Forbrenningstemperatur petroleum i luft

Kjemisk stabilitet

Med tanke på de kjemiske egenskapene til bensin, er det nødvendig å fokusere på hvor lenge sammensetningen av hydrokarboner vil forbli uendret, siden lettere lagring forsvinner med lang lagring og ytelsen reduseres kraftig.
Spesielt er problemet akutt hvis et høyere drivstoff (AI 95) ble oppnådd fra bensin med et minimum oktantall ved å tilsette propan eller metan i sammensetningen. Deres anti-knock egenskaper er høyere enn isooktan, men de forsvinner også umiddelbart.

I følge GOST må den kjemiske sammensetningen av drivstoff av ethvert merke være uendret i 5 år, underlagt lagringsregler. Men faktisk har til og med det nylig kjøpte drivstoffet allerede et oktantal under det angitte.

Usikre selgere er skyld i dette, som tilfører flytende gass til containere med drivstoff, hvis lagringstid er utløpt, og innholdet ikke oppfyller kravene til GOST. Vanligvis tilsettes forskjellige mengder gass til det samme drivstoffet for å oppnå et oktantal på 92 eller 95. Bekreftelse av slike triks er den skarpe lukten av gass på fyllestasjonen.

Metoder for bestemmelse av flammepunkt

Det er en metode for åpen og lukket digel (beholder for oljeprodukter). Temperaturene som oppnås varierer på grunn av mengden akkumulerte damper.

Den åpne digelmetoden inkluderer:

1. Rengjøring av bensin fra fuktighet ved bruk av natriumklorid.
2. Fylle digelen til et visst nivå.
3. Oppvarming av beholderen til en temperatur 10 grader under forventet resultat.
4. Tenning av en gassbrenner over overflaten.
5. Ved tenningstidspunktet registreres flammepunktet.

Den lukkede digelmetoden skiller seg ut ved at bensinen i beholderen blandes konstant. Når lokket åpnes, brennes ilden opp automatisk.

Flammepunktapparatet består av følgende komponenter:

• elektrisk varmeovn (effekt fra 600 watt);
• kapasitet på 70 milliliter;
• kobber omrører;
• elektrisk eller gass antenner;
• termometer.

Avhengig av resultatene klassifiseres brennbare stoffer:

• spesielt farlig (ved et flammepunkt under -200C);
• farlig (fra -200C til + 230C);
• farlig ved forhøyede temperaturer (fra 230C til 610C).

Hastighet - forbrenning - drivstoff

Hva er den virkelige kostnaden for 1 liter bensin
Drivstoffforbrenningshastigheten øker sterkt hvis den brennbare blandingen er i intens vortex (turbulent) bevegelse. Følgelig kan intensiteten av turbulent varmeoverføring være mye høyere enn for molekylær diffusjon.

Forbrenningshastigheten av drivstoff avhenger av en rekke årsaker diskutert senere i dette kapittelet, og spesielt av kvaliteten på blanding av drivstoff med luft. Forbrenningshastigheten bestemmes av mengden forbrenning per tidsenhet.

Drivstoffforbrenningshastigheten og følgelig varmeutslippshastigheten bestemmes av størrelsen på forbrenningsoverflaten. Kullstøv med en maksimal partikkelstørrelse på 300 - 500 mikron har en forbrenningsoverflate titusenvis ganger større enn grovt sortert kjedegitterdrivstoff.

Forbrenningshastigheten avhenger av temperaturen og trykket i forbrenningskammeret, og øker med økningen. Derfor, etter tenning, øker forbrenningshastigheten og blir veldig høy ved enden av forbrenningskammeret.

Hastigheten til forbrenning av drivstoff påvirkes også av motorhastigheten. Når antall omdreininger øker, avtar fasens varighet.

Turbulensen til gassstrømmen øker hastigheten på forbrenning av drivstoff på grunn av en økning i forbrenningsoverflaten og forplantningshastigheten til flammefronten med en økning i hastigheten på varmeoverføring.

Når du kjører på en mager blanding, reduseres forbrenningshastigheten. Derfor øker mengden varme som gasser gir til deler, og motoren blir overopphetet. Tegn på en for tynn blanding er blink i forgasseren og inntaksmanifolden.

Turbulensen av gassstrømmen øker hastigheten på drivstoffforbrenningen på grunn av en økning i forbrenningsoverflaten og forplantningshastigheten til flammefronten på grunn av en økning i varmen for overføring.

Normale alkaner har det maksimale cetantallet, som karakteriserer forbrenningshastigheten i en motor.

Sammensetningen av arbeidsblandingen påvirker sterkt forbrenningshastigheten i motoren. Disse forholdene skjer ved koeff.

Påvirkningen av kvaliteten på utviklingen av forbrenningsprosessen bestemmes av drivstoffforbrenningshastigheten i hovedfasen. Når en stor mengde drivstoff blir brent i denne fasen, øker verdiene til pz og Tz, andelen etterbrenning reduseres under ekspansjonsprosessen, og den polytropiske indeksen nz blir større. Denne utviklingen av prosessen er mest gunstig, siden den beste varmeutnyttelsen oppnås.

I arbeidsprosessen til motoren er verdien av drivstoffforbrenningshastigheten veldig viktig. Forbrenningshastigheten forstås som mengden (masse) drivstoff som reagerer (brenner) per tidsenhet.

En rekke generelle fenomener indikerer at drivstoffforbrenningshastigheten i motorer er ganske naturlig, ikke tilfeldig. Dette indikeres av reproduserbarheten av mer eller mindre entydige sykluser i motorsylinderen, som faktisk bestemmer den stabile driften av motorene. I de samme motorene blir forbrenningens langvarige natur alltid observert med magre blandinger. Hardt arbeid av motoren, som skjer med høy forbrenningsreaksjon, observeres som regel i kompressorfrie dieselmotorer og mykt arbeid - i motorer med tenning fra elektrisk gnist. Dette indikerer at fundamentalt forskjellig blandingsdannelse og tenning forårsaker en regelmessig endring i forbrenningshastigheten. Med en økning i antall motoromdreininger reduseres forbrenningstiden i tid, og i veivakselenes rotasjonsvinkel øker den. De kinetiske kurvene i løpet av utbrentningen i motorer er av samme karakter som de kinetiske kurvene for en rekke kjemiske reaksjoner som ikke er direkte relatert til motorer og som oppstår under forskjellige forhold.

Eksperimenter indikerer avhengigheten av intensiteten til strålevarmeoverføring av forbrenningshastigheten. Med rask forbrenning ved fakkelens rot utvikles høyere temperaturer og varmeoverføring intensiveres. Inhomogeniteten til temperaturfeltet, sammen med forskjellige konsentrasjoner av emitterende partikler, fører til inhomogenitet av graden av flammesvarthet. Alt det ovennevnte skaper store vanskeligheter for den analytiske bestemmelsen av temperaturen til radiatoren og ovnens emissivitetsgrad.

Med en laminær flamme (se avsnitt 3 for flere detaljer) er forbrenningshastigheten konstant og Q 0; forbrenningsprosessen er stille. Imidlertid, hvis forbrenningssonen er turbulent, og dette er tilfellet under vurdering, så endres den lokale forbrenningshastigheten i tid, og selv om drivstofforbruket er konstant i gjennomsnitt, og for et lite volumelement Q.Q. Turbulens forstyrrer flammen kontinuerlig; til enhver tid er forbrenningen begrenset av denne flammen eller en serie flammer som opptar en tilfeldig posisjon i forbrenningssonen.

Gassformig drivstoff

Gassformet drivstoff er en blanding av forskjellige gasser: metan, etylen og andre hydrokarboner, karbonmonoksid, karbondioksid eller karbondioksid, nitrogen, hydrogen, hydrogensulfid, oksygen og andre gasser, samt vanndamp.

Metan (CH4) er hovedbestanddelen av mange naturgasser. Innholdet i naturgasser når 93 ... 98%. Ved forbrenning av 1 m3 metan frigjøres ~ 35 800 kJ varme.

Gassformige drivstoff kan også inneholde små mengder etylen (C2H4). Forbrenning av 1 m3 etylen gir ~ 59.000 kJ varme.

I tillegg til metan og etylen inneholder gassformige brensler også hydrokarbonforbindelser, som propan (C3H8), butan (C4H10) osv. Forbrenningen av disse hydrokarboner produserer mer varme enn forbrenningen av etylen, men mengden er ubetydelig i brennbare gasser .

Hydrogen (H2) er 14,5 ganger lettere enn luft. Forbrenningen av 1 m3 hydrogen frigjør ~ 10 800 kJ varme. Mange brennbare gasser, bortsett fra koksovnsgass, inneholder relativt små mengder hydrogen. I koksovnsgass kan innholdet nå 50 ... 60%.

Karbonmonoksid (CO) er den viktigste brennbare komponenten i masovnsgass. Forbrenningen av 1 m3 av denne gassen produserer ~ 12,770 kJ varme. Denne gassen er fargeløs, luktfri og svært giftig.

Hydrogensulfid (H2S) er en tung gass med en ubehagelig lukt og er svært giftig. I nærvær av hydrogensulfid i gassen øker korrosjonen til metalldelene i ovnen og gassrørledningen. Den skadelige effekten av hydrogensulfid forsterkes av tilstedeværelsen av oksygen og fuktighet i gassen. Forbrenningen av 1 m3 hydrogensulfid frigjør ~ 23 400 kJ varme.

Resten av gassene: CO2, N2, O2 og vanndamp er ballastkomponenter, siden innholdet av de brennbare komponentene reduseres med en økning i innholdet av disse gassene i drivstoffet. Deres tilstedeværelse fører til en reduksjon i forbrenningstemperaturen til drivstoffet. Et innhold på> 0,5% fritt oksygen i gassformede drivstoff anses av sikkerhetsmessige årsaker som farlig.

Kokende - bensin

Oktan nummer Bensin sammensetning

Bensin begynner å koke ved relativt lav temperatur og fortsetter veldig intensivt.

Slutten på bensinens kokepunkt er ikke spesifisert.

Begynnelsen til koking av bensin er under 40 ° C, slutten er 180 ° C, temperaturen på begynnelsen av krystallisering er ikke høyere enn 60 ° C. Bensinens surhet overstiger ikke 1 mg / 100 ml.

Sluttkokepunktet for bensin i henhold til GOST er 185 C, og det faktiske er 180 C.

Bensinens sluttkokepunkt er temperaturen ved hvilken en standard (100 ml) del av testbensinen er fullstendig destillert (kokt bort) fra glasskolben der den var plassert i kjøleskapsmottakeren.

Det endelige kokepunktet for bensin bør ikke overstige 200 - 225 C. For flybensiner er det endelige kokepunktet mye lavere og når i noen tilfeller opp til 120 C.

MPa, bensinens kokepunkt er 338 K, den gjennomsnittlige molare massen er 120 kg / kmol, og fordampningsvarmen er 252 kJ / kg.

Det opprinnelige kokepunktet for bensin, for eksempel 40 for flybensin, indikerer tilstedeværelsen av lette, lavkokende fraksjoner, men indikerer ikke innholdet. Kokepunktet til den første 10% -fraksjonen, eller starttemperaturen, karakteriserer bensinens startegenskaper, dens volatilitet, samt tendensen til å danne gasslåser i bensintilførselssystemet. Jo lavere kokepunktet til 10% -fraksjonen er, desto lettere er det å starte motoren, men jo større er muligheten for dannelse av gasslåser, noe som kan forårsake forstyrrelser i drivstofftilførselen og til og med stoppe motoren. For høyt kokepunkt for startfraksjonen gjør det vanskelig å starte motoren ved lave omgivelsestemperaturer, noe som fører til tap av bensin.

En reduksjon i slutten av kokepunktet for reformering av bensin fører til en forverring av deres detonasjonsmotstand. Det er behov for forskning og økonomiske beregninger for å løse dette problemet.Det skal bemerkes at i utenlandsk praksis i en rekke land produseres og brukes motorbensiner med et kokepunkt på 215 - 220 C.

En reduksjon i slutten av kokepunktet for reformering av bensin fører til en forverring av deres detonasjonsmotstand. Det er behov for forskning og økonomiske beregninger for å løse dette problemet. Det skal bemerkes at i utenlandsk praksis i en rekke land produseres og brukes motorbensiner med et kokepunkt på 215 - 220 C.

Hvis bensinens sluttkokepunkt er høyt, kan det hende at de tunge fraksjonene i den ikke fordamper, og derfor ikke brenner ut i motoren, noe som vil føre til økt drivstofforbruk.

Senking av sluttkokepunktet for rettdrevne bensiner fører til en økning i deres detonasjonsmotstand. Rettkjørte bensiner med lav oktan har oktantal på henholdsvis 75 og 68 og brukes som komponenter i motorbensiner.

Forbrenning - bensin

Design og driftsprinsipp Bosch Motronic MED 7 direkte bensininjeksjonssystem

Forbrenning av bensin, parafin og andre flytende hydrokarboner skjer i gassfasen. Forbrenning kan bare forekomme når konsentrasjonen av drivstoffdamp i luften er innenfor visse grenser, individuelt for hvert stoff. Hvis det er en liten mengde drivstoffdamp i IB-luften, vil forbrenning ikke forekomme, så vel som i tilfelle når det er for mye drivstoffdamp og ikke nok oksygen.

Når bensin brenner, dannes som kjent et homotermisk lag, hvis tykkelse øker med tiden.

Når bensin brenner, dannes vann og karbondioksid. Kan dette tjene som tilstrekkelig bekreftelse på at bensin ikke er et element?

Når bensin, parafin og andre væsker blir brent i tanker, er knusing av gassen i separate volumer og forbrenningen av hver av dem separat tydelig.

Når bensin og olje blir brent i tanker med stor diameter, skiller karakteren av oppvarming seg betydelig fra den som er beskrevet ovenfor. Når de brenner, vises et oppvarmet lag, hvis tykkelse naturlig øker over tid, og temperaturen er den samme som temperaturen på overflaten av væsken. Under den faller væskens temperatur raskt og blir nesten den samme som den opprinnelige temperaturen. Kurvenes natur viser at bensin under forbrenning brytes ned i to lag - et øvre og et nedre.

For eksempel kalles forbrenning av bensin i luften en kjemisk prosess. I dette tilfellet frigjøres energi, tilsvarende omtrent 1300 kcal per 1 mol bensin.

Analyse av forbrenningsproduktene fra bensin og oljer blir ekstremt viktig, siden kunnskap om den individuelle sammensetningen av slike produkter er nødvendig for studiet av forbrenningsprosesser i motoren og for studiet av luftforurensning.

Når bensin blir brent i brede tanker, forbrukes således opptil 40% av varmen som frigjøres som følge av forbrenning til stråling.

Bord 76 viser forbrenningshastigheten for bensin med tetranitro-metan tilsetningsstoffer.

Eksperimenter har fastslått at hastigheten på forbrenning av bensin fra overflaten til tanken er betydelig påvirket av dens diameter.

Ved hjelp av GPS-600 taklet brannmannskapene eliminering av forbrenning av bensin som sølte langs jernbanesporet, og sørget for at bagasjeromsførerne flyttet til stedet der tankene var koblet sammen.Etter å ha koblet dem fra, med et stykke kontaktledning, festet de to tanker med bensin til brannbilen og trakk dem ut av brannsonen.

En spesielt stor økning i oppvarmingshastigheten fra vinden ble lagt merke til når man brenner bensin. Når bensin brant i en tank på 2 64 m med en vindhastighet på 1 3 m / s, var oppvarmingshastigheten 9 63 mm / min, og ved en vindhastighet på 10 m / s økte oppvarmingshastigheten til 17 1 mm / min.

Flammepunkt og andre parametere

Forbrenningen av kull er en kjemisk reaksjon av karbonoksidasjon som skjer ved høy initial temperatur med intens varmeutslipp. Nå er det enklere: kullbrensel kan ikke antennes som papir; forvarming til 370-700 ° C er nødvendig for tenning, avhengig av drivstoffmerket.

Nøkkeløyeblikk. Effektiviteten til kullforbrenning i en ovn eller en husholdning fast kjele kjennetegnes ikke av den maksimale temperaturen, men av forbrenningens fullstendighet. Hvert karbonmolekyl kombineres med to oksygenpartikler i luften for å danne karbondioksid CO2. Prosessen gjenspeiles i den kjemiske formelen.

Hvis du begrenser mengden innkommende oksygen (dekk til blåseren, sett TT-kjelen på ulmemodus), i stedet for CO2, dannes karbonmonoksid og slippes ut i skorsteinen, vil forbrenningseffektiviteten reduseres betydelig. For å oppnå høy effektivitet er det nødvendig å gi gunstige forhold:

1. Brune kull antennes ved en temperatur på +370 ° C, stein - 470 ° C, antrasitt - 700 grader. Forvarming av varmeenheten med tre (sagflisbriketter) er nødvendig.
2. Luft tilføres brannkammeret i overkant, sikkerhetsfaktoren er 1,3-1,5.
3. Forbrenningen støttes av den høye temperaturen til en varm kullseng som ligger på risten. Det er viktig å sørge for at oksygen passerer gjennom hele drivstofftykkelsen, siden luft beveger seg gjennom askepannen på grunn av det naturlige skorsteintrekket.

Kommentar. De eneste unntakene er hjemmelagde ovner av typen Bubafonya og sylindriske kjeler for øvre forbrenning, der luft mates inn i peisovnen fra topp til bunn.

Den teoretiske forbrenningstemperaturen og spesifikk varmeoverføring av forskjellige drivstoff er vist i sammenligningstabellen. Det er merkbart at drivstoff under ideelle forhold vil frigjøre maksimal varme når det samhandler med ønsket volum luft.

I praksis er det urealistisk å skape slike forhold, så luften tilføres noe overskudd. Den virkelige forbrenningstemperaturen til brunkull i en konvensjonell TT-kjele er innenfor 700 ... 800 ° C, stein og antrasitt - 800 ... 1100 grader.

Hvis du overdriver det med mengden oksygen, vil energien begynne å brukes på oppvarming av luften og bare fly ut i røret, ovnens effektivitet vil merkbart synke. Videre kan branntemperaturen nå 1500 ° C. Prosessen ligner en vanlig brann - flammen er stor, det er lite varme. Et eksempel på effektiv forbrenning av kull med en retortbrenner på en automatisk kjele presenteres i videoen:

Temperatur - forbrenning - drivstoff

Intensiteten til arbeiderens bestråling avhenger av forbrenningstemperaturen til drivstoffet i ovnen, størrelsen på ladinghullet, tykkelsen på ovnveggene ved ladinghullet og til slutt på avstanden arbeideren er fra lading hull.

Den praktisk talt oppnåelige temperaturen 1L er forbrenningstemperaturen til drivstoffet under reelle forhold. Ved bestemmelse av verdien tas det hensyn til varmetap til miljøet, forbrenningsprosessens varighet, forbrenningsmetoden og andre faktorer.

Overflødig luft påvirker forbrenningstemperaturen til drivstoffet dramatisk.Så for eksempel er den faktiske forbrenningstemperaturen for naturgass med 10% luftoverskudd 1868 C, med 20% overskudd på 1749 C og med 100% overskudd av luft, reduseres den til 1167 C. På den annen side , forvarming av luft, som går til forbrenning av drivstoff, øker temperaturen på forbrenningen. Så når du brenner naturgass (1Max 2003 C) med luft oppvarmet til 200 C, stiger forbrenningstemperaturen til 2128 C, og når luften varmes opp til 400 C - opp til 2257 C.

Ved oppvarming av luft og gassformig drivstoff stiger forbrenningstemperaturen til drivstoffet, og følgelig stiger temperaturen i ovnens arbeidsrom også. I mange tilfeller er det umulig å oppnå temperaturene som kreves for en gitt teknologisk prosess uten høy oppvarming av luft og gassformet drivstoff. For eksempel vil smelting av stål i ovner med åpen ild, hvor temperaturen på fakkelen (strømmen av brennende gasser) i smelteområdet skal være 1800 - 2000 C, ville være umulig uten oppvarming av luft og gass til 1000 - 1200 C. Når oppvarming av industrielle ovner med lavt kaloriinnhold (fuktig ved, torv, brunkull), deres arbeid uten å varme opp luften er ofte til og med umulig.

Det kan sees fra denne formelen at forbrenningstemperaturen til drivstoffet kan økes ved å øke telleren og redusere nevneren. Avhengigheten av forbrenningstemperaturen til forskjellige gasser av det overskytende luftforholdet er vist i fig.

Overflødig luft påvirker også brennstoffets forbrenningstemperatur. Så, varmeeffekten av naturgass med et overskudd av luft på 10% - 1868 C, med et overskudd av luft på 20% - 1749 C og med et 100% overskudd er lik 1167 C.

Hvis den varme forbindelsestemperaturen bare er begrenset av forbrenningstemperaturen til drivstoffet, gjør bruken av rekonstruksjon det mulig å øke temperaturen Тт ved å øke temperaturen på forbrenningsproduktene og dermed øke TEGs totale effektivitet.

Berikningen av eksplosjonen med oksygen fører til en betydelig økning i forbrenningstemperaturen til drivstoffet. Som grafdataene i fig. 17, er den teoretiske temperaturen til forbrenning av drivstoff forbundet med anrikning av eksplosjonen med oksygen ved en avhengighet, som er praktisk talt lineær opp til oksygeninnholdet i eksplosjonen på 40%. Ved høyere berikelsesgrader begynner dissosiasjonen av forbrenningsprodukter å ha en betydelig effekt, som et resultat av at kurvene til temperaturavhengigheten av graden av anrikning av eksplosjonen avviker fra rette linjer og nærmer seg asymptotisk temperaturene som begrenser for en gitt brensel. Således har den betraktede avhengigheten av forbrenningstemperaturen på graden av oksygenanrikning av eksplosjonen to regioner - regionen med relativt lave anrikninger, hvor det er en lineær avhengighet, og regionen med høy anrikning (over 40%), hvor temperaturøkningen har en råtnende karakter.

En viktig termoteknisk indikator for ovnens drift er ovntemperaturen, som avhenger av forbrenningstemperaturen til drivstoffet og arten av varmeforbruket.

Drivstoffets aske, avhengig av sammensetningen av mineralforurensningene, ved temperaturen på forbrenningen av drivstoffet, kan smeltes sammen i deler av slagg. Karakteristikken for drivstoffaske, avhengig av temperatur, er gitt i tabellen. MEN.

Verdien av tmaK i tabellen. IV - З - kalorimetrisk (teoretisk) temperatur på forbrenning av drivstoff.

Varmetap gjennom ovnens vegger til utsiden (inn i miljøet) reduserer forbrenningstemperaturen til drivstoffet.

Forbrenning av drivstoff

Drivstoffforbrenning er prosessen med oksidasjon av brennbare komponenter som oppstår ved høye temperaturer og ledsages av frigjøring av varme. Forbrenningens natur bestemmes av mange faktorer, inkludert forbrenningsmetoden, ovnens utforming, oksygenkonsentrasjonen osv. Men forholdene i løpet, varigheten og de endelige resultatene av forbrenningsprosessene avhenger i stor grad av sammensetningen , drivstoffets fysiske og kjemiske egenskaper.

Drivstoffsammensetning

Faste brensler inkluderer kull og brunkull, torv, oljeskifer, tre. Disse typer drivstoff er komplekse organiske forbindelser dannet hovedsakelig av fem elementer - karbon C, hydrogen H, oksygen O, svovel S og nitrogen N. Drivstoffet inneholder også fuktighet og ikke-brennbare mineraler, som danner aske etter forbrenning. Fuktighet og aske er drivstoffets ytre ballast, mens oksygen og nitrogen er indre.

Hovedelementet i den brennbare delen er karbon, det bestemmer frigjøringen av den største mengden varme. Jo større andel karbon i et fast drivstoff er, desto vanskeligere er det å antenne. Under forbrenningen frigjør hydrogen 4,4 ganger mer varme enn karbon, men andelen i sammensetningen av faste drivstoff er liten. Oksygen, som ikke er et varmegenererende element og binder hydrogen og karbon, reduserer forbrenningsvarmen, derfor er det et uønsket element. Innholdet er spesielt høyt i torv og tre. Mengden nitrogen i faste drivstoff er liten, men den er i stand til å danne oksider som er skadelige for miljøet og mennesker. Svovel er også en skadelig urenhet, den avgir lite varme, men de resulterende oksidene fører til korrosjon av kjelenes metall og forurensning av atmosfæren.

Drivstoffspesifikasjoner og deres innflytelse på forbrenningsprosessen

De viktigste tekniske egenskapene til drivstoff er: forbrenningsvarme, utbytte av flyktige stoffer, egenskaper for ikke-flyktige rester (koks), askeinnhold og fuktighetsinnhold.

Forbrenningsvarme av drivstoff

Brennverdien er mengden varme som frigjøres under full forbrenning av en masseenhet (kJ / kg) eller drivstoffvolum (kJ / m3). Skille mellom høyere og lavere forbrenningsvarme. Den høyeste inkluderer varmen som frigjøres under kondensering av damp i forbrenningsproduktene. Når drivstoff brennes i fyrovner, har eksosrøykgassene en temperatur der fuktighet er i dampform. Derfor brukes i dette tilfellet en lavere forbrenningsvarme, som ikke tar hensyn til varmen fra kondens av vanndamp.

Sammensetningen og netto brennverdien til alle kjente kullforekomster er bestemt og gitt i de beregnede egenskapene.

Slipp av flyktige stoffer

Når fast brensel varmes opp uten tilgang til luft under påvirkning av høy temperatur, frigjøres vanndamp først, og deretter oppstår termisk nedbrytning av molekyler med frigjøring av gassformige stoffer, kalt flyktige stoffer.

Utslipp av flyktige stoffer kan forekomme i temperaturområdet 160 til 1100 ° C, men i gjennomsnitt - i temperaturområdet 400-800 ° C. Temperaturen i begynnelsen av utslipp av flyktige stoffer, mengden og sammensetningen av gassprodukter avhenger av den kjemiske sammensetningen av drivstoffet. Jo kjemisk eldre drivstoffet er, desto lavere er utslipp av flyktige stoffer og jo høyere temperatur når de slipper ut.

Flyktige stoffer gir tidligere antenning av partiklene og har en betydelig innvirkning på forbrenningen av drivstoff. Drivstoff ung i alder - torv, brunkull - antennes lett, brenner raskt og nesten helt. Omvendt er drivstoff med lave flyktige stoffer, som antrasitt, vanskeligere å antenne, brenner mye saktere og brenner ikke helt (med økt varmetap).

Ikke-flyktige rester (koks) egenskaper

Den faste delen av drivstoffet som er igjen etter utslipp av flyktige stoffer, hovedsakelig bestående av karbon og en mineraldel, kalles koks. Koksrester kan være, avhengig av egenskapene til organiske forbindelser som inngår i den brennbare massen: kake, svakt kake (ødelagt ved eksponering), pulveraktig. Antrasitt, torv, brunkull gir en pulverformig ikke-flyktig rest. De fleste bituminøse kull er sintret, men ikke alltid sterkt. Klissete eller pulverformige ikke-flyktige rester gir bituminøse kull med et veldig høyt utbytte av flyktige stoffer (42-45%) og med et veldig lavt utbytte (mindre enn 17%).

Strukturen til koksrester er viktig når man brenner kull i ristovner.Når kokeovner blusses, er ikke koksytelsen veldig viktig.

Aske innhold

Fast drivstoff inneholder den største mengden ikke-brennbare mineralforurensninger. Disse er primært leire, silikater, jernpyritt, men jernoksid, sulfater, karbonater og silikater av jern, oksider av forskjellige metaller, klorider, baser, etc. kan også inkluderes. De fleste av dem faller under gruvedrift i form av bergarter, mellom hvilke kullsømmer ligger, men det er også mineralstoffer som har gått inn i drivstoffet fra kulldannere eller i ferd med å konvertere den opprinnelige massen.

Når drivstoff forbrennes, gjennomgår mineralforurensninger en rekke reaksjoner, som et resultat av at det dannes en fast ikke-brennbar rest, kalt aske. Vekten og sammensetningen av asken er ikke identisk med vekten og sammensetningen av mineralforurensningene i drivstoffet.

Askegenskaper spiller en viktig rolle i organisasjonen av kjele- og ovndrift. Partiklene, båret bort av forbrenningsproduktene, sliper varmeoverflatene ved høye hastigheter, og ved lave hastigheter blir de avsatt på dem, noe som fører til en forverring av varmeoverføringen. Aske som føres med inn i skorsteinen kan skade miljøet. For å unngå dette kreves installasjon av askesamlere.

En viktig egenskap ved aske er smeltbarhet; de skiller mellom ildfast (over 1425 ° C), middelsmelte (1200-1425 ° C) og lavtsmeltende (mindre enn 1200 ° C) aske. Ask som har passert smeltetrinnet og forvandlet til en sintret eller smeltet masse kalles slagg. Den karakteristiske temperaturen for askefusibiliteten er av stor betydning for å sikre pålitelig drift av ovnen og fyroverflatene. Det riktige valget av temperaturen på gassene i nærheten av disse overflatene vil eliminere slagging.

Fuktighetsinnhold

Fuktighet er en uønsket komponent i drivstoffet, den er sammen med mineralforurensninger ballast og reduserer innholdet i den brennbare delen. I tillegg reduserer den termiske verdien, siden ekstra energi er nødvendig for fordampningen.

Fuktigheten i drivstoffet kan være innvendig eller utvendig. Ekstern fuktighet er inneholdt i kapillærene eller fanget på overflaten. Med kjemisk alder reduseres mengden av kapillærfuktighet. Jo mindre drivstoffbitene er, desto større er overflatefuktigheten. Intern fuktighet kommer inn i det organiske materialet.

Fuktighetsinnholdet i drivstoffet reduserer forbrenningsvarmen og fører til økt drivstofforbruk. Samtidig øker volumene av forbrenningsprodukter, varmetap med avgasser øker og effektiviteten til kjelenheten reduseres. Høy luftfuktighet om vinteren fører til frysing av kull, vanskeligheter med sliping og redusert flytbarhet.

Metoder for forbrenning av drivstoff avhengig av ovnstype

Hovedtyper forbrenningsanordninger:

• lagdelt,
• kammer.

Lagovner er beregnet på forbrenning av klumpete fast drivstoff. De kan være tette og fluidiserte. Ved forbrenning i et tett lag passerer forbrenningsluften gjennom laget uten å påvirke dets stabilitet, det vil si tyngdekraften til de brennende partiklene overstiger luftens dynamiske trykk. Når de brennes i en fluidisert seng, på grunn av den økte lufthastigheten, går partiklene i en "kokende" tilstand. I dette tilfellet forekommer aktiv blanding av oksidasjonsmiddel og drivstoff, på grunn av hvilken forbrenning av drivstoff intensiveres.

I kammerovner brenn fast pulverisert drivstoff, så vel som flytende og gassformig. Kammerovner er delt inn i sykloniske og bluss. Under blussforbrenning bør kullpartikler ikke være mer enn 100 mikron, de brenner i volumet i forbrenningskammeret. Syklon forbrenning tillater større partikkelstørrelse; under påvirkning av sentrifugalkrefter kastes de på ovnens vegger og brenner helt ut i en virvlende strøm i en høy temperatur sone.

Forbrenning av drivstoff. Hovedstadiene i prosessen

Under prosessen med å forbrenne fast drivstoff, kan visse trinn skilles ut: oppvarming og fordampning av fuktighet, sublimering av flyktige stoffer og dannelse av koksrester, forbrenning av flyktige stoffer og koks og dannelse av slagg. Denne inndelingen av forbrenningsprosessen er relativt vilkårlig, siden selv om disse trinnene fortsetter sekvensielt, overlapper de delvis hverandre. Sublimering av flyktige stoffer begynner altså før den endelige fordampningen av all fuktighet, dannelsen av flyktige stoffer skjer samtidig med forbrenningsprosessen, akkurat som begynnelsen av oksidasjon av koksresten går foran slutten av forbrenningen av flyktige stoffer, og etterbrenning av koks kan også fortsette etter dannelse av slagg.

Strømningstiden for hvert trinn i forbrenningsprosessen bestemmes i stor grad av drivstoffets egenskaper. Forbrenningstrinnet for koks varer lengst, selv for drivstoff med høyt flyktig utbytte. Ulike driftsfaktorer og designfunksjoner i ovnen har en betydelig innvirkning på varigheten av trinnene i forbrenningsprosessen.

1. Klargjøring av drivstoff før tenning

Drivstoffet som kommer inn i ovnen blir oppvarmet, som et resultat av at det fordamper i nærvær av fuktighet og drivstoffet tørker opp. Tiden som kreves for oppvarming og tørking avhenger av mengden fuktighet og temperaturen som drivstoffet tilføres forbrenningsanordningen. For drivstoff med høyt fuktighetsinnhold (torv, våte brune kull) er oppvarmings- og tørketrinnet relativt langt.

Drivstoff tilføres stablede ovner ved en temperatur nær omgivelsestemperaturen. Bare om vinteren, når kull fryser, er temperaturen lavere enn i fyrrommet. For forbrenning i bluss- og vortexovner utsettes drivstoffet for knusing og sliping, ledsaget av tørking med varm luft eller røykgasser. Jo høyere temperaturen på det innkommende drivstoffet er, desto mindre tid og varme er nødvendig for å varme det opp til antennelsestemperaturen.

Drivstofftørking i ovnen skjer på grunn av to varmekilder: konvektiv varme fra forbrenningsprodukter og strålingsvarme fra en fakkel, foring og slagg.

I kammerovner utføres oppvarming hovedsakelig på grunn av den første kilden, det vil si å forbrenne forbrenningsprodukter til drivstoffet ved innføringspunktet. Derfor er et av de viktigste kravene for utforming av innretninger for å føre drivstoff inn i ovnen å sikre intensiv suging av forbrenningsprodukter. En høyere temperatur i brannkammeret bidrar også til kortere oppvarming og tørketid. For å oppnå dette, når du brenner drivstoff med begynnelsen av utslipp av flyktige stoffer ved høye temperaturer (mer enn 400 ° C), blir brannbelter laget i kammerovner, det vil si de lukker skjermrørene med ildfast varmeisolerende materiale for å redusere deres termiske oppfatning.

Når du brenner drivstoff i en seng, bestemmes rollen til hver type varmekilde av ovnens design. I ovner med kjedegitter utføres oppvarming og tørking hovedsakelig av brenneren. I ovner med fast rist og drivstofftilførsel ovenfra skjer oppvarming og tørking på grunn av forbrenningsproduktene som beveger seg gjennom laget fra bunnen opp.

I løpet av oppvarming til en temperatur over 110 ° C begynner termisk nedbrytning av organiske stoffer som utgjør drivstoffene. De minst sterke forbindelsene er de som inneholder en betydelig mengde oksygen. Disse forbindelsene spaltes ved relativt lave temperaturer med dannelse av flyktige stoffer og en fast rest, hovedsakelig bestående av karbon.

Drivstoff med ung kjemisk sammensetning, som inneholder mye oksygen, har en lav temperatur i begynnelsen av frigjøringen av gassformige stoffer og gir en høyere prosentandel av dem. Drivstoff med lavt innhold av oksygenforbindelser har lavt flyktighetsutbytte og høyere flammepunkt.

Innholdet av molekyler i faste brensler som lett brytes ned ved oppvarming, påvirker også reaktiviteten til den ikke-flyktige resten.For det første skjer nedbrytningen av den brennbare massen hovedsakelig på drivstoffets ytre overflate. Ved ytterligere oppvarming begynner pyrogenetiske reaksjoner å forekomme inne i drivstoffpartiklene, trykket stiger i dem og det ytre skallet går i stykker. Når brensler med høyt utbytte av flyktige stoffer brennes, blir koksrester porøse og har en større overflate sammenlignet med den tette faste resten.

2. Forbrenningsprosessen av gassformige forbindelser og koks

Den faktiske forbrenningen av drivstoff begynner med antenning av flyktige stoffer. I løpet av drivstoffforberedelsesperioden forekommer forgrenede kjedereaksjoner av oksidasjon av gassformige stoffer, først begynner disse reaksjonene med lave hastigheter. Den frigjorte varmen oppfattes av overflatene på ovnen og akkumuleres delvis i form av energien til de bevegelige molekylene. Sistnevnte fører til en økning i frekvensen av kjedereaksjoner. Ved en viss temperatur forløper oksidasjonsreaksjoner i en slik hastighet at varmen som frigjøres helt dekker varmeabsorpsjonen. Denne temperaturen er flammepunktet.

Tenningstemperaturen er ikke konstant, det avhenger både av drivstoffets egenskaper og av forholdene i antennelsessonen, i gjennomsnitt er det 400-600 ° C. Etter antennelse av gassblandingen forårsaker ytterligere selvakselerasjon av oksidasjonsreaksjoner en økning i temperaturen. For å opprettholde forbrenningen er det nødvendig med kontinuerlig tilførsel av oksidasjonsmiddel og brennbare stoffer.

Tenningen av gassformige stoffer fører til at kokspartikkelen innhylles i en brannkonvolutt. Forbrenning av koks begynner når forbrenningen av flyktige stoffer tar slutt. Den faste partikkelen varmes opp til høy temperatur, og når mengden flyktige stoffer avtar, reduseres tykkelsen på grensebrennelaget, oksygen når den varme karbonoverflaten.

Forbrenning av koks begynner ved en temperatur på 1000 ° C og er den lengste prosessen. Årsaken er at for det første synker oksygenkonsentrasjonen, og for det andre går heterogene reaksjoner saktere enn homogene. Som et resultat bestemmes forbrenningstiden til en fast brenselpartikkel hovedsakelig av forbrenningstiden til koksresten (ca. 2/3 av den totale tiden). For drivstoff med høyt utbytte av flyktige stoffer, er den faste rest mindre enn ½ av den opprinnelige partikkelmassen, derfor oppstår forbrenningen deres raskt og muligheten for underbrenning er lav. Kjemisk gamle drivstoff har en tett partikkel, hvis forbrenning tar nesten hele tiden i ovnen.

Koksrester fra de fleste faste brensler består hovedsakelig, og for noen arter, helt av karbon. Forbrenningen av fast karbon skjer med dannelsen av karbonmonoksid og karbondioksid.

Optimale forhold for varmespredning

Opprettelsen av optimale forhold for forbrenning av karbon er grunnlaget for riktig konstruksjon av en teknologisk metode for forbrenning av faste drivstoff i kjeleenheter. Følgende faktorer kan påvirke oppnåelsen av den høyeste varmeutslipp i ovnen: temperatur, overflødig luft, primær og sekundær blandingsdannelse.

Temperatur... Varmeutslipp under forbrenning av drivstoff avhenger betydelig av ovnens temperaturregime. Ved relativt lave temperaturer finner ufullstendig forbrenning av brennbare stoffer sted i fakkelkjernen; karbonmonoksid, hydrogen og hydrokarboner forblir i forbrenningsproduktene. Ved temperaturer fra 1000 til 1800-2000 ° C er full forbrenning av drivstoffet oppnåelig.

Overflødig luft... Spesifikk varmeproduksjon når sin maksimale verdi med full forbrenning og et overskytende luftforhold av enhet. Med en reduksjon i overflødig luftforhold, reduseres varmeutslippet, siden oksygenmangel fører til oksidasjon av mindre drivstoff. Temperaturnivået synker, reaksjonshastighetene reduseres, noe som fører til en kraftig reduksjon i varmeutslipp.

En økning i overskytende luftforhold større enn enhet reduserer varmegenerering enda mer enn mangel på luft.Under virkelige forhold med forbrenning av brensel i fyrovner oppnås ikke grenseverdiene for varmeutslipp, siden det er ufullstendig forbrenning. Det avhenger i stor grad av hvordan blandingsdannelsesprosessene er organisert.

Blandingsprosesser... I kammerovner oppnås primærblanding ved å tørke og blande drivstoff med luft, forsyne en del av luften (primær) til forberedelsessonen, og skape en vidåpent fakkel med bred overflate og høy turbulisering ved bruk av oppvarmet luft.

I lagdelte ovner er den primære blandingsoppgaven å levere den nødvendige mengden luft til forskjellige forbrenningssoner på risten.

For å sikre etterforbrenning av gassformede produkter med ufullstendig forbrenning og koks, er prosesser for dannelse av sekundær blanding organisert. Disse prosessene lettes av: tilførsel av sekundær luft med høy hastighet, opprettelse av slik aerodynamikk, hvor jevn fylling av hele ovnen med en fakkel oppnås og følgelig oppholdstiden for gasser og kokspartikler i ovnen øker.

3. Slaggedannelse

Under oksidasjonsprosessen av den brennbare massen av fast drivstoff, forekommer det også betydelige endringer i mineralforurensninger. Lavtsmeltende stoffer og legeringer med lavt smeltepunkt løser ildfaste forbindelser.

En forutsetning for normal drift av kjeler er uavbrutt fjerning av forbrenningsprodukter og den resulterende slaggen.

Under lagforbrenning kan slaggedannelse føre til mekanisk underforbrenning - mineralforurensninger omslutter uforbrente kokspartikler, eller tyktflytende slagg kan blokkere luftpassasjer, og blokkerer oksygentilgang til den brennende koks. For å redusere underbrenning brukes forskjellige tiltak - i ovner med kjedegitter øker tiden som brukes på slaggristen, og hyppig skuring utføres.

I lagdelte ovner fjernes slaggen i tørr form. I kammerovner kan fjerning av slagg være tørr eller flytende.

Dermed er forbrenning av drivstoff en kompleks fysisk-kjemisk prosess, som påvirkes av et stort antall forskjellige faktorer, men alle må tas i betraktning når du designer kjeler og ovner.

Forbrenning - bensin

Forbrenning av bensin med detonasjon ledsages av utseendet på skarpe metallbanker, svart røyk på eksosen, en økning i bensinforbruket, en reduksjon i motoreffekt og andre negative fenomener.

Forbrenningen av bensin i motoren avhenger også av for mye luftforhold. Ved verdiene a 0 9 - j - 11 er hastigheten på oksidasjonsprosesser før flammen i arbeidsblandingen den høyeste. Derfor, ved disse verdiene av a, skapes de gunstigste forholdene for detonasjonens begynnelse.

Etter forbrenning av bensin økte den totale massen av slike forurensninger betydelig sammen med den generelle omfordelingen av mengdene. Andelen benzen i kondensatet til bilgass var omtrent 1 til 7 ganger høyere enn bensin; tolueninnholdet var 3 ganger høyere og xyleninnholdet 30 ganger høyere. Det er kjent at oksygenforbindelser dannes i dette tilfellet, og antall ioner som er karakteristiske for tyngre umettede forbindelser av olefin- eller cykloparaffinserien og acetylen- eller dien-serien, spesielt de sistnevnte, øker kraftig. Generelt sett lignet endringene i Haagen-Smit-kammeret endringene som trengs for å gjøre sammensetningen av typiske eksosprøver fra kjøretøy som ligner på smogprøven i Los Angeles.

Den brennende verdien av bensin avhenger av kjemisk sammensetning. Derfor har hydrokarboner som er rike på hydrogen (for eksempel parafiniske hydrokarboner) en stor brennverdi.

Bensinforbrenningsprodukter utvides i forbrenningsmotoren langs polytrope n1 27 fra 30 til 3 kl. Den opprinnelige temperaturen på gasser er 2100 C; massesammensetningen av forbrenningsprodukter på 1 kg bensin er som følger: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Bestem ekspansjonsarbeidet for disse gassene hvis 2 g bensin blir matet inn i sylinderen samtidig.

Når bensin blir brent fra et termisk kraftverk, dannes karbonavleiringer som inneholder blyoksid.

Når bensin blir brent i frem- og tilbakegående forbrenningsmotorer, blir nesten alle dannede produkter ført med eksosgassene. Bare en relativt liten del av produktene av ufullstendig forbrenning av drivstoff og olje, en liten mengde uorganiske forbindelser dannet av elementer introdusert med drivstoff, luft og olje, blir avsatt i form av karbonavleiringer.

Når bensin brenner med tetraetyl-bly, dannes det tilsynelatende blyoksyd, som bare smelter ved en temperatur på 900 ° C og kan fordampe ved en veldig høy temperatur, som overstiger gjennomsnittstemperaturen i motorsylinderen. For å forhindre avsetning av blyoksid i motoren, blir spesielle stoffer introdusert i etylvæsken - rensemidlene. De halogenerte hydrokarboner brukes som rensemiddel. Vanligvis er dette forbindelser som inneholder brom og klor, som også brenner og binder bly i nye bromid- og kloridforbindelser.

Når bensin blir brent fra et termisk kraftverk, dannes karbonavleiringer som inneholder blyoksid.

Under forbrenningen av bensin som inneholder ren TPP, avsettes en plakett med blyforbindelser i motoren. Sammensetningen av etylvæske klasse R-9 (etter vekt): tetraetyl bly 54 0%, bromoetan 33 0%, monokloronaftalen 6 8 0 5%, fyllstoff - luftfart - bensin - opp til 100%; fargestoff mørk rød 1 g per 1 kg av blandingen.

Når bensin som inneholder TPP blir brent, dannes fisteloksid med lav flyktighet i motoren. siden smeltepunktet for blyoksid er ganske høyt (888), blir en del av det (ca. 10%, regnet med bly introdusert med bensin) avsatt som en fast rest på veggene i forbrenningskammeret, lysene og ventilene, som fører til et raskt motorfeil.

Når bensin blir brent i en bilmotor, dannes det også mindre molekyler og den frigjorte energien fordeles i et større volum.

Gasser varme fra forbrenningen av bensin strømmer rundt varmeveksleren 8 (innsiden fra siden av forbrenningskammeret og videre, gjennom vinduene 5 utenfor, passerer gjennom avgasskammeret 6) og varmer opp luften i varmevekslerkanalen. Deretter mates varme eksosgasser gjennom eksosrøret 7 under sumpen og varmer opp motoren fra utsiden, og varm luft fra varmeveksleren mates gjennom pusten inn i veivhuset og varmer motoren fra innsiden. I løpet av 1 5 - 2 minutter etter oppvarmingen begynner glødepluggen å slå av, og forbrenningen i varmeren fortsetter uten å delta. Etter 7 - 13 minutter fra det øyeblikket du mottok impulsen til å starte motoren, varmer oljen i veivhuset opp til en temperatur på 30 C (ved en omgivelsestemperatur på opptil - 25 C), og enhetens oppstartspulser leveres, hvoretter varmeren slås av.

Forbrenningstemperatur

I varmekonstruksjon skilles følgende forbrenningstemperaturer av gasser: varmeeffekt, kalorimetrisk, teoretisk og faktisk (beregnet). Oppvarmingskapasiteten tx er den maksimale temperaturen til produktene med full gassforbrenning under adiabatiske forhold med en overskytende luftkoeffisient a = 1,0 og ved en gass- og lufttemperatur lik 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

hvor QH er den laveste brennverdien av gass, kJ / m3; IVcp - summen av produktene av volumene karbondioksid, vanndamp og nitrogen dannet under forbrenningen av 1 m3 gass (m3 / m3) og deres gjennomsnittlige volumetriske varmekapasitet ved konstant trykk innenfor temperaturområdet fra 0 ° С til tx (kJ / (m3 * ° С).

På grunn av uoverensstemmelsen mellom gassens varmekapasitet bestemmes varmeeffekten av metoden for suksessive tilnærminger. Som den første parameteren tas verdien for naturgass (= 2000 ° C), med a = 1,0, bestemmes volumene av komponentene i forbrenningsprodukter, i henhold til tabellen.8.3, er deres gjennomsnittlige varmekapasitet funnet og deretter beregnes varmekapasiteten til gassen i henhold til formelen (8.11). Hvis det som et resultat av beregningen viser seg å være lavere eller høyere enn den aksepterte, blir en annen temperatur satt og beregningen gjentas. Varmeeffekten av vanlige enkle og komplekse gasser når de brenner i tørr luft er gitt i tabellen. 8.5. Ved forbrenning av gass i atmosfærisk luft som inneholder ca. 1 vektprosent. % fuktighet, varmeproduksjonen reduseres med 25-30 ° С.

Den kalorimetriske forbrenningstemperaturen tK er temperaturen som bestemmes uten å ta hensyn til dissosiasjonen av vanndamp og karbondioksid, men ta hensyn til den faktiske starttemperaturen til gass og luft. Det skiller seg fra varmeeffekten tx ved at gass- og lufttemperaturene, samt overskytende luftkoeffisient a, er hentet fra deres faktiske verdier. Du kan bestemme tK med formelen:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

hvor qphys er varmeinnholdet (fysisk varme) av gass og luft, målt fra 0 ° C, kJ / m3.

Naturlige og flytende petroleumsgasser blir vanligvis ikke oppvarmet før forbrenning, og volumet i forhold til volumet av forbrenningsluft er lite.

Tabell 8.3.

Gjennomsnittlig volumetrisk varmekapasitet for gasser, kJ / (m3 • ° С)

Derfor, når du bestemmer den kalorimetriske temperaturen, kan gassens varmeinnhold ignoreres. Når du brenner gasser med lav brennverdi (generator, masovn osv.), Har deres varmeinnhold (spesielt oppvarmet før forbrenning) en veldig signifikant effekt på den kalorimetriske temperaturen.

Avhengigheten av den kalorimetriske temperaturen til naturgass med gjennomsnittlig sammensetning i luft med en temperatur på 0 ° C og en fuktighet på 1% av den overskytende luftkoeffisienten a er gitt i tabellen. 8.5, for LPG når det brennes i tørr luft - i tabellen. 8.7. Tabelldata. 8.5-8.7 er det mulig å bli styrt med tilstrekkelig nøyaktighet når man bestemmer den kalorimetriske forbrenningstemperaturen til andre naturgasser, som har relativt lik sammensetning, og hydrokarbongasser med nesten hvilken som helst sammensetning. Hvis det er nødvendig å oppnå høy temperatur når man brenner gasser med lave overskytende luftkoeffisienter, samt å øke ovns effektivitet, blir luften i praksis oppvarmet, noe som fører til en økning i den kalorimetriske temperaturen (se tabell 8.6) .

Tabell 8.4.

Oppvarmingskapasitet for gasser i tørr luft

Tabell 8.5.

Kalorimetriske og teoretiske temperaturer av naturgassforbrenning i luft med t = 0 ° С og fuktighet 1% * avhengig av overflødig luftkoeffisient a

>

Den teoretiske forbrenningstemperaturen tT er den maksimale temperaturen bestemt på samme måte som den kalorimetriske temperaturen tK, men med en korreksjon for endotermiske (krever varme) reaksjoner av dissosiasjon av karbondioksid og vanndamp, og fortsetter med en økning i volum:

СО2 ‹–› СО + 0.5О2 - 283 mJ / mol (8.13)

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

Ved høye temperaturer kan dissosiasjon føre til dannelse av atomhydrogen-, oksygen- og OH-hydroksylgrupper. I tillegg produserer forbrenning av gass alltid en viss mengde nitrogenoksid. Alle disse reaksjonene er endotermiske og fører til en reduksjon i forbrenningstemperaturen.

Tabell 8.6.

Kalorimetrisk temperatur på naturgassforbrenning tу, ° С, avhengig av forholdet mellom overflødig tørr luft og dens temperatur (avrundede verdier)

Tabell 8.7.

Kalorimetrisk forbrenningstemperatur tK for kommersiell propan i tørr luft med t = 0 ° С avhengig av overflødig luftkoeffisient a

Den teoretiske forbrenningstemperaturen kan bestemmes ved hjelp av følgende formel:

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

hvor qduc er det totale varmeforbruket for dissosiasjon av СО2 og Н2О i forbrenningsprodukter, kJ / m3; IVcp - summen av produktet av volumet og den gjennomsnittlige varmekapasiteten til forbrenningsprodukter, med tanke på dissosiasjon per 1 m3 gass.

Som du kan se fra tabellen. 8,8, ved temperaturer opp til 1600 ° C, kan graden av dissosiasjon ignoreres, og den teoretiske forbrenningstemperaturen kan tas lik den kalorimetriske temperaturen. Ved høyere temperaturer kan graden av dissosiasjon redusere temperaturen i arbeidsområdet betydelig. I praksis er det ikke noe særlig behov for dette, den teoretiske forbrenningstemperaturen må bare bestemmes for ovner med høy temperatur som fungerer på forvarmet luft (for eksempel ovner med åpen ild). Det er ikke behov for dette for kjelanlegg.

Den faktiske (beregnede) temperaturen til forbrenningsproduktene td er temperaturen som oppnås under reelle forhold på det varmeste punktet i flammen. Den er lavere enn den teoretiske og avhenger av varmetapet til miljøet, graden av varmeoverføring fra forbrenningssonen ved stråling, lengden på forbrenningsprosessen i tid osv. På temperaturen i ovnene med innføring av eksperimentelt etablerte korreksjonsfaktorer i dem:

td = t (8.16)

der n - t. n. pyrometrisk koeffisient innen:

• for varmeovner av høy kvalitet med varmeisolasjon - 0,75-0,85;
• for forseglede ovner uten varmeisolasjon - 0,70-0,75;
• for skjermede fyrovner - 0,60-0,75.

I praksis er det nødvendig å kjenne ikke bare de adiabatiske forbrenningstemperaturene gitt ovenfor, men også de maksimale temperaturene som forekommer i flammen. De omtrentlige verdiene deres blir vanligvis etablert eksperimentelt ved hjelp av spektrografiske metoder. De maksimale temperaturene som oppstår i en fri flamme i en avstand på 5-10 mm fra toppen av den koniske forbrenningsfronten er gitt i tabellen. 8.9. En analyse av de presenterte dataene viser at de maksimale temperaturene i flammen er mindre enn varmeeffekten (på grunn av forbruk av varme for dissosiasjon av H2O og CO2 og fjerning av varme fra flammesonen).

• hoved
• Katalog
• Forbrenningskarakteristika for gasser
• Forbrenningstemperatur

Forbrenning - oljeprodukt

Forbrenning av oljeprodukter i fyllingen av tankanlegget elimineres ved umiddelbar tilførsel av skum.

Forbrenning av oljeprodukter i fyllingen til tankanlegget elimineres ved umiddelbar tilførsel av skum.

Under forbrenningen av petroleumsprodukter øker kokepunktet (se tabell 69) gradvis på grunn av den pågående brøkdestillasjonen, i forbindelse med hvilken temperaturen i det øvre laget også stiger.

Når du brenner olje i tanken, blir den øvre delen av tankens øvre belte utsatt for flammen. Når du brenner olje på et lavere nivå, kan høyden på den frie siden av tanken i kontakt med flammen være betydelig. I denne forbrenningsmåten kan reservoaret kollapse. Vann fra branndyser eller fra stasjonære vanningsringer som faller på den ytre delen av tankens øvre vegger, avkjøler dem (fig.15.1), og forhindrer dermed en ulykke og spredning av olje i fyllingen, noe som skaper gunstigere forhold for bruk av luftmekanisk skum.

Resultatene av å studere forbrenning av petroleumsprodukter og deres blandinger er interessante.

Dens temperatur under forbrenningen av petroleumsprodukter er: bensin 1200 C, traktor parafin 1100 C, diesel 1100 C, råolje 1100 C, fyringsolje 1000 C. Når du brenner tre i stabler, når temperaturen på den turbulente flammen 1200 - 1300 C.

Spesielt store studier innen fysikk av forbrenning av petroleumsprodukter og slukking av dem har blitt utført de siste 15 årene ved Central Research Institute of Fire Defense (TsNIIPO), Energy Institute of the USSR Academy of Sciences (ENIN) og en rekke andre forsknings- og utdanningsinstitutter.

Et eksempel på negativ katalyse er undertrykkelse av forbrenningen av petroleumsprodukter med tilsetning av halogenerte hydrokarboner.

Vann fremmer skumdannelse og dannelse av emulsjoner under forbrenning av petroleumsprodukter med et flammepunkt på 120 C og høyere. Emulsjonen, som dekker overflaten av væsken, isolerer den fra oksygenet i luften, og forhindrer også utslipp av damp fra den.

Forbrenning av flytende hydrokarbongasser i isotermiske tanker skiller seg ikke fra forbrenningen av petroleumsprodukter. Forbrenningshastigheten i dette tilfellet kan beregnes med formel (13) eller bestemmes eksperimentelt. Det særegne ved forbrenningen av flytende gasser under isotermiske forhold er at temperaturen på hele væskemassen i tanken er lik kokepunktet ved atmosfæretrykk. For hydrogen, metan, etan, propan og butan er disse temperaturene henholdsvis - 252, - 161, - 88, - 42 og 0 5 C.

Forskning og praksis med å slukke branner har vist at for å stoppe forbrenningen av et oljeprodukt, må skummet dekke hele overflaten med et lag med en viss tykkelse. Alt skum med lav ekspansjonshastighet er ineffektivt til å slukke branner av oljeprodukter i tanker på lavere flomnivå. Skum som faller fra stor høyde (6-8 m) på overflaten av drivstoffet, dyppes og innhylles i en film med drivstoff, brenner ut eller kollapser raskt. Bare skum med mangfoldet på 70 - 150 kan kastes i en brennende tank med hengslede stråler.