fracties aan, maar geeft niet hun gehalte aan. Het kookpunt van de eerste fractie van 10%, of starttemperatuur, kenmerkt de starteigenschappen van benzine, de vluchtigheid ervan, evenals de neiging om gaspluggen te vormen in het benzinetoevoersysteem. Hoe lager het kookpunt van de 10% -fractie, hoe gemakkelijker het is om de motor te starten, maar ook hoe groter de kans op het vormen van gassluizen, die onderbrekingen in de brandstoftoevoer kunnen veroorzaken en zelfs de motor kunnen stoppen. Een te hoog kookpunt van de startfractie maakt het moeilijk om de motor te starten bij lage omgevingstemperaturen, wat leidt tot benzineverliezen.

Een afname van het einde van het kookpunt van reformerende benzines leidt tot een verslechtering van hun detonatiebestendigheid. Onderzoek en economische berekeningen zijn nodig om dit probleem aan te pakken.Opgemerkt moet worden dat in de buitenlandse praktijk van een aantal landen momenteel motorbenzines met een kookpunt van 215 - 220 C worden geproduceerd en gebruikt.

Een afname van het einde van het kookpunt van reformerende benzines leidt tot een verslechtering van hun detonatiebestendigheid. Onderzoek en economische berekeningen zijn nodig om dit probleem aan te pakken. Opgemerkt moet worden dat in de buitenlandse praktijk van een aantal landen momenteel motorbenzines met een kookpunt van 215 - 220 C worden geproduceerd en gebruikt.

Als het eindkookpunt van benzine hoog is, verdampen de zware fracties die erin zitten mogelijk niet en verbranden ze daarom niet in de motor, wat zal leiden tot een hoger brandstofverbruik.

Verlaging van het eindkookpunt van directe benzines leidt tot een toename van hun detonatiebestendigheid. Rechtstreekse benzines met een laag octaangetal hebben een octaangetal van respectievelijk 75 en 68 en worden gebruikt als componenten van motorbenzines.

Verbranding - benzine

Ontwerp en werkingsprincipe Bosch Motronic MED 7-systeem voor directe benzine-injectie

Verbranding van benzine, kerosine en andere vloeibare koolwaterstoffen vindt plaats in de gasfase. Verbranding kan alleen plaatsvinden als de concentratie van brandstofdamp in de lucht binnen bepaalde grenzen ligt, individueel voor elke stof. Als er een kleine hoeveelheid brandstofdampen in de IB-lucht zit, zal er geen verbranding plaatsvinden, evenals in het geval dat er te veel brandstofdampen zijn en niet genoeg zuurstof.

Wanneer benzine verbrandt, is het bekend dat er een homothermische laag wordt gevormd, waarvan de dikte met de tijd toeneemt.

Wanneer benzine verbrandt, worden water en kooldioxide gevormd. Kan dit dienen als voldoende bevestiging dat benzine geen element is?

Wanneer benzine, kerosine en andere vloeistoffen in tanks worden verbrand, is het verbrijzelen van de gasstroom in afzonderlijke volumes en de verbranding van elk van hen afzonderlijk bijzonder duidelijk zichtbaar.

Wanneer benzine en olie worden verbrand in tanks met een grote diameter, verschilt het karakter van verwarming aanzienlijk van dat hierboven beschreven. Wanneer ze verbranden, ontstaat er een verhitte laag, waarvan de dikte natuurlijk toeneemt in de tijd en de temperatuur is hetzelfde als de temperatuur op het oppervlak van de vloeistof. Daaronder daalt de temperatuur van de vloeistof snel en wordt bijna hetzelfde als de begintemperatuur. De aard van de curven laat zien dat benzine tijdens verbranding in twee lagen wordt afgebroken: een bovenste en een onderste.

Het verbranden van benzine in lucht wordt bijvoorbeeld een chemisch proces genoemd. In dit geval komt er energie vrij, gelijk aan ongeveer 1300 kcal per mol benzine.

Analyse van de verbrandingsproducten van benzine en oliën wordt buitengewoon belangrijk, omdat kennis van de individuele samenstelling van dergelijke producten noodzakelijk is voor de studie van verbrandingsprocessen in de motor en voor de studie van luchtverontreiniging.

Dus wanneer benzine wordt verbrand in brede tanks, wordt tot 40% van de warmte die vrijkomt als gevolg van verbranding gebruikt voor straling.

Tafel 76 toont de verbrandingssnelheid van benzine met tetranitro-methaanadditieven.

Experimenten hebben aangetoond dat de snelheid waarmee benzine vanaf het oppervlak van de tank verbrandt, aanzienlijk wordt beïnvloed door de diameter.

Met de hulp van GPS-600 hebben brandweerlieden met succes het hoofd geboden aan de eliminatie van de verbranding van benzine die langs het spoor is gemorst, waardoor de beweging van de kofferbakoperators naar de plaats waar de tanks waren verbonden, werd gewaarborgd.Nadat ze ze met een stukje rijdraad hadden losgekoppeld, bevestigden ze 2 tanks met benzine aan de brandweerwagen en trokken ze uit de vuurzone.

Een bijzonder grote toename van de opwarmsnelheid door de wind werd opgemerkt bij het verbranden van benzine. Toen benzine in een tank van 2 64 m / s verbrandde met een windsnelheid van 1 3 m / s, was de verwarmingssnelheid 9 63 mm / min en bij een windsnelheid van 10 m / s nam de verwarmingssnelheid toe tot 17 1 mm / min.

Ontstekingstemperatuur en andere parameters

De verbranding van steenkool is een chemische reactie van koolstofoxidatie die optreedt bij een hoge begintemperatuur met intense warmteafgifte. Nu is het eenvoudiger: kolenbrandstof kan niet ontbranden zoals papier; voorverwarmen tot 370-700 ° C is vereist voor ontsteking, afhankelijk van het merk brandstof.

Sleutelmoment. De efficiëntie van kolenverbranding in een oven of een huishoudelijke verwarmingsketel voor vaste brandstoffen wordt niet gekenmerkt door de maximale temperatuur, maar door de volledigheid van de verbranding. Elk koolstofmolecuul combineert met twee zuurstofdeeltjes in de lucht om kooldioxide CO2 te vormen. Het proces komt tot uiting in de chemische formule.

Als je de hoeveelheid binnenkomende zuurstof beperkt (dek de ventilator af, zet de TT-ketel op smeulmodus), in plaats van CO2, wordt koolmonoxide CO gevormd en uitgestoten in de schoorsteen, dan zal het verbrandingsrendement aanzienlijk afnemen. Om een ​​hoog rendement te bereiken, is het noodzakelijk om gunstige voorwaarden te bieden:

1. Bruinkolen ontbranden bij een temperatuur van +370 ° C, steen - 470 ° C, antraciet - 700 graden. Voorverwarmen van de verwarmingseenheid met hout (zaagselbriketten) is vereist.
2. Er wordt teveel lucht aan de vuurhaard toegevoerd, de veiligheidsfactor is 1,3-1,5.
3. De verbranding wordt ondersteund door de hoge temperatuur van de hete kolen die op het rooster liggen. Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat zuurstof door de gehele dikte van de brandstof wordt gevoerd, aangezien lucht door de aslade beweegt door de natuurlijke schoorsteentrek.

Commentaar. De enige uitzonderingen zijn zelfgemaakte kachels van het type Bubafonya en cilindrische boilers voor verbranding aan de bovenkant, waarbij lucht van boven naar beneden in de vuurhaard wordt gevoerd.

De theoretische verbrandingstemperatuur en soortelijke warmteoverdracht van verschillende brandstoffen zijn weergegeven in de vergelijkende tabel. Het valt op dat onder ideale omstandigheden elke brandstof maximale warmte afgeeft bij interactie met het vereiste luchtvolume.

In de praktijk is het niet realistisch om dergelijke omstandigheden te creëren, dus wordt de lucht met een teveel aan lucht aangevoerd. De werkelijke verbrandingstemperatuur van bruinkool in een conventionele TT-ketel ligt binnen 700 ... 800 ° C, steen en antraciet - 800 ... 1100 graden.

Als je het overdrijft met de hoeveelheid zuurstof, zal de energie worden besteed aan het verwarmen van de lucht en gewoon de buis in vliegen, de efficiëntie van de oven zal merkbaar dalen. Bovendien kan de temperatuur van het vuur oplopen tot 1500 ° C. Het proces lijkt op een gewoon vuur - de vlam is groot, er is weinig hitte. Een voorbeeld van een efficiënte verbranding van steenkool met een retortbrander op een automatische ketel wordt gepresenteerd in de video:

Temperatuur - verbranding - brandstof

De intensiteit van de bestraling van de werknemer hangt af van de verbrandingstemperatuur van de brandstof in de oven, de grootte van het laadgat, de dikte van de ovenwanden bij het laadgat en, tenslotte, van de afstand waarop de arbeider zich van de laadopening bevindt. gat.

De praktisch haalbare temperatuur 1L is de verbrandingstemperatuur van de brandstof in reële omstandigheden. Bij het bepalen van de waarde wordt rekening gehouden met warmteverliezen naar de omgeving, de duur van het verbrandingsproces, de verbrandingsmethode en andere factoren.

Overtollige lucht heeft een dramatische invloed op de verbrandingstemperatuur van de brandstof.Zo is bijvoorbeeld de werkelijke verbrandingstemperatuur van aardgas met 10% luchtovermaat 1868 ° C, bij 20% overmaat 1749 ° C en bij 100% luchtovermaat daalt deze tot 1167 ° C. , het voorverwarmen van lucht, die naar de verbranding van brandstof gaat, verhoogt de temperatuur van zijn verbranding. Dus bij het verbranden van aardgas (1Max 2003 C) met lucht verwarmd tot 200 C, stijgt de verbrandingstemperatuur tot 2128 C, en als de lucht wordt verwarmd tot 400 C - tot 2257 C.

Wanneer lucht en gasvormige brandstof worden verwarmd, stijgt de verbrandingstemperatuur van de brandstof en als gevolg daarvan stijgt ook de temperatuur van de werkruimte van de oven. In veel gevallen is het onmogelijk om de temperaturen te bereiken die vereist zijn voor een bepaald technologisch proces zonder hoge verwarming van lucht en gasvormige brandstof. Bijvoorbeeld, staalsmelten in openhaardovens, waarbij de temperatuur van de fakkel (stroom van brandende gassen) in de smeltruimte 1800 - 2000 C zou moeten zijn, zou onmogelijk zijn zonder lucht en gas te verwarmen tot 1000 - 1200 C. Wanneer verwarming van industriële ovens caloriearme lokale brandstof (vochtig brandhout, turf, bruinkool), hun werk zonder de lucht te verwarmen is vaak zelfs onmogelijk.

Uit deze formule blijkt dat de verbrandingstemperatuur van de brandstof kan worden verhoogd door de teller te verhogen en de noemer te verlagen. De afhankelijkheid van de verbrandingstemperatuur van verschillende gassen van de overtollige luchtverhouding wordt getoond in Fig.

Overtollige lucht heeft ook een sterke invloed op de verbrandingstemperatuur van de brandstof. De warmteafgifte van aardgas met een luchtovermaat van 10% - 1868 C, met een luchtovermaat van 20% - 1749 C en met een 100% overmaat is dus gelijk aan 1167 C.

Als de hete junctietemperatuur alleen wordt beperkt door de verbrandingstemperatuur van de brandstof, maakt het gebruik van recuperatie het mogelijk om de temperatuur Тт te verhogen door de temperatuur van de verbrandingsproducten te verhogen en zo de algehele efficiëntie van de TEG te verhogen.

De verrijking van de explosie met zuurstof leidt tot een aanzienlijke verhoging van de verbrandingstemperatuur van de brandstof. Zoals de grafiekgegevens in Fig. 17, wordt de theoretische temperatuur van brandstofverbranding geassocieerd met de verrijking van de explosie met zuurstof door een afhankelijkheid, die praktisch lineair is tot aan het zuurstofgehalte in de explosie van 40%. Bij hogere verrijkingsgraden begint de dissociatie van verbrandingsproducten een significant effect te hebben, waardoor de krommen van de temperatuurafhankelijkheid van de mate van verrijking van de ontploffing afwijken van rechte lijnen en asymptotisch de temperatuurgrens benaderen voor een gegeven brandstof. De weloverwogen afhankelijkheid van de brandstofverbrandingstemperatuur van de mate van zuurstofverrijking van de explosie heeft dus twee gebieden: een gebied met relatief lage verrijkingen, waar er een lineaire afhankelijkheid is, en een gebied met hoge verrijkingen (meer dan 40%), waar de temperatuurstijging heeft een rottend karakter.

Een belangrijke thermotechnische indicator van de werking van de oven is de oventemperatuur, die afhangt van de verbrandingstemperatuur van de brandstof en de aard van het warmteverbruik.

De as van de brandstof kan, afhankelijk van de samenstelling van de minerale onzuiverheden, bij de verbrandingstemperatuur van de brandstof worden versmolten tot stukjes slak. Het kenmerk van brandstofas, afhankelijk van de temperatuur, wordt gegeven in de tabel. MAAR.

De waarde van tmaK in tabel. IV - З - calorimetrische (theoretische) temperatuur van brandstofverbranding.

Warmteverliezen via de wanden van de ovens naar buiten (in de omgeving) verlagen de verbrandingstemperatuur van de brandstof.

Verbranding van brandstof

Brandstofverbranding is het proces van oxidatie van brandbare componenten dat optreedt bij hoge temperaturen en gepaard gaat met het vrijkomen van warmte. De aard van verbranding wordt bepaald door vele factoren, waaronder de verbrandingsmethode, het ontwerp van de oven, de zuurstofconcentratie, enz. Maar de omstandigheden van het verloop, de duur en de uiteindelijke resultaten van verbrandingsprocessen hangen grotendeels af van de samenstelling , fysische en chemische kenmerken van de brandstof.

Brandstofsamenstelling

Vaste brandstoffen zijn onder meer steenkool en bruinkool, turf, olieschalie, hout. Dit soort brandstoffen zijn complexe organische verbindingen die voornamelijk worden gevormd door vijf elementen: koolstof C, waterstof H, zuurstof O, zwavel S en stikstof N. De brandstof bevat ook vocht en niet-brandbare mineralen, die na verbranding as vormen. Vocht en as zijn de externe ballast van de brandstof, terwijl zuurstof en stikstof intern zijn.

Het belangrijkste element van het brandbare deel is koolstof, het bepaalt de afgifte van de grootste hoeveelheid warmte. Hoe groter het aandeel koolstof in een vaste brandstof, hoe moeilijker het echter is om te ontbranden. Bij verbranding komt bij waterstof 4,4 keer meer warmte vrij dan bij koolstof, maar het aandeel in de samenstelling van vaste brandstoffen is klein. Zuurstof, dat geen warmte genererend element is en waterstof en koolstof bindt, vermindert de verbrandingswarmte en is daarom een ​​ongewenst element. Het gehalte is vooral hoog in turf en hout. De hoeveelheid stikstof in vaste brandstoffen is klein, maar het kan oxiden vormen die schadelijk zijn voor het milieu en de mens. Zwavel is ook een schadelijke onzuiverheid, het geeft weinig warmte af, maar de resulterende oxiden leiden tot corrosie van het metaal van de ketels en vervuiling van de atmosfeer.

Brandstofspecificaties en hun invloed op het verbrandingsproces

De belangrijkste technische kenmerken van brandstof zijn: verbrandingswarmte, opbrengst vluchtige stoffen, eigenschappen niet-vluchtig residu (cokes), asgehalte en vochtgehalte.

Verbrandingswarmte van brandstof

De calorische waarde is de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de volledige verbranding van een massa-eenheid (kJ / kg) of een brandstofvolume (kJ / m3). Maak onderscheid tussen hogere en lagere verbrandingswarmte. De hoogste omvat de warmte die vrijkomt bij de condensatie van dampen in de verbrandingsproducten. Wanneer brandstof wordt verbrand in ketelovens, hebben de uitlaatgassen een temperatuur waarbij vocht zich in een dampvormige toestand bevindt. Daarom wordt in dit geval een lagere verbrandingswarmte gebruikt, die geen rekening houdt met de condensatiewarmte van waterdamp.

De samenstelling en de calorische onderwaarde van alle bekende steenkoolvoorraden zijn bepaald en vermeld in de berekende karakteristieken.

Vrijkomen van vluchtige stoffen

Wanneer vaste brandstof wordt verwarmd zonder toegang tot lucht onder invloed van hoge temperatuur, komt eerst waterdamp vrij en vervolgens vindt thermische ontleding van moleculen plaats met het vrijkomen van gasvormige stoffen, vluchtige stoffen genaamd.

Het vrijkomen van vluchtige stoffen kan plaatsvinden in het temperatuurbereik van 160 tot 1100 ° C, maar gemiddeld - in het temperatuurbereik van 400-800 ° C. De temperatuur van het begin van het vrijkomen van vluchtige stoffen, de hoeveelheid en samenstelling van gasvormige producten zijn afhankelijk van de chemische samenstelling van de brandstof. Hoe chemisch gezien ouder de brandstof is, hoe lager de afgifte van vluchtige stoffen en hoe hoger de temperatuur waarop ze beginnen.

Vluchtige stoffen zorgen voor een snellere ontsteking van de fijnstof en hebben een significant effect op de verbranding van brandstof. Jonge brandstoffen - turf, bruinkool - ontbranden gemakkelijk, verbranden snel en bijna volledig. Omgekeerd zijn brandstoffen met weinig vluchtige stoffen, zoals antraciet, moeilijker te ontsteken, branden veel langzamer en branden niet volledig (met verhoogd warmteverlies).

Eigenschappen van niet-vluchtig residu (cokes)

Het vaste deel van de brandstof dat overblijft na het vrijkomen van vluchtige stoffen, voornamelijk bestaande uit koolstof en een mineraal deel, wordt cokes genoemd. Het cokesresidu kan, afhankelijk van de eigenschappen van organische verbindingen in de brandbare massa: aangekoekt, zwak aangekoekt (vernietigd door blootstelling), poederachtig zijn. Antraciet, turf, bruinkool geven een poederachtig niet-vluchtig residu. De meeste bitumineuze kolen worden gesinterd, maar niet altijd sterk. Kleverig of poederachtig niet-vluchtig residu geeft bitumineuze kolen met een zeer hoge opbrengst aan vluchtige stoffen (42-45%) en met een zeer lage opbrengst (minder dan 17%).

De structuur van het cokesresidu is belangrijk bij het verbranden van kolen in roosterovens.Bij het affakkelen in elektrische boilers is de prestatie van de cokes niet erg belangrijk.

As inhoud

Vaste brandstof bevat de grootste hoeveelheid niet-brandbare minerale onzuiverheden. Dit zijn voornamelijk klei, silicaten, ijzerpyriet, maar ook ijzeroxide, sulfaten, carbonaten en silicaten van ijzer, oxiden van verschillende metalen, chloriden, alkaliën enz. Kunnen worden opgenomen. De meeste vallen tijdens de mijnbouw in de vorm van gesteenten, waartussen steenkoollagen liggen, maar er zijn ook minerale stoffen die uit steenkoolvormers in de brandstof zijn gekomen of bezig zijn met het omzetten van de oorspronkelijke massa.

Wanneer brandstof wordt verbrand, ondergaan minerale onzuiverheden een reeks reacties, waardoor een vast niet-brandbaar residu, as genaamd, wordt gevormd. Het gewicht en de samenstelling van de as zijn niet identiek aan het gewicht en de samenstelling van de minerale onzuiverheden van de brandstof.

Ash-eigenschappen spelen een belangrijke rol bij de organisatie van de werking van ketels en ovens. De deeltjes, meegevoerd door de verbrandingsproducten, schuren de verwarmingsoppervlakken met hoge snelheden en bij lage snelheden worden ze erop afgezet, wat leidt tot een verslechtering van de warmteoverdracht. As die in de schoorsteen wordt meegevoerd, kan het milieu schaden, om dit te voorkomen, is de installatie van ascollectoren vereist.

Een belangrijke eigenschap van as is de smeltbaarheid; ze maken onderscheid tussen vuurvaste (boven 1425 ° C), mediumsmeltende (1200-1425 ° C) en laagsmeltende (minder dan 1200 ° C) as. As die het smeltstadium heeft doorstaan ​​en in een gesinterde of gesmolten massa is veranderd, wordt slak genoemd. De temperatuurkarakteristiek van de assmeltbaarheid is van groot belang om de betrouwbare werking van de oven- en keteloppervlakken te garanderen; de juiste keuze van de temperatuur van de gassen nabij deze oppervlakken zal slakvorming voorkomen.

Vochtgehalte

Vocht is een ongewenst bestanddeel van de brandstof, het is, samen met minerale onzuiverheden, ballast en vermindert de inhoud van het brandbare deel. Bovendien verlaagt het de thermische waarde, omdat er extra energie nodig is voor de verdamping ervan.

Het vocht in de brandstof kan intern of extern zijn. Uitwendig vocht bevindt zich in de haarvaten of zit vast aan het oppervlak. Met chemische veroudering neemt de hoeveelheid capillair vocht af. Hoe kleiner de stukjes brandstof, hoe groter het vocht aan het oppervlak. Intern vocht komt de organische stof binnen.

Het vochtgehalte in de brandstof vermindert de verbrandingswarmte en leidt tot een hoger brandstofverbruik. Tegelijkertijd nemen de volumes van verbrandingsproducten toe, nemen warmteverliezen met uitlaatgassen toe en neemt het rendement van de keteleenheid af. Een hoge luchtvochtigheid in de winter leidt tot bevriezing van steenkool, moeilijkheden bij het malen en een afname van de vloeibaarheid.

Brandstofverbrandingsmethoden afhankelijk van het type oven

De belangrijkste soorten verbrandingsapparaten:

• gelaagd,
• kamer.

Laagovens zijn bedoeld voor verbranding van klonterige vaste brandstof. Ze kunnen compact en gefluïdiseerd zijn. Bij verbranding in een dichte laag gaat de verbrandingslucht door de laag zonder de stabiliteit ervan te beïnvloeden, dat wil zeggen dat de zwaartekracht van de brandende deeltjes groter is dan de dynamische druk van de lucht. Bij verbranding in een gefluïdiseerd bed gaan de deeltjes door de verhoogde luchtsnelheid in een "kook" -toestand. In dit geval vindt een actieve menging van het oxidatiemiddel en de brandstof plaats, waardoor de brandstofverbranding wordt geïntensiveerd.

IN kamerovens verbrand vaste verpulverde brandstof, evenals vloeibaar en gasvormig. Kamerovens zijn onderverdeeld in cyclonische en fakkelovens. Tijdens fakkelverbranding mogen kooldeeltjes niet groter zijn dan 100 micron, ze branden in het volume van de verbrandingskamer. Cycloonverbranding maakt een grotere deeltjesgrootte mogelijk; onder invloed van centrifugale krachten worden ze op de wanden van de oven geworpen en volledig uitgebrand in een wervelende stroom in een hoge temperatuurzone.

Verbranding van brandstof. De belangrijkste fasen van het proces

Bij het verbranden van vaste brandstof kunnen bepaalde stadia worden onderscheiden: verhitting en verdamping van vocht, sublimatie van vluchtige stoffen en de vorming van cokesresidu, verbranding van vluchtige stoffen en cokes en de vorming van slakken. Deze verdeling van het verbrandingsproces is relatief arbitrair, aangezien deze fasen weliswaar opeenvolgend verlopen, maar elkaar gedeeltelijk overlappen. Dus de sublimatie van vluchtige stoffen begint vóór de uiteindelijke verdamping van al het vocht, de vorming van vluchtige stoffen vindt gelijktijdig plaats met het proces van hun verbranding, net zoals het begin van oxidatie van het cokesresidu voorafgaat aan het einde van de verbranding van vluchtige stoffen, en de naverbranding van cokes kan ook plaatsvinden na slakvorming.

De doorstroomtijd van elke fase van het verbrandingsproces wordt grotendeels bepaald door de eigenschappen van de brandstof. De verbrandingsfase van cokes duurt het langst, zelfs voor brandstoffen met een hoge vluchtige opbrengst. Verschillende bedrijfsfactoren en ontwerpkenmerken van de oven hebben een aanzienlijke invloed op de duur van de fasen van het verbrandingsproces.

1. Voorbereiding van brandstof voor ontsteking

De brandstof die de oven binnenkomt wordt verwarmd, waardoor deze in aanwezigheid van vocht verdampt en de brandstof opdroogt. De tijd die nodig is voor het verwarmen en drogen is afhankelijk van de hoeveelheid vocht en de temperatuur waarmee de brandstof aan de verbrandingsinrichting wordt toegevoerd. Voor brandstoffen met een hoog vochtgehalte (turf, natte bruinkool) is de verwarmings- en droogfase relatief lang.

Brandstof wordt geleverd aan gestapelde ovens bij een temperatuur die dicht bij de omgevingstemperatuur ligt. Alleen in de winter, wanneer steenkool bevriest, is de temperatuur lager dan in de stookruimte. Voor verbranding in fakkel- en vortexovens wordt de brandstof verbrijzeld en vermalen, vergezeld van drogen met hete lucht of rookgassen. Hoe hoger de temperatuur van de binnenkomende brandstof, hoe minder tijd en warmte er nodig is om deze op te warmen tot de ontstekingstemperatuur.

Het drogen van brandstof in de oven vindt plaats door twee warmtebronnen: convectiewarmte van verbrandingsproducten en stralingswarmte van een toorts, bekleding en slak.

In kamerovens wordt het verwarmen voornamelijk uitgevoerd door de eerste bron, dat wil zeggen het mengen van verbrandingsproducten met de brandstof op het punt van introductie. Daarom is een van de belangrijke vereisten voor het ontwerp van inrichtingen om brandstof in de oven te brengen, het verzekeren van een intensieve afzuiging van verbrandingsproducten. Een hogere temperatuur in de vuurhaard draagt ​​ook bij aan een kortere opwarm- en droogtijd. Daartoe worden bij het verbranden van brandstoffen met het begin van het vrijkomen van vluchtige stoffen bij hoge temperaturen (meer dan 400 ° C), brandgevaarlijke banden gemaakt in kamerovens, dat wil zeggen, ze sluiten de afschermbuizen af ​​met een vuurvast warmte-isolerend materiaal in om hun warmtebeleving te verminderen.

Bij het verbranden van brandstof in een bed, wordt de rol van elk type warmtebron bepaald door het ontwerp van de oven. In ovens met kettingroosters wordt het verwarmen en drogen voornamelijk uitgevoerd door de stralingswarmte van de toorts. In ovens met een vast rooster en brandstoftoevoer van boven, vindt verwarming en droging plaats doordat verbrandingsproducten van onder naar boven door de laag bewegen.

Tijdens het verhitten tot een temperatuur boven 110 ° C begint de thermische afbraak van organische stoffen waaruit de brandstoffen bestaan. De minst sterke verbindingen zijn verbindingen die een aanzienlijke hoeveelheid zuurstof bevatten. Deze verbindingen ontleden bij relatief lage temperaturen onder vorming van vluchtige stoffen en een vast residu, voornamelijk bestaande uit koolstof.

Brandstoffen die jong zijn van chemische samenstelling, veel zuurstof bevatten, hebben bij het begin een lage temperatuur van het vrijkomen van gasvormige stoffen en geven een hoger percentage. Brandstoffen met een laag gehalte aan zuurstofverbindingen hebben een lage vluchtigheidsopbrengst en een hoger vlampunt.

Het gehalte aan moleculen in vaste brandstoffen, die bij verhitting gemakkelijk ontleden, heeft ook invloed op de reactiviteit van het niet-vluchtige residu.Ten eerste vindt de ontleding van de brandbare massa voornamelijk plaats op het buitenoppervlak van de brandstof. Bij verdere verwarming beginnen pyrogenetische reacties in de brandstofdeeltjes op te treden, de druk stijgt erin en de buitenste schil breekt. Wanneer brandstoffen met een hoge opbrengst aan vluchtige stoffen worden verbrand, wordt het cokesresidu poreus en heeft het een groter oppervlak in vergelijking met het dichte vaste residu.

2. Het verbrandingsproces van gasvormige verbindingen en cokes

De eigenlijke verbranding van brandstof begint met de ontsteking van vluchtige stoffen. Tijdens de brandstofvoorbereidingsperiode treden vertakte kettingreacties van oxidatie van gasvormige stoffen op, in eerste instantie verlopen deze reacties met lage snelheden. De vrijkomende warmte wordt waargenomen door de oppervlakken van de oven en wordt gedeeltelijk geaccumuleerd in de vorm van energie van bewegende moleculen. Dit laatste leidt tot een toename van de snelheid van kettingreacties. Bij een bepaalde temperatuur verlopen oxidatiereacties zo snel dat de warmte die vrijkomt de warmteabsorptie volledig afdekt. Deze temperatuur is het vlampunt.

De ontstekingstemperatuur is niet constant, deze hangt zowel af van de eigenschappen van de brandstof als van de omstandigheden in de ontstekingszone, gemiddeld is deze 400-600 ° C. Na ontsteking van het gasmengsel veroorzaakt een verdere zelfversnelling van oxidatiereacties een temperatuurstijging. Om de verbranding in stand te houden, is een continue toevoer van oxidatiemiddel en brandbare stoffen vereist.

De ontbranding van gasvormige stoffen leidt tot het omhullen van het cokesdeeltje in een vuuromhulsel. De verbranding van cokes begint wanneer de verbranding van vluchtige stoffen stopt. Het vaste deeltje warmt op tot een hoge temperatuur, en naarmate de hoeveelheid vluchtige stoffen afneemt, neemt de dikte van de grensverbrandende laag af en bereikt zuurstof het hete koolstofoppervlak.

De verbranding van cokes begint bij een temperatuur van 1000 ° C en is het langste proces. De reden is dat ten eerste de zuurstofconcentratie afneemt en ten tweede heterogene reacties langzamer verlopen dan homogene. Als resultaat wordt de verbrandingsduur van een vast brandstofdeeltje voornamelijk bepaald door de verbrandingstijd van het cokesresidu (ongeveer 2/3 van de totale tijd). Voor brandstoffen met een hoge opbrengst aan vluchtige stoffen is het vaste residu minder dan de helft van de oorspronkelijke deeltjesmassa, daarom vindt hun verbranding snel plaats en is de kans op onderverbranding klein. Chemisch oude brandstoffen hebben een dicht deeltje, waarvan de verbranding bijna de hele tijd in de oven duurt.

Het cokesresidu van de meeste vaste brandstoffen bestaat voornamelijk, en voor sommige soorten, volledig uit koolstof. De verbranding van vaste koolstof vindt plaats met de vorming van koolmonoxide en kooldioxide.

Optimale voorwaarden voor warmteafvoer

Het creëren van optimale omstandigheden voor de verbranding van koolstof is de basis voor de juiste constructie van een technologische methode voor het verbranden van vaste brandstoffen in keteleenheden. De volgende factoren kunnen het bereiken van de hoogste warmteafgifte in de oven beïnvloeden: temperatuur, luchtovermaat, primaire en secundaire mengselvorming.

Temperatuur​De warmteafgifte tijdens de verbranding van brandstof hangt in belangrijke mate af van het temperatuurregime van de oven. Bij relatief lage temperaturen vindt onvolledige verbranding van brandbare stoffen plaats in de toortskern; koolmonoxide, waterstof en koolwaterstoffen blijven achter in de verbrandingsproducten. Bij temperaturen van 1000 tot 1800-2000 ° C is volledige verbranding van de brandstof haalbaar.

Overtollige lucht​De specifieke warmteopwekking bereikt zijn maximale waarde bij volledige verbranding en een luchtoverschotverhouding van één. Bij een afname van de overtollige luchtverhouding neemt de warmteafgifte af, aangezien zuurstofgebrek leidt tot oxidatie van minder brandstof. Het temperatuurniveau neemt af, de reactiesnelheden nemen af, wat leidt tot een sterke afname van de warmteafgifte.

Een toename van de overmaat luchtverhouding groter dan één vermindert de warmteontwikkeling zelfs meer dan een gebrek aan lucht.In reële omstandigheden van brandstofverbranding in ketelovens worden de grenswaarden van warmteafgifte niet bereikt, omdat er onvolledige verbranding is. Het hangt grotendeels af van hoe de mengselvormingsprocessen zijn georganiseerd.

Mengprocessen​In kamerovens wordt primaire mengselvorming bereikt door brandstof te drogen en te mengen met lucht, waarbij een deel van de lucht (primair) aan de voorbereidingszone wordt toegevoerd, waardoor een wijd open toorts ontstaat met een breed oppervlak en hoge turbulisatie met behulp van verwarmde lucht.

In gelaagde ovens is de primaire mengtaak het toevoeren van de vereiste hoeveelheid lucht naar verschillende verbrandingszones op het rooster.

Om de naverbranding van gasvormige producten van onvolledige verbranding en cokes te waarborgen, worden processen van secundaire mengselvorming georganiseerd. Deze processen worden vergemakkelijkt door: de toevoer van secundaire lucht met hoge snelheid, het creëren van een dergelijke aerodynamica, waarbij een uniforme vulling van de hele oven met een toorts wordt bereikt en bijgevolg de verblijftijd van gassen en cokesdeeltjes in de oven stijgt.

3. Slakvorming

Tijdens het oxidatieproces van de brandbare massa van vaste brandstof treden ook belangrijke veranderingen op in minerale onzuiverheden. Laagsmeltende stoffen en legeringen met een laag smeltpunt lossen vuurvaste verbindingen op.

Een voorwaarde voor de normale werking van ketels is de ononderbroken verwijdering van verbrandingsproducten en de resulterende slak.

Tijdens laagverbranding kan slakvorming leiden tot mechanische onderverbranding - minerale onzuiverheden omhullen onverbrande cokesdeeltjes, of stroperige slakken kunnen luchtdoorgangen blokkeren, waardoor de zuurstoftoegang tot de brandende cokes wordt geblokkeerd. Om onderverbranding te verminderen, worden verschillende maatregelen gebruikt: in ovens met kettingroosters wordt de tijd besteed aan het slakkenrooster verhoogd en wordt frequent shuraing uitgevoerd.

In gelaagde ovens wordt de slak in droge vorm verwijderd. In kamerovens kan de slakverwijdering droog of vloeibaar zijn.

Brandstofverbranding is dus een complex fysisch-chemisch proces, dat wordt beïnvloed door een groot aantal verschillende factoren, maar bij het ontwerpen van ketels en ovens moet met alle factoren rekening worden gehouden.

Verbranding - benzine

Verbranding van benzine met ontploffing gaat gepaard met het verschijnen van scherpe metalen stoten, zwarte rook op de uitlaat, een toename van het benzineverbruik, een afname van het motorvermogen en andere negatieve verschijnselen.

De verbranding van benzine in de motor hangt ook af van de overmaat aan lucht. Bij de waarden a 0 9 - j - 1 1 is de snelheid van oxidatieprocessen vóór de vlam in het werkmengsel het hoogst. Daarom worden bij deze waarden van a de meest gunstige omstandigheden gecreëerd voor het begin van detonatie.

Na de verbranding van benzine nam de totale massa van dergelijke verontreinigende stoffen aanzienlijk toe, samen met de algemene herverdeling van hun hoeveelheden. Het percentage benzeen in het condensaat van uitlaatgassen van auto's was ongeveer 1 tot 7 keer hoger dan dat in benzine; het tolueengehalte was 3 keer hoger en het xyleengehalte 30 keer hoger. Het is bekend dat in dit geval zuurstofverbindingen worden gevormd en het aantal ionen dat kenmerkend is voor zwaardere onverzadigde verbindingen van de olefine- of cycloparaffine-serie en de acetyleen- of dieen-serie, in het bijzonder de laatste, neemt sterk toe. Over het algemeen leken de wijzigingen aan de Haagen-Smit-kamer op de wijzigingen die nodig waren om de samenstelling van typische uitlaatgasmonsters van voertuigen vergelijkbaar te maken met die van de smogmonsters uit Los Angeles.

De calorische waarde van benzine hangt af van de chemische samenstelling. Daarom hebben koolwaterstoffen die rijk zijn aan waterstof (bijvoorbeeld paraffinische koolwaterstoffen) een grote calorische massa.

Benzine verbrandingsproducten expanderen in de interne verbrandingsmotor langs de polytrope n1 27 van 30 naar 3 at. De begintemperatuur van gassen is 2100 C; de massasamenstelling van verbrandingsproducten van 1 kg benzine is als volgt: CO23 135 kg, H2 1305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Bepaal het uitzettingswerk van deze gassen als er tegelijkertijd 2 g benzine in de cilinder wordt gevoerd.

Wanneer benzine wordt verbrand uit een thermische energiecentrale, worden koolstofafzettingen gevormd die loodoxide bevatten.

Bij het verbranden van benzine in zuigermotoren met inwendige verbranding, worden bijna alle gevormde producten met de uitlaatgassen meegevoerd. Slechts een relatief klein deel van de producten van onvolledige verbranding van brandstof en olie, een kleine hoeveelheid anorganische verbindingen gevormd uit elementen geïntroduceerd met brandstof, lucht en olie, worden afgezet in de vorm van koolstofafzettingen.

Wanneer benzine verbrandt met tetra-ethyllood, wordt blijkbaar loodoxide gevormd, dat pas smelt bij een temperatuur van 900 ° C en kan verdampen bij een zeer hoge temperatuur, waarbij het de gemiddelde temperatuur in de motorcilinder overschrijdt. Om de afzetting van loodoxide in de motor te voorkomen, worden speciale stoffen in de ethylvloeistofvangers gebracht. De gehalogeneerde koolwaterstoffen worden gebruikt als aaseters. Meestal zijn dit verbindingen die broom en chloor bevatten, die ook lood verbranden en binden in nieuwe bromide- en chlorideverbindingen.

Wanneer benzine wordt verbrand uit een thermische energiecentrale, worden koolstofafzettingen gevormd die loodoxide bevatten.

Bij de verbranding van benzine die zuivere TPP bevat, zet zich een plaque van loodverbindingen af ​​in de motor. De samenstelling van de ethylvloeistof kwaliteit R-9 (in gewicht): tetraethyllood 54 0%, broomethaan 33 0%, monochloornaftaleen 6 8 0 5%, vulstof - luchtvaart - benzine - tot 100%; kleurstof donkerrood 1 g per 1 kg van het mengsel.

Wanneer benzine met TPP wordt verbrand, wordt fisteloxide met een lage vluchtigheid gevormd in de motor; Omdat het smeltpunt van loodoxide vrij hoog is (888), wordt een deel ervan (ongeveer 10%, gerekend op lood geïntroduceerd met benzine) als een vast residu afgezet op de wanden van de verbrandingskamer, kaarsen en kleppen, wat leidt tot een snelle motorstoring.

Wanneer benzine wordt verbrand in een automotor, worden ook kleinere moleculen gevormd en wordt de vrijgekomen energie in een groter volume verdeeld.

Gassen die gloeien door de verbranding van benzine stromen rond de warmtewisselaar 8 (binnen vanaf de zijkant van de verbrandingskamer en verder, door de ramen 5 buiten, die door de uitlaatgaskamer 6 gaan) en verwarmen de lucht in het warmtewisselaarkanaal. Vervolgens worden hete uitlaatgassen door de uitlaatpijp 7 onder het carter gevoerd en verwarmen de motor van buitenaf, en hete lucht van de warmtewisselaar wordt door de ontluchter naar het carter gevoerd en verwarmt de motor van binnenuit. In 15 - 2 minuten na het begin van de verwarming wordt de gloeibougie uitgeschakeld en gaat de verbranding in de verwarming verder zonder zijn deelname. Na 7 - 13 minuten vanaf het moment van ontvangst van een puls om de motor te starten, warmt de olie in het carter op tot een temperatuur van 30 C (bij een omgevingstemperatuur tot -25 C) en start de unit met pulsen, waarna de verwarming is uitgeschakeld.

Verbrandingstemperatuur

Bij warmtetechniek worden de volgende verbrandingstemperaturen van gassen onderscheiden: warmteafgifte, calorimetrisch, theoretisch en actueel (berekend). Verwarmingscapaciteit tx is de maximale temperatuur van de producten van volledige gasverbranding onder adiabatische omstandigheden met een luchtovermaatcoëfficiënt a = 1,0 en bij een gas- en luchttemperatuur gelijk aan 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

waarbij QH de laagste calorische waarde van gas is, kJ / m3; IVcp - de som van de producten van de volumes kooldioxide, waterdamp en stikstof gevormd tijdens de verbranding van 1 m3 gas (m3 / m3) en hun gemiddelde volumetrische warmtecapaciteiten bij constante druk binnen het temperatuurbereik van 0 ° С tot tx (kJ / (m3 * ° С).

Vanwege de variabiliteit van de warmtecapaciteit van gassen, wordt de warmteafgifte bepaald door de methode van opeenvolgende benaderingen. Als initiële parameter wordt de waarde voor aardgas (= 2000 ° C) genomen, met a = 1,0 worden de volumes van de componenten van verbrandingsproducten bepaald volgens de tabel.8.3 wordt hun gemiddelde warmtecapaciteit gevonden en vervolgens wordt volgens de formule (8.11) de warmtecapaciteit van het gas berekend. Als deze als resultaat van de berekening lager of hoger blijkt te zijn dan de geaccepteerde, dan wordt een andere temperatuur ingesteld en wordt de berekening herhaald. De warmteafgifte van gewone eenvoudige en complexe gassen wanneer ze in droge lucht verbranden, wordt in de tabel gegeven. 8.5. Bij verbranding van gas in atmosferische lucht met ongeveer 1 gew. % vocht, de warmteproductie neemt af met 25-30 ° С.

De calorimetrische verbrandingstemperatuur tK is de temperatuur bepaald zonder rekening te houden met de dissociatie van waterdamp en kooldioxide, maar met inachtneming van de werkelijke begintemperatuur van gas en lucht. Het verschilt van de warmteafgifte tx doordat de gas- en luchttemperaturen, evenals de overtollige luchtcoëfficiënt a, worden ontleend aan hun werkelijke waarden. Je kunt tK bepalen aan de hand van de formule:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

waarbij qphys de warmte-inhoud (fysieke warmte) van gas en lucht is, gemeten vanaf 0 ° C, kJ / m3.

Natuurlijke en vloeibaar gemaakte petroleumgassen worden meestal niet verwarmd voor verbranding, en hun volume in vergelijking met het volume van verbrandingslucht is klein.

Tabel 8.3.

Gemiddelde volumetrische warmtecapaciteit van gassen, kJ / (m3 • ° С)

Daarom kan bij het bepalen van de calorimetrische temperatuur de warmte-inhoud van gassen worden genegeerd. Bij het verbranden van gassen met een lage calorische waarde (generator, hoogoven, etc.), heeft hun warmte-inhoud (vooral verwarmd voor verbranding) een zeer significant effect op de calorimetrische temperatuur.

De afhankelijkheid van de calorimetrische temperatuur van aardgas met een gemiddelde samenstelling in lucht met een temperatuur van 0 ° C en een vochtigheid van 1% van de luchtoverschotcoëfficiënt a wordt gegeven in de tabel. 8.5, voor LPG wanneer het wordt verbrand in droge lucht - in tafel. 8.7. Tabelgegevens. 8.5-8.7 is het mogelijk om met voldoende nauwkeurigheid te worden begeleid bij het bepalen van de calorimetrische verbrandingstemperatuur van andere natuurlijke gassen, die relatief vergelijkbaar zijn in samenstelling, en koolwaterstofgassen van bijna elke samenstelling. Als het nodig is om een ​​hoge temperatuur te verkrijgen bij het verbranden van gassen met lage luchtovermaatcoëfficiënten, en om de efficiëntie van ovens te verhogen, wordt in de praktijk de lucht verwarmd, wat leidt tot een verhoging van de calorimetrische temperatuur (zie Tabel 8.6) .

Tabel 8.4.

Verwarmingscapaciteit van gassen in droge lucht

Tabel 8.5.

Calorimetrische en theoretische temperaturen van aardgasverbranding in lucht met t = 0 ° С en vochtigheid 1% * afhankelijk van de overmaat luchtcoëfficiënt a

>

De theoretische verbrandingstemperatuur tT is de maximumtemperatuur die op dezelfde manier wordt bepaald als de calorimetrische temperatuur tK, maar met een correctie voor endotherme (warmte-eisen) reacties van dissociatie van kooldioxide en waterdamp, waarbij het volume toeneemt:

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

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

Bij hoge temperaturen kan dissociatie leiden tot de vorming van atomaire waterstof-, zuurstof- en OH-hydroxylgroepen. Bovendien produceert verbranding van gas altijd een bepaalde hoeveelheid stikstofoxide. Al deze reacties zijn endotherm en leiden tot een verlaging van de verbrandingstemperatuur.

Tabel 8.6.

Calorimetrische temperatuur van aardgasverbranding tу, ° С, afhankelijk van de verhouding van overtollige droge lucht en de temperatuur ervan (afgeronde waarden)

Tabel 8.7.

Calorimetrische verbrandingstemperatuur tK commercieel propaan in droge lucht met t = 0 ° С afhankelijk van de luchtoverschotcoëfficiënt a

De theoretische verbrandingstemperatuur kan worden bepaald met behulp van de volgende formule:

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

waarbij qduc het totale warmteverbruik is voor de dissociatie van СО2 en Н2О in verbrandingsproducten, kJ / m3; IVcp - de som van het product van het volume en de gemiddelde warmtecapaciteit van verbrandingsproducten, rekening houdend met dissociatie per 1 m3 gas.

Zoals je aan de tafel kunt zien. 8.8, bij temperaturen tot 1600 ° C, kan de dissociatiegraad buiten beschouwing worden gelaten en kan de theoretische verbrandingstemperatuur gelijk worden gesteld aan de calorimetrische temperatuur. Bij hogere temperaturen kan de mate van dissociatie de temperatuur in de werkruimte aanzienlijk verlagen. In de praktijk is hier geen bijzondere behoefte aan, de theoretische verbrandingstemperatuur moet alleen worden bepaald voor hogetemperatuurovens die werken met voorverwarmde lucht (bijvoorbeeld openhaardovens). Bij ketelinstallaties is dit niet nodig.

De werkelijke (berekende) temperatuur van de verbrandingsproducten td is de temperatuur die onder reële omstandigheden bereikt wordt op het heetste punt van de vlam. Het is lager dan de theoretische en hangt af van het warmteverlies naar de omgeving, de mate van warmteoverdracht van de verbrandingszone door straling, de duur van het verbrandingsproces in de tijd, enz. De werkelijke gemiddelde temperaturen in ovens van ovens en ketels zijn bepaald door de warmtebalans of ongeveer door de theoretische of calorimetrische verbrandingstemperatuur, afhankelijk van de temperatuur in de ovens met de toevoeging van experimenteel vastgestelde correctiefactoren erin:

td = t (8,16)

waar n - t. n. pyrometrische coëfficiënt binnen:

• voor hoogwaardige thermische en verwarmingsovens met thermische isolatie - 0,75-0,85;
• voor afgedichte ovens zonder thermische isolatie - 0,70-0,75;
• voor afgeschermde ketelovens - 0.60-0.75.

In de praktijk is het nodig om niet alleen de hierboven vermelde adiabatische verbrandingstemperaturen te kennen, maar ook de maximale temperaturen die in de vlam optreden. Hun geschatte waarden worden gewoonlijk experimenteel vastgesteld door spectrografische methoden. De maximale temperaturen die optreden bij een vrije vlam op een afstand van 5-10 mm vanaf de bovenkant van het conische verbrandingsfront staan ​​vermeld in de tabel. 8.9. Uit de analyse van de gepresenteerde gegevens blijkt dat de maximale temperaturen in de vlam lager zijn dan de warmteafgifte (vanwege het warmteverbruik voor de dissociatie van H2O en CO2 en de afvoer van warmte uit de vlamzone).

• de belangrijkste
• Directory
• Verbrandingskenmerken van gassen
• Verbrandingstemperatuur

Verbranding - olieproduct

Verbranding van olieproducten in de dijk van het tankpark wordt geëlimineerd door de onmiddellijke aanvoer van schuim.

Verbranding van olieproducten in de dijk van het tankpark wordt geëlimineerd door onmiddellijke aanvoer van schuim.

Tijdens de verbranding van aardolieproducten stijgt hun kookpunt (zie Tabel 69) geleidelijk door de voortgaande gefractioneerde destillatie, waardoor ook de temperatuur van de bovenlaag stijgt.

Bij het verbranden van olie in de tank wordt het bovenste deel van de bovenste band van de tank blootgesteld aan de vlam. Bij het verbranden van olie op een lager niveau kan de hoogte van de vrije zijde van de tank in contact met de vlam aanzienlijk zijn. Bij deze verbrandingsmodus kan het reservoir instorten. Water uit blusmonden of uit stationaire irrigatieringen, dat op het buitenste deel van de bovenwanden van de tank valt, koelt ze af (Fig.15.1), waardoor een ongeval en verspreiding van olie in de dijk worden voorkomen, waardoor gunstiger voorwaarden worden gecreëerd voor het gebruik van luchtmechanisch schuim.

De resultaten van het bestuderen van de verbranding van aardolieproducten en hun mengsels zijn interessant.

De temperatuur tijdens de verbranding van aardolieproducten is: benzine 1200 C, tractor kerosine 1100 C, diesel 1100 C, ruwe olie 1100 C, stookolie 1000 C. Bij het stoken van hout in stapels bereikt de temperatuur van de turbulente vlam 1200 - 1300 C.

Bijzonder grote studies op het gebied van de fysica van verbranding van aardolieproducten en het blussen ervan zijn de afgelopen 15 jaar uitgevoerd bij het Central Research Institute of Fire Defense (TsNIIPO), het Energy Institute of the USSR Academy of Sciences (ENIN) en een aantal andere onderzoeks- en onderwijsinstellingen.

Een voorbeeld van negatieve katalyse is het onderdrukken van de verbranding van aardolieproducten door toevoeging van gehalogeneerde koolwaterstoffen.

Water bevordert schuimvorming en de vorming van emulsies tijdens de verbranding van aardolieproducten met een vlampunt van 120 C en hoger. De emulsie, die het oppervlak van de vloeistof bedekt, isoleert het van de zuurstof in de lucht en voorkomt ook dat er dampen uit ontsnappen.

Verbranding van vloeibaar gemaakte koolwaterstofgassen in isotherme tanks verschilt niet van de verbranding van aardolieproducten. De verbrandingssnelheid kan in dit geval worden berekend met formule (13) of experimenteel worden bepaald. De bijzonderheid van de verbranding van vloeibaar gemaakte gassen onder isotherme omstandigheden is dat de temperatuur van de gehele vloeistofmassa in de tank gelijk is aan het kookpunt bij atmosferische druk. Voor waterstof, methaan, ethaan, propaan en butaan zijn deze temperaturen respectievelijk - 252, - 161, - 88, - 42 en 0,5 C.

Onderzoek en praktijk van het blussen van branden hebben aangetoond dat om de verbranding van een olieproduct te stoppen, het schuim het gehele oppervlak volledig moet bedekken met een laag van een bepaalde dikte. Alle schuimen met een lage expansiesnelheid zijn niet effectief bij het blussen van branden van olieproducten in tanks op het lagere overstromingsniveau. Schuim dat van grote hoogte (6 - 8 m) op het oppervlak van de brandstof valt, wordt ondergedompeld en omhuld door een laag brandstof, brandt uit of zakt snel in. Alleen schuim met een veelvoud van 70 - 150 kan in een brandende tank met scharnierende jets worden geworpen.