Förbränningstemperatur för fotogen i luft

Kemisk stabilitet

Med tanke på de kemiska egenskaperna hos bensin är det nödvändigt att fokusera på hur länge sammansättningen av kolväten kommer att förbli oförändrad, eftersom med lång lagring försvinner lättare komponenter och prestandan minskar kraftigt.
I synnerhet är problemet akut om ett högre bränsle (AI 95) erhölls från bensin med ett minsta oktantal genom att tillsätta propan eller metan till dess sammansättning. Deras anti-knock egenskaper är högre än för isoktan, men de försvinner också omedelbart.

Enligt GOST måste den kemiska sammansättningen av bränsle av vilket märke som helst vara oförändrad i 5 år, med förbehåll för lagringsregler. Men faktiskt har till och med det nyinköpta bränslet ofta ett oktantal under det angivna.

Skrupelfria säljare är skyldiga i detta, som tillför flytande gas till behållare med bränsle vars lagringstid har löpt ut och innehållet uppfyller inte kraven i GOST. Vanligtvis tillsätts olika mängder gas till samma bränsle för att erhålla ett oktantal på 92 eller 95. Bekräftelse av sådana knep är den skarpa lukten av gas vid bensinstationen.

Metoder för bestämning av flampunkt

Det finns en metod för öppen och sluten degel (behållare för oljeprodukter). De erhållna temperaturerna varierar beroende på mängden ackumulerade ångor.

Den öppna degeln-metoden inkluderar:

1. Rengör bensin från fukt med natriumklorid.
2. Fyll digeln till en viss nivå.
3. Uppvärmning av behållaren till en temperatur 10 grader under det förväntade resultatet.
4. Tändning av en gasbrännare ovanför ytan.
5. Vid antändningstidpunkten registreras flampunkten.

Den slutna degelmetoden skiljer sig åt genom att bensinen i behållaren blandas konstant. När locket öppnas tas elden upp automatiskt.

Flampunktapparaten består av följande komponenter:

• elektrisk värmare (effekt från 600 watt);
• kapacitet på 70 milliliter;
• kopparrörare;
• elektrisk eller gasantändare;
• termometer.

Beroende på resultaten klassificeras brandfarliga ämnen:

• särskilt farligt (vid en flampunkt under -200C);
• farligt (från -200C till + 230C);
• farligt vid förhöjda temperaturer (från 230C till 610C).

Hastighet - Förbränning - Bränsle

Vad är den verkliga kostnaden för 1 liter bensin
Bränsleförbränningshastigheten ökar kraftigt om den brännbara blandningen är i intensiv virvel (turbulent) rörelse. Följaktligen kan intensiteten för turbulent värmeöverföring vara mycket högre än för molekylär diffusion.

Bränsleförbränningshastigheten beror på ett antal skäl som diskuteras senare i detta kapitel och i synnerhet på kvaliteten på blandning av bränsle med luft. Bränsleförbränningshastigheten bestäms av mängden bränt bränsle per tidsenhet.

Bränsleförbränningshastigheten och följaktligen värmeutsläppshastigheten bestäms av storleken på förbränningsytan. Kolstoft med en maximal partikelstorlek på 300 - 500 mikron har en förbränningsyta tiotusentals gånger större än grovt sorterat kedjegitterbränsle.

Bränsleförbränningshastigheten beror på temperaturen och trycket i förbränningskammaren och ökar med ökningen. Efter antändning ökar därför förbränningshastigheten och blir mycket hög i slutet av förbränningskammaren.

Bränsleförbränningshastigheten påverkas också av motorvarvtalet. När antalet varv ökar minskar fasens varaktighet.

Turbulensen hos gasflödet ökar bränsleförbränningshastigheten kraftigt på grund av en ökning av förbränningsytan och förbränningshastigheten för flamfronten med en ökning av värmeöverföringshastigheten.

När du kör på en mager blandning saktas förbränningshastigheten ner. Därför ökar mängden värme som avges av gaser till delar och motorn överhettas. Tecken på en alltför mager blandning blinkar i förgasaren och insugningsröret.

Turbulensen i gasflödet ökar bränsleförbränningshastigheten kraftigt på grund av ökningen av förbränningsytan och utbredningshastigheten hos flamfronten på grund av ökningen i värmeöverföringshastigheten.

Normala alkaner har det maximala cetantalet, vilket karakteriserar bränsleförbränningshastigheten i en motor.

Arbetsblandningens sammansättning påverkar kraftigt bränsleförbränningshastigheten i motorn. Dessa villkor sker vid koeff.

Påverkan av kvaliteten på utvecklingen av förbränningsprocessen bestäms av bränsleförbränningshastigheten i huvudfasen. När en stor mängd bränsle förbränns i denna fas ökar värdena för pz och Tz, andelen efterbränningsbränsle minskar under expansionsprocessen och polytropindexet nz blir större. Denna utveckling av processen är mest gynnsam eftersom det bästa värmeutnyttjandet uppnås.

I motorns arbetsprocess är värdet på bränsleförbränningshastigheten mycket viktigt. Förbränningshastigheten förstås som mängden (massa) bränsle som reagerar (brinner) per tidsenhet.

Ett antal allmänna fenomen indikerar att bränsleförbränningshastigheten i motorer är ganska naturlig, inte slumpmässig. Detta indikeras av reproducerbarheten av mer eller mindre entydiga cykler i motorcylindern, vilket i själva verket bestämmer motorernas stabila funktion. I samma motorer observeras alltid förbränningens långvariga natur med magra blandningar. Motors hårda arbete, som sker i hög grad av förbränningsreaktioner, observeras som regel i kompressorfria dieselmotorer och mjukt arbete - i motorer med tändning från en elektrisk gnista. Detta indikerar att fundamentalt olika blandningsbildning och antändning orsakar en regelbunden förändring av förbränningshastigheten. Med en ökning av motorvarvtalet minskar förbränningstiden med tiden och i vevaxelns rotationsvinkel ökar. De kinetiska kurvorna för förbränningsförloppet i motorer har samma karaktär som de kinetiska kurvorna för ett antal kemiska reaktioner som inte är direkt relaterade till motorer och uppträder under olika förhållanden.

Experiment indikerar beroendet av intensiteten hos strålningsvärmeöverföringen av bränsleförbränningshastigheten. Med snabb förbränning vid facklets rot utvecklas högre temperaturer och värmeöverföringen intensifieras. Temperaturfältets inhomogenitet, tillsammans med olika koncentrationer av emitterande partiklar, leder till inhomogenitet av graden av flamsvarthet. Allt ovanstående skapar stora svårigheter för den analytiska bestämningen av kylarens temperatur och graden av emissivitet hos ugnen.

Med en laminär flamma (se avsnitt 3 för mer information) är bränsleförbränningshastigheten konstant och Q 0; förbränningsprocessen är tyst. Men om förbränningszonen är turbulent, och detta är fallet under övervägande, ändras även den lokala förbränningshastigheten i tid och även om bränsleförbrukningen är i genomsnitt konstant och för ett litet volymelement Q.Q. Turbulens stör ständigt flamman; vid varje givet ögonblick begränsas förbränningen av denna låga eller en serie flammor som intar en slumpmässig position i förbränningszonen.

Gasformigt bränsle

Gasformigt bränsle är en blandning av olika gaser: metan, eten och andra kolväten, kolmonoxid, koldioxid eller koldioxid, kväve, väte, vätesulfid, syre och andra gaser samt vattenånga.

Metan (CH4) är huvudbeståndsdelen i många naturgaser. Dess innehåll i naturgaser når 93 ... 98%. Förbränning av 1 m3 metan frigör ~ 35 800 kJ värme.

Gasformiga bränslen kan också innehålla små mängder eten (C2H4). Förbränning av 1 m3 etylen ger ~ 59 000 kJ värme.

Förutom metan och eten innehåller gasformiga bränslen också kolväteföreningar, såsom propan (C3H8), butan (C4H10) etc. Förbränningen av dessa kolväten producerar mer värme än förbränningen av eten, men deras mängd är obetydlig i brännbara gaser .

Väte (H2) är 14,5 gånger lättare än luft. Förbränningen av 1 m3 väte frigör ~ 10 800 kJ värme. Många brännbara gaser, andra än koksugnsgas, innehåller relativt små mängder väte. I koksugn kan dess innehåll nå 50 ... 60%.

Kolmonoxid (CO) är den viktigaste brännbara komponenten i masugnsgas. Förbränningen av 1 m3 av denna gas ger ~ 12 770 kJ värme. Denna gas är färglös, luktfri och mycket giftig.

Vätesulfid (H2S) är en tung gas med en obehaglig lukt och är mycket giftig. I närvaro av vätesulfid i gasen ökar korrosionen hos metalldelarna i ugnen och gasledningen. Den skadliga effekten av vätesulfid förstärks av närvaron av syre och fukt i gasen. Förbränning av 1 m3 vätesulfid frigör ~ 23 400 kJ värme.

Resten av gaserna: CO2, N2, O2 och vattenånga är ballastkomponenter, eftersom med en ökning av halten av dessa gaser i bränslet minskar innehållet i dess brännbara komponenter. Deras närvaro leder till en minskning av bränslets förbränningstemperatur. Ett innehåll av> 0,5% fritt syre i gasformiga bränslen anses av säkerhetsskäl vara farligt.

Kokande - bensin

Oktannummer Bensinkomposition

Bensin börjar koka vid relativt låg temperatur och fortsätter mycket intensivt.

Slutet på bensinens kokpunkt anges inte.

Början av kokning av bensin är under 40 ° C, slutet är 180 ° C, temperaturen för kristalliseringens början är inte högre än 60 ° C. Bensinens surhetsgrad överstiger inte 1 mg / 100 ml.

Slutkokpunkten för bensin enligt GOST är 185 C, och den faktiska är 180 C.

Slutkokpunkten för bensin är den temperatur vid vilken en standard (100 ml) del av testbensinen helt destilleras (kokas bort) från glaskolven i vilken den placerades i kylmottagaren.

Installationsschema för stabilisering.

Den slutliga kokpunkten för bensin bör inte överstiga 200 - 225 C. För flygbensiner är den slutliga kokpunkten mycket lägre och når i vissa fall upp till 120 C.

MPa, bensinens kokpunkt är 338 K, dess genomsnittliga molära massa är 120 kg / kmol och förångningsvärmen är 252 kJ / kg.

Den ursprungliga kokpunkten för bensin, till exempel 40 för flygbensin, indikerar närvaron av lätta, lågkokande fraktioner, men anger inte deras innehåll. Kokpunkten för den första fraktionen på 10%, eller starttemperaturen, kännetecknar bensinens startegenskaper, dess flyktighet, liksom tendensen att bilda gaslås i bensintillförselsystemet. Ju lägre kokpunkten för 10% -fraktionen är, desto lättare är det att starta motorn, men också desto större är möjligheten för gaslås, vilket kan orsaka avbrott i bränsletillförseln och till och med stoppa motorn. Startfraktionens för höga kokpunkt gör det svårt att starta motorn vid låga omgivningstemperaturer, vilket leder till bensinförluster.

Påverkan av bensinens slutkokpunkt på dess förbrukning under fordonsdrift Effekten av destillationstemperaturen på 90% bensin på oktantalet av bensiner av olika ursprung.

En minskning i slutet av kokpunkten för reformering av bensin leder till en försämring av deras detonationsmotstånd. Forskning och ekonomiska beräkningar behövs för att hantera denna fråga.Det bör noteras att i utländsk praxis i ett antal länder tillverkas och används motorbensiner med en kokpunkt 215-220 C.

Påverkan av slutpunkten för bensinens kokpunkt på dess förbrukning under fordonsdrift. Påverkan av destillationstemperaturen på 90% bensin på oktantalet av bensiner av olika ursprung.

En minskning i slutet av kokpunkten för reformering av bensin leder till en försämring av deras detonationsmotstånd. Forskning och ekonomiska beräkningar behövs för att lösa problemet. Det bör noteras att i utländsk praxis i ett antal länder tillverkas och används motorbensiner med en kokpunkt 215-220 C.

Om bensinens slutkoka är hög kan de tunga fraktionerna i den inte förångas och därför inte brinna ut i motorn, vilket leder till ökad bränsleförbrukning.

Att sänka slutkokpunkten för rakbensiner leder till en ökning av deras detonationsmotstånd. Rakt körbara bensiner med låg oktan har oktantal på 75 respektive 68 och används som komponenter i motorbensiner.

Förbränning - bensin

Design och driftsprincip Bosch Motronic MED 7 direkt bensininsprutningssystem

Förbränning av bensin, fotogen och andra flytande kolväten sker i gasfasen. Förbränning kan endast ske när koncentrationen av bränsleånga i luften ligger inom vissa gränser, individuellt för varje ämne. Om en liten mängd bränsleångor finns i IB-luften kommer förbränning inte att ske, liksom i fallet när det finns för mycket bränsleångor och inte tillräckligt med syre.

Temperaturförändring på fotogenytan vid släckning med skum Temperaturfördelning i fotogen före släckningen (a och i slutet.

När bensin brinner bildas som känt ett homotermiskt skikt vars tjocklek ökar med tiden.

När bensin brinner bildas vatten och koldioxid. Kan detta tjäna som tillräcklig bekräftelse på att bensin inte är ett element?

När bensin, fotogen och andra vätskor förbränns i tankar syns särskilt krossningen av gasen i separata volymer och förbränningen av var och en av dem separat.

När bensin och olja bränns i tankar med stor diameter, skiljer sig uppvärmningens karaktär avsevärt från den som beskrivits ovan. När de brinner uppträder ett uppvärmt skikt vars tjocklek naturligt ökar över tiden och temperaturen är densamma som temperaturen på vätskans yta. Under den sjunker vätskans temperatur snabbt och blir nästan densamma som initialtemperaturen. Kurvens karaktär visar att bensin under förbränningen bryts ner i två lager - ett övre och ett nedre.

Till exempel kallas förbränning av bensin i luften en kemisk process. I detta fall frigörs energi, lika med cirka 1300 kcal per 1 mol bensin.

Analys av förbränningsprodukterna av bensiner och oljor blir extremt viktig, eftersom kunskap om den individuella sammansättningen av sådana produkter är nödvändig för studier av förbränningsprocesser i motorn och för studier av luftföroreningar.

Således, när bensin bränns i breda tankar, förbrukas upp till 40% av värmen som frigörs som ett resultat av förbränning för strålning.

Tabell 76 visar förbränningshastigheten för bensin med tetranitro-metantillsatser.

Experiment har visat att bensinförbränningshastigheten från tankens yta påverkas avsevärt av dess diameter.

Inriktning av krafter och medel vid släckning av en brand på sträckan.

Med hjälp av GPS-600 klarade brandmän framgångsrikt undanröjandet av förbränning av bensin som spillde längs järnvägsspåret, vilket säkerställde förflyttning av bagageutrymmen till platsen där tankarna kopplades.Efter att ha kopplat bort dem, med en del av en kontaktledning, fästade de två tankar med bensin till brandmotorn och drog ut dem från brandzonen.

Uppvärmningshastigheten för oljor i tankar med olika diametrar.

En särskilt stor ökning av uppvärmningshastigheten från vinden märktes när man brände bensin. När bensin brann i en tank på 2 64 m vid en vindhastighet på 13 m / s var uppvärmningshastigheten 9 63 mm / min och vid en vindhastighet på 10 m / s ökade uppvärmningshastigheten till 17 1 mm / min

Flampunkt och andra parametrar

Förbränningen av kol är en kemisk reaktion av koloxidation som sker vid en hög initial temperatur med intensiv värmeutsläpp. Nu är det enklare: kolbränsle kan inte antändas som papper; förvärmning till 370-700 ° C krävs för antändning, beroende på bränslemärke.

Viktigt ögonblick. Effektiviteten för kolförbränning i en ugn eller en fast bränslepanna kännetecknas inte av maximal temperatur utan av förbränningens fullständighet. Varje kolmolekyl kombineras med två syrepartiklar i luften för att bilda koldioxid CO2. Processen återspeglas i den kemiska formeln.

Om du begränsar mängden inkommande syre (täcka fläkten, sätt TT-pannan i smältläge), i stället för CO2 bildas kolmonoxid CO och släpps ut i skorstenen, förbränningseffektiviteten kommer att minska avsevärt. För att uppnå hög effektivitet är det nödvändigt att tillhandahålla gynnsamma villkor:

1. Bruna kol antänds vid en temperatur på +370 ° C, sten - 470 ° C, antracit - 700 grader. Förvärmning av värmeenheten med trä (sågspånbriketter) krävs.
2. Luft tillförs eldstaden i överskott, säkerhetsfaktorn är 1,3-1,5.
3. Förbränning stöds av den höga temperaturen hos en het bädd av kol som ligger på gallret. Det är viktigt att se till att syre passerar genom hela bränslets tjocklek, eftersom luft rör sig genom askformen på grund av det naturliga skorstensdraget.

Kommentar. De enda undantagen är hemgjorda ugnar av Bubafonya-typ och cylindriska pannor för övre förbränning, där luft matas in i eldstaden från topp till botten.

Den teoretiska förbränningstemperaturen och den specifika värmeöverföringen för olika bränslen visas i jämförelsetabellen. Det märks att bränsle under ideala förhållanden släpper ut maximal värme när de interagerar med den önskade luftvolymen.

I praktiken är det orealistiskt att skapa sådana förhållanden, så luften tillförs något överskott. Den verkliga förbränningstemperaturen för brunkol i en konventionell TT-panna ligger inom 700 ... 800 ° C, sten och antracit - 800 ... 1100 grader.

Om du överdriver det med mängden syre kommer energin att användas till att värma luften och helt enkelt flyga ut i röret, ugnens effektivitet kommer att märkbart sjunka. Dessutom kan eldens temperatur nå 1500 ° C. Processen liknar en vanlig eld - lågan är stor, det finns lite värme. Ett exempel på effektiv förbränning av kol med en retortbrännare på en automatisk panna presenteras i videon:

Temperatur - förbränning - bränsle

Beroende av kriterium B på förhållandet mellan värmekällans yta och verkstadsområdet.

Intensiteten hos arbetarens bestrålning beror på förbränningstemperaturen hos bränslet i ugnen, storleken på laddningshålet, tjockleken på ugnsväggarna vid laddningshålet och slutligen på avståndet som arbetaren är från laddningen hål.

CO / CO och H2 / HO-förhållandena i produkterna av ofullständig förbränning av naturgas, beroende på luftförbrukningskoefficienten a.

Den praktiskt uppnåbara temperaturen 1L är bränslets förbränningstemperatur under verkliga förhållanden. När man bestämmer dess värde, värmeförluster till miljön, förbränningsprocessens varaktighet, förbränningsmetoden och andra faktorer beaktas.

Överskott av luft påverkar dramatiskt bränslets förbränningstemperatur.Så, till exempel, är den faktiska förbränningstemperaturen för naturgas med ett 10% överskott av luft 1868 C, med ett 20% överskott av 1749 C och med ett 100% överskott av luft minskar det till 1167 C. Å andra sidan , förvärmning av luft, som går till förbränning av bränsle, ökar temperaturen på dess förbränning. Så när man förbränner naturgas (1Max 2003 C) med luft uppvärmd till 200 C, stiger förbränningstemperaturen till 2128 C och när luften värms upp till 400 C - upp till 2257 C.

Allmänt diagram över ugnen.

Vid uppvärmning av luft och gasformigt bränsle stiger bränslets förbränningstemperatur och följaktligen stiger även temperaturen i ugnens arbetsutrymme. I många fall är det omöjligt att uppnå de temperaturer som krävs för en given teknisk process utan hög uppvärmning av luft och gasformigt bränsle. Till exempel skulle smältning av stål i ugnar med öppen spis, för vilken brännarens temperatur (flöde av brinnande gaser) i smältutrymmet ska vara 1800 - 2000 C, skulle vara omöjlig utan att värma luft och gas till 1000 - 1200 C. När uppvärmning av industriella ugnar med lågt kaloriinnehåll (fuktigt ved, torv, brunkol), är deras arbete utan att värma luft ofta till och med omöjligt.

Av denna formel framgår att förbränningstemperaturen hos bränslet kan ökas genom att öka dess täljare och minska nämnaren. Beroendet av förbränningstemperaturen för olika gaser av överskottsluftförhållandet visas i fig.

Överdriven luft påverkar också bränslets förbränningstemperatur kraftigt. Så, värmeeffekten av naturgas med ett överskott av luft på 10% - 1868 C, med ett överskott av luft på 20% - 1749 C och med ett 100% överskott är lika med 1167 C.

Om den varma förbindningstemperaturen endast är begränsad av bränslets förbränningstemperatur, gör användningen av återhämtning det möjligt att öka temperaturen Тт genom att öka temperaturen på förbränningsprodukterna och därmed öka TEG: s totala effektivitet.

Anrikningen av explosionen med syre leder till en signifikant ökning av bränslets förbränningstemperatur. Som grafdata i fig. 17 är den teoretiska temperaturen för bränsleförbränning associerad med anrikningen av explosionen med syre genom ett beroende, vilket är praktiskt taget linjärt upp till syrehalten i explosionen på 40%. Vid högre anrikningsnivåer börjar dissociationen av förbränningsprodukterna att ha en signifikant effekt, varigenom kurvorna för temperaturberoendet på graden av anrikning av sprängningen avviker från raka linjer och närmar sig temperaturen som begränsar för en given bränsle. Således har det beräknade beroendet av bränsleförbränningstemperaturen på graden av syreberikning av sprängningen två regioner - regionen med relativt låg anrikning, där det finns ett linjärt beroende, och regionen med hög anrikning (över 40%), där temperaturökningen har en sönderfallande karaktär.

En viktig termoteknisk indikator för ugnsfunktionen är ugnstemperaturen, som beror på bränslets förbränningstemperatur och värmeförbrukningens natur.

Bränslets aska kan, beroende på mineralföroreningarnas sammansättning, smälta i bitar av slagg vid förbränningstemperaturen. Karaktären hos bränsleaska beroende på temperatur anges i tabellen. MEN.

Värdet av tmaK i tabellen. IV - З - kalorimetrisk (teoretisk) bränsleförbränningstemperatur.

Värmeförluster genom ugnens väggar utåt (in i miljön) minskar bränslets förbränningstemperatur.

Förbränning av bränsle

Bränsleförbränning är processen för oxidation av brännbara komponenter som sker vid höga temperaturer och åtföljs av frisättning av värme. Förbränningens natur bestäms av många faktorer, inklusive förbränningsmetoden, ugnens design, syrekoncentrationen etc. Men förhållandena under förloppet, varaktigheten och de slutliga resultaten av förbränningsprocesserna beror till stor del på kompositionen , fysikaliska och kemiska egenskaper hos bränslet.

Bränslesammansättning

Fasta bränslen inkluderar kol och brunkol, torv, oljeskiffer, trä. Dessa typer av bränslen är komplexa organiska föreningar som huvudsakligen bildas av fem element - kol C, väte H, syre O, svavel S och kväve N. Bränslet innehåller också fukt och icke-brännbara mineraler som bildar aska efter förbränning. Fukt och aska är bränslets yttre ballast, medan syre och kväve är inre.

Huvudelementet i den brännbara delen är kol, det bestämmer utsläppet av den största mängden värme. Ju större andel kol i fast bränsle desto svårare är det att antända. Vid förbränning släpper väte ut 4,4 gånger mer värme än kol, men dess andel i sammansättningen av fasta bränslen är liten. Syre, som inte är ett värmegenererande element och binder väte och kol, minskar förbränningsvärmen, därför är det ett oönskat element. Dess innehåll är särskilt hög i torv och trä. Mängden kväve i fasta bränslen är liten, men den kan bilda oxider som är skadliga för miljön och människor. Svavel är också en skadlig förorening, den avger lite värme, men de resulterande oxiderna leder till korrosion av pannornas metall och förorening av atmosfären.

Bränslespecifikationer och deras påverkan på förbränningsprocessen

De viktigaste tekniska egenskaperna hos bränsle är: förbränningsvärme, utbyte av flyktiga ämnen, egenskaper för icke flyktiga rester (koks), askinnehåll och fuktinnehåll.

Värme från förbränning av bränsle

Värmevärdet är mängden värme som frigörs under fullständig förbränning av en massaenhet (kJ / kg) eller bränslevolym (kJ / m3). Skillnad mellan högre och lägre förbränningsvärme. Den högsta inkluderar värmen som frigörs under kondensen av ångor som finns i förbränningsprodukterna. När bränsle förbränns i pannugnar har avgaserna en temperatur vid vilken fukt är i ångform. Därför används i detta fall en lägre förbränningsvärme som inte tar hänsyn till värmen från kondensation av vattenånga.

Sammansättningen och nettovärmevärdet för alla kända kolavlagringar har bestämts och anges i de beräknade egenskaperna.

Släpp av flyktiga ämnen

När fast bränsle värms upp utan tillgång till luft under påverkan av hög temperatur frigörs vattenånga först, och sedan sker termisk nedbrytning av molekyler med frisättning av gasformiga ämnen, kallade flyktiga ämnen.

Utsläpp av flyktiga ämnen kan förekomma i temperaturintervallet 160 till 1100 ° C, men i genomsnitt - i temperaturområdet 400-800 ° C. Temperaturen i början av utsläpp av flyktiga ämnen, mängden och sammansättningen av gasformiga produkter beror på bränslets kemiska sammansättning. Ju kemiskt äldre bränslet är, desto lägre är utsläppet av flyktiga ämnen och desto högre blir deras utsläppstemperatur.

Flyktiga ämnen ger tidigare antändning av partiklarna och har en signifikant effekt på bränsleförbränningen. Bränslen unga i åldern - torv, brunt kol - antänds lätt, brinner snabbt och nästan helt. Omvänt är bränslen med låga flyktiga ämnen, såsom antracit, svårare att antända, brinner mycket långsammare och brinner inte helt (med ökad värmeförlust).

Icke-flyktiga restegenskaper (koks)

Den fasta delen av bränslet som finns kvar efter utsläpp av flyktiga ämnen, som huvudsakligen består av kol och en mineraldel, kallas koks. Koksresterna kan vara, beroende på egenskaperna hos organiska föreningar som ingår i den brännbara massan: kakad, svagt kakad (förstörd genom exponering), pulverformig. Antracit, torv, brunkol ger en pulverformig icke-flyktig rest. De flesta bituminösa kol är sintrade men inte alltid starkt. Klibbig eller pulverformig, icke-flyktig rest ger bituminösa kol med mycket högt utbyte av flyktiga ämnen (42-45%) och med mycket lågt utbyte (mindre än 17%).

Strukturen hos koksresterna är viktig när man bränner kol i gallerugnar.Vid eldning i kokkärl är koksprestanda inte särskilt viktigt.

Askinnehåll

Fast bränsle innehåller den största mängden icke-brännbara mineralföroreningar. Dessa är i första hand lera, silikater, järnpyrit, men järnoxid, sulfater, karbonater och silikater av järn, oxider av olika metaller, klorider, alkalier etc. kan också inkluderas. De flesta av dem faller under gruvdrift i form av stenar, mellan vilka kolsömmar ligger, men det finns också mineralämnen som har gått in i bränslet från kolbildare eller under omvandling av dess ursprungliga massa.

När bränsle förbränns genomgår mineralföroreningar en serie reaktioner, varigenom en fast icke-brännbar rest som kallas ask bildas. Vikt och sammansättning av askan är inte identisk med vikten och sammansättningen av bränslets mineralföroreningar.

Askegenskaper spelar en viktig roll i organisationen av drift av pannor och ugnar. Dess partiklar, som transporteras bort av förbränningsprodukterna, slitnar upp värmeytorna vid höga hastigheter och vid låga hastigheter avsätts de på dem, vilket leder till en försämring av värmeöverföringen. Ask som förts in i skorstenen kan skada miljön. För att undvika detta krävs installation av askuppsamlare.

En viktig egenskap hos aska är dess smältbarhet. De skiljer mellan eldfast (över 1425 ° C), mediumsmältande (1200-1425 ° C) och lågsmältande (mindre än 1200 ° C) aska. Ask som har passerat smältstadiet och förvandlats till en sintrad eller smält massa kallas slagg. Askens smältbarhetstemperatur är av stor betydelse för att säkerställa tillförlitlig drift av ugnen och pannytorna. Det korrekta valet av gasernas temperatur nära dessa ytor eliminerar slaggning.

Fukthalt

Fukt är en oönskad komponent i bränslet, den är tillsammans med mineralföroreningar ballast och minskar innehållet i den brännbara delen. Dessutom minskar det termiska värdet, eftersom ytterligare energi krävs för dess avdunstning.

Fukten i bränslet kan vara inre eller yttre. Extern fukt finns i kapillärerna eller fastnar på ytan. Med kemisk ålder minskar mängden kapillärfuktighet. Ju mindre bränslebitarna desto större är ytfuktigheten. Intern fukt tränger in i det organiska materialet.

Fukthalten i bränslet minskar förbränningsvärmen och leder till en ökad bränsleförbrukning. Samtidigt ökar volymerna av förbränningsprodukter, värmeförlusterna med avgaser ökar och effektiviteten hos pannanheten minskar. Hög luftfuktighet på vintern leder till frysning av kol, svårigheter med slipning och minskad flytbarhet.

Bränsleförbränningsmetoder beroende på typ av ugn

De viktigaste typerna av förbränningsanordningar:

• skiktad,
• kammare.

Skiktugnar är avsedda för förbränning av klumpigt fast bränsle. De kan vara täta och fluidiserade. Vid förbränning i ett tätt skikt passerar förbränningsluften genom skiktet utan att påverka dess stabilitet, det vill säga tyngden hos de brinnande partiklarna överstiger luftens dynamiska tryck. När de bränns i en fluidiserad bädd, på grund av den ökade lufthastigheten, går partiklarna i ett "kokande" tillstånd. I detta fall sker aktiv blandning av oxidationsmedlet och bränslet, på grund av vilket bränsleförbränningen intensifieras.

I kammarugnar bränna fast pulveriserat bränsle samt flytande och gasformiga. Kammarugnar är indelade i cykloniska och flare. Under förbränning av flare bör kolpartiklar inte vara mer än 100 mikron, de brinner i förbränningskammarens volym. Cyklonförbränning möjliggör en större partikelstorlek; under påverkan av centrifugalkrafter kastas de på ugnens väggar och brinner helt ut i ett virvlande flöde i en högtemperaturzon.

Förbränning av bränsle. De viktigaste stegen i processen

Vid förbränning av fast bränsle kan vissa steg särskiljas: uppvärmning och avdunstning av fukt, sublimering av flyktiga ämnen och bildning av koksrester, förbränning av flyktiga ämnen och koks och bildning av slagg. Denna uppdelning av förbränningsprocessen är relativt godtycklig, eftersom även om dessa steg fortskrider sekventiellt, överlappar de delvis varandra. Sublimering av flyktiga ämnen börjar alltså före den slutliga avdunstningen av all fukt, bildandet av flyktiga ämnen sker samtidigt med förbränningsprocessen, precis som koksresterns oxidation börjar före slutet av förbränningen av flyktiga ämnen och efterförbränning av koks kan också fortsätta efter att slaggen bildats.

Flödestiden för varje steg i förbränningsprocessen bestäms till stor del av bränslets egenskaper. Koksförbränningssteget varar längst, även för bränslen med hög flyktig avkastning. Olika driftsfaktorer och designfunktioner hos ugnen har en betydande inverkan på varaktigheten av förbränningsprocessen.

1. Beredning av bränsle före antändning

Bränslet som tränger in i ugnen värms upp, vilket resulterar i att det i närvaro av fukt avdunstar och bränslet torkar upp. Den tid som krävs för uppvärmning och torkning beror på mängden fukt och temperaturen vid vilken bränslet tillförs förbränningsanordningen. För bränslen med hög fuktinnehåll (torv, våta bruna kol) är uppvärmnings- och torkningssteget relativt långt.

Bränsle levereras till staplade ugnar vid en temperatur nära omgivningstemperaturen. Endast på vintern, när kol fryser, är temperaturen lägre än i pannrummet. För förbränning i flare- och virvelugnar utsätts bränslet för krossning och slipning tillsammans med torkning med varm luft eller rökgaser. Ju högre temperaturen på det inkommande bränslet desto mindre tid och värme behövs för att värma upp det till antändningstemperaturen.

Bränsletorkning i ugnen sker på grund av två värmekällor: konvektiv värme från förbränningsprodukter och strålningsvärme från en fackla, foder och slagg.

I kammarugnar utförs uppvärmning huvudsakligen på grund av den första källan, det vill säga blandning av förbränningsprodukter till bränslet vid införandet. Därför är ett av de viktiga kraven för utformningen av anordningar för införing av bränsle i ugnen att säkerställa intensiv sugning av förbränningsprodukter. En högre temperatur i eldstaden bidrar också till en kortare uppvärmnings- och torkningstid. För detta ändamål, när du bränner bränslen med början av utsläpp av flyktiga ämnen vid höga temperaturer (mer än 400 ° C), tillverkas brännband i kammarugnar, det vill säga de stänger skärmrören med eldfast värmeisolerande material för att minska deras termiska uppfattning.

När man bränner bränsle i en säng bestäms rollen för varje typ av värmekälla av ugnens design. I ugnar med kedjegaller utförs uppvärmning och torkning främst av brännarens strålningsvärme. I ugnar med fast galler och bränsletillförsel uppifrån uppstår uppvärmning och torkning på grund av att förbränningsprodukterna rör sig genom skiktet från botten uppåt.

Vid uppvärmning till en temperatur över 110 ° C börjar termisk nedbrytning av organiska ämnen som utgör bränslen. De minst starka föreningarna är de som innehåller en betydande mängd syre. Dessa föreningar sönderdelas vid relativt låga temperaturer med bildning av flyktiga ämnen och en fast rest, som huvudsakligen består av kol.

Bränslen som är unga i kemisk sammansättning, som innehåller mycket syre, har en låg temperatur i början av utsläppet av gasformiga ämnen och ger en högre andel av dem. Bränslen med lågt innehåll av syreföreningar har lågt flyktigt utbyte och en högre flampunkt.

Halten av molekyler i fasta bränslen som lätt sönderdelas vid upphettning påverkar också reaktiviteten hos den icke-flyktiga återstoden.För det första sker nedbrytningen av den brännbara massan huvudsakligen på bränslets yttre yta. Vid ytterligare uppvärmning börjar pyrogenetiska reaktioner uppstå inne i bränslepartiklarna, trycket stiger i dem och det yttre skalet går sönder. När bränslen med högt utbyte av flyktiga ämnen förbränns blir koksresterna porösa och har en större yta jämfört med den täta fasta återstoden.

2. Förbränningsprocessen av gasformiga föreningar och koks

Den faktiska förbränningen av bränsle börjar med antändning av flyktiga ämnen. Under bränsleberedningsperioden inträffar grenade kedjereaktioner av oxidation av gasformiga substanser, först börjar dessa reaktioner med låga hastigheter. Den frisatta värmen uppfattas av ytorna i ugnen och ackumuleras delvis i form av energin hos de rörliga molekylerna. Det senare leder till en ökning av frekvensen av kedjereaktioner. Vid en viss temperatur fortsätter oxidationsreaktioner i en sådan takt att den frigjorda värmen helt täcker värmeabsorptionen. Denna temperatur är flampunkten.

Tändningstemperaturen är inte konstant, det beror både på bränslets egenskaper och på förhållandena i antändningszonen, i genomsnitt är det 400-600 ° C. Efter antändning av den gasformiga blandningen orsakar ytterligare självacceleration av oxidationsreaktioner en temperaturökning. För att upprätthålla förbränning krävs en kontinuerlig tillförsel av oxidationsmedel och brännbara ämnen.

Tändningen av gasformiga ämnen leder till att kokspartiklarna höljs in i ett brandhölje. Förbränning av koks börjar när förbränningen av flyktiga ämnen upphör. Den fasta partikeln värms upp till hög temperatur och när mängden flyktiga ämnen minskar minskar tjockleken på gränsförbränningsskiktet, syre når den heta kolytan.

Förbränning av koks börjar vid en temperatur på 1000 ° C och är den längsta processen. Anledningen är att för det första minskar syrekoncentrationen, och för det andra går heterogena reaktioner långsammare än homogena. Som ett resultat bestäms förbränningstiden för en fast bränslepartikel huvudsakligen av förbränningstiden för koksresten (cirka 2/3 av den totala tiden). För bränslen med högt utbyte av flyktiga ämnen är den fasta återstoden mindre än ½ av den ursprungliga partikelmassan, därför sker deras förbränning snabbt och möjligheten till förbränning är låg. Kemiskt gamla bränslen har en tät partikel vars förbränning tar nästan hela tiden i ugnen.

Koksresterna för de flesta fasta bränslen består huvudsakligen, och för vissa arter, helt av kol. Förbränningen av fast kol sker med bildandet av kolmonoxid och koldioxid.

Optimala förhållanden för värmeavledning

Skapandet av optimala förhållanden för förbränning av kol är grunden för korrekt konstruktion av en teknisk metod för förbränning av fasta bränslen i pannanheter. Följande faktorer kan påverka uppnåendet av den högsta värmeavgivningen i ugnen: temperatur, överskott av luft, bildning av primär och sekundär blandning.

Temperatur... Värmeutsläpp under bränsleförbränning beror väsentligt på ugnens temperaturregim. Vid relativt låga temperaturer sker ofullständig förbränning av brännbara ämnen i fackelkärnan; kolmonoxid, väte och kolväten finns kvar i förbränningsprodukterna. Vid temperaturer från 1000 till 1800-2000 ° C uppnås fullständig förbränning av bränslet.

Överskott av luft... Specifik värmeproduktion når sitt maximala värde med fullständig förbränning och ett överdrivet luftförhållande av enhet. Med en minskning av överflödigt luftförhållande minskar värmeutsläppet, eftersom syrebristen leder till oxidation av mindre bränsle. Temperaturnivån sjunker, reaktionshastigheterna minskar, vilket leder till en kraftig minskning av värmeutsläppet.

En ökning av överflödigt luftförhållande större än enhet minskar värmeproduktionen ännu mer än brist på luft.Under verkliga förhållanden med bränsleförbränning i pannugnar uppnås inte gränsvärdena för värmeutsläpp, eftersom det finns ofullständig förbränning. Det beror till stor del på hur blandningsbildningsprocesserna är organiserade.

Blandningsprocesser... I kammarugnar uppnås bildning av primärblandning genom torkning och blandning av bränsle med luft, tillförsel av en del av luften (primär) till beredningszonen, vilket skapar en vidöppen fackla med bred yta och hög turbulisering med användning av uppvärmd luft.

I skiktade ugnar är den primära blandningsuppgiften att tillföra den erforderliga mängden luft till olika förbränningszoner på gallret.

För att säkerställa efterförbränning av gasformiga produkter med ofullständig förbränning och koks, organiseras processer för sekundär blandning. Dessa processer underlättas av: tillförseln av sekundärluft med hög hastighet, skapandet av sådan aerodynamik, vid vilken enhetlig fyllning av hela ugnen med en fackla uppnås och följaktligen uppehållstiden för gaser och kokspartiklar i ugnen ökar.

3. Slaggbildning

Vid oxidationsprocessen av den brännbara massan av fast bränsle inträffar också betydande förändringar i mineralföroreningar. Lågsmältande ämnen och legeringar med låg smältpunkt löser eldfasta föreningar.

En förutsättning för normal drift av pannor är det oavbrutna avlägsnandet av förbränningsprodukter och den resulterande slaggen.

Under skiktförbränning kan slaggbildning leda till mekanisk förbränning - mineralföroreningar omsluter oförbrända kokspartiklar, eller viskös slagg kan blockera luftpassager och blockera syreåtkomst till den brinnande koks. För att minska förbränningen används olika åtgärder - i ugnar med kedjegaller ökar tiden på slagggallret och frekvent skurning utförs.

I skiktade ugnar avlägsnas slaggen i torr form. I kammugnar kan avlägsnande av slagg vara torr eller flytande.

Således är bränsleförbränning en komplex fysisk-kemisk process som påverkas av ett stort antal olika faktorer, men alla måste beaktas vid utformning av pannor och ugnar.

Förbränning - bensin

Förbränning av bensin med detonation åtföljs av skarpa metallslag, svart rök på avgaserna, en ökning av bensinförbrukningen, en minskning av motoreffekten och andra negativa fenomen.

Förbränningen av bensin i motorn beror också på överflödigt luftförhållande. Vid värdena 0 9 - j - 11 är graden av oxidationsprocesser före flammen i arbetsblandningen den högsta. Därför skapas de mest gynnsamma förhållandena för detoneringen vid dessa värden a.

Efter förbränningen av bensin ökade den totala massan av sådana föroreningar avsevärt tillsammans med den allmänna omfördelningen av deras kvantiteter. Andelen bensen i kondensatet för bilavgaser var ungefär 1 till 7 gånger högre än i bensin; toluenhalten var 3 gånger högre och xylenhalten 30 gånger högre. Det är känt att syreföreningar bildas i detta fall, och antalet joner, som är karakteristiska för tyngre omättade föreningar i olefin- eller cykloparaffinserien och acetylen- eller dien-serien, särskilt de senare, ökar kraftigt. Generellt sett liknade förändringarna i kammaren Haagen-Smit de förändringar som behövdes för att göra sammansättningen av typiska fordonsavgasprover som liknar de i Los Angeles-smogproverna.

Bensinens värmevärde beror på dess kemiska sammansättning. Därför har kolväten som är rik på väte (till exempel paraffiniska kolväten) ett stort värmevärde.

Bensinförbränningsprodukter expanderar i förbränningsmotorn längs polytropen n1 27 från 30 till 3 vid. Gasens initialtemperatur är 2100 ° C; masskompositionen för förbränningsprodukter av 1 kg bensin är som följer: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Bestäm expansionsarbetet för dessa gaser om 2 g bensin matas in i cylindern samtidigt.

Påverkan av TPP på kolbildning i motorn.

När bensin bränns från ett termiskt kraftverk bildas kolavlagringar som innehåller blyoxid.

När bensin bränns i fram- och återgående förbränningsmotorer transporteras nästan alla produkter som bildas med avgaserna. Endast en relativt liten del av produkterna av ofullständig förbränning av bränsle och olja, en liten mängd oorganiska föreningar bildade av element som införs med bränsle, luft och olja, deponeras i form av kolavlagringar.

När bensin brinner med tetraetyl-bly bildas uppenbarligen blyoxid, som endast smälter vid en temperatur av 900 ° C och kan avdunsta vid en mycket hög temperatur, vilket överskrider medeltemperaturen i motorcylindern. För att förhindra avsättning av blyoxid i motorn införs speciella ämnen i etylvätskan - rensningsmedel. De halogenerade kolvätena används som skräpmedel. Vanligtvis är detta föreningar som innehåller brom och klor, som också bränner och binder bly i nya bromid- och kloridföreningar.

Påverkan av TPP på kolbildning i motorn.

När bensin bränns från ett termiskt kraftverk bildas kolavlagringar som innehåller blyoxid.

Under förbränningen av bensin som innehåller ren TPP deponeras en plack av blyföreningar i motorn. Sammansättningen av etylvätskekvaliteten R-9 (i vikt): tetraetyl-bly 54 0%, bromoetan 33 0%, monokloronaftalen 6 8 0 5%, fyllmedel - flyg - bensin - upp till 100%; färga mörkrött 1 g per 1 kg av blandningen.

När bensin som innehåller TPP bränns bildas fisteloxid med låg flyktighet i motorn; Eftersom blyoxidens smältpunkt är ganska hög (888) deponeras en del av den (cirka 10%, räknat på bly som införs med bensin) som en fast rest på väggarna i förbränningskammaren, ljus och ventiler, vilket leder till ett snabbt motorfel.

När bensin bränns i en bilmotor bildas också mindre molekyler och den frigjorda energin fördelas i en större volym.

Gaser glödande från förbränningen av bensin flödar runt värmeväxlaren 8 (inuti från sidan av förbränningskammaren och vidare genom fönstren 5 utanför, passerar genom avgaskammaren 6) och värmer upp luften i värmeväxlarkanalen. Därefter matas heta avgaser genom avgasröret 7 under sumpen och värmer upp motorn från utsidan, och varm luft från värmeväxlaren matas genom luftningen in i vevhuset och värmer upp motorn från insidan. I 1 5 - 2 minuter efter uppvärmningen startas glödstiften och förbränningen i värmaren fortsätter utan att den deltar. Efter 7 - 13 minuter från mottagandet av en puls för att starta motorn värms oljan i vevhuset upp till en temperatur på 30 ° C (vid en omgivningstemperatur på upp till -25 ° C) och enheten startar pulser, varefter värmaren är avstängd.

Förbränningstemperatur

Vid värmeteknik skiljer man följande förbränningstemperaturer för gaser: värmeeffekt, kalorimetrisk, teoretisk och faktisk (beräknad). Uppvärmningskapacitet tx är den maximala temperaturen för produkterna med fullständig gasförbränning under adiabatiska förhållanden med ett överskott av luftkoefficient a = 1,0 och vid en gas- och lufttemperatur lika med 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

där QH är det lägsta värmevärdet för gas, kJ / m3; IVcp - summan av produkterna av volymerna koldioxid, vattenånga och kväve som bildas under förbränningen av 1 m3 gas (m3 / m3) och deras genomsnittliga volymmetriska värmekapacitet vid konstant tryck inom temperaturområdet från 0 ° С till tx (kJ / (m3 * ° C).

På grund av variationerna i gasernas värmekapacitet bestäms värmeeffekten med metoden för successiva approximationer. Som den initiala parametern tas dess värde för naturgas (= 2000 ° C), med a = 1,0, bestäms volymerna av komponenterna i förbränningsprodukter enligt tabellen.8.3, deras genomsnittliga värmekapacitet hittas och sedan beräknas enligt formeln (8.11) gasens värmekapacitet. Om det som ett resultat av beräkningen visar sig vara lägre eller högre än den accepterade, ställs en annan temperatur in och beräkningen upprepas. Värmeeffekten av vanliga enkla och komplexa gaser när de brinner i torr luft ges i tabellen. 8.5. Vid förbränning av gas i atmosfärisk luft som innehåller cirka 1 viktprocent. % fukt, värmeproduktionen minskar med 25-30 ° С.

Den kalorimetriska förbränningstemperaturen tK är den temperatur som bestäms utan att hänsyn tas till dissociationen av vattenånga och koldioxid, men med hänsyn tagen till den faktiska initialtemperaturen för gas och luft. Det skiljer sig från värmeeffekten tx genom att gas- och lufttemperaturen, liksom överflödig luftkoefficient a, tas från deras faktiska värden. Du kan bestämma tK med formeln:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

där qphys är värmeinnehållet (fysisk värme) i gas och luft, mätt från 0 ° C, kJ / m3.

Naturliga och flytande petroleumgaser värms vanligtvis inte upp före förbränningen, och deras volym jämfört med volymen för förbränningsluft är liten.

Tabell 8.3.

Genomsnittsvolymvärmekapacitet för gaser, kJ / (m3 • ° С)

Ttemperatur, ° С	CO2	N2	O2	CO	CH4	H2	H2O (vattenånga)	luft
								torr	våt per m3 torr gas och
0	1,5981	1,2970	1,3087	1,3062	1,5708	1,2852	1,4990	1,2991	1,3230
100	1,7186	1,2991	1,3209	1,3062	1,6590	1,2978	1,5103	1,3045	1,3285
200	1,8018	1,3045	1,3398	1,3146	1,7724	1,3020	1,5267	1,3142	1,3360
300	1,8770	1,3112	1,3608	1,3230	1,8984	1,3062	1,5473	1,3217	1,3465
400	1,9858	1,3213	1,3822	1,3356	2,0286	1,3104	1,5704	1,3335	1,3587
500	2,0030	1,3327	1,4024	1,3482	2,1504	1,3104	1,5943	1,3469	1,3787
600	2,0559	1,3453	1,4217	1,3650	2,2764	1,3146	1,6195	1,3612	1,3873
700	2,1034	1,3587	1,3549	1,3776	2,3898	1,3188	1,6464	1,3755	1,4020
800	2,1462	1,3717	1,4549	1,3944	2,5032	1,3230	1,6737	1,3889	1,4158
900	2,1857	1,3857	1,4692	1,4070	2,6040	1,3314	1,7010	1,4020	1,4293
1000	2,2210	1,3965	1,4822	1,4196	2,7048	1,3356	1,7283	1,4141	1,4419
1100	2,2525	1,4087	1,4902	1,4322	2,7930	1,3398	1,7556	1,4263	1,4545
1200	2,2819	1,4196	1,5063	1,4448	2,8812	1,3482	1,7825	1,4372	1,4658
1300	2,3079	1,4305	1,5154	1,4532	—	1,3566	1,8085	1,4482	1,4771
1400	2,3323	1,4406	1,5250	1,4658	—	1,3650	1,8341	1,4582	1,4876
1500	2,3545	1,4503	1,5343	1,4742	—	1,3818	1,8585	1,4675	1,4973
1600	2,3751	1,4587	1,5427	—	—	—	1,8824	1,4763	1,5065
1700	2,3944	1,4671	1,5511	—	—	—	1,9055	1,4843	1,5149
1800	2,4125	1,4746	1,5590	—	—	—	1,9278	1,4918	1,5225
1900	2,4289	1,4822	1,5666	—	—	—	1,9698	1,4994	1,5305
2000	2,4494	1,4889	1,5737	1,5078	—	—	1,9694	1,5376	1,5376
2100	2,4591	1,4952	1,5809	—	—	—	1,9891	—	—
2200	2,4725	1,5011	1,5943	—	—	—	2,0252	—	—
2300	2,4860	1,5070	1,5943	—	—	—	2,0252	—	—
2400	2,4977	1,5166	1,6002	—	—	—	2,0389	—	—
2500	2,5091	1,5175	1,6045	—	—	—	2,0593	—	—

Därför kan gasvärmeinnehållet ignoreras vid bestämning av den kalorimetriska temperaturen. Vid förbränning av gaser med lågt värmevärde (generator, masugn etc.) har deras värmeinnehåll (särskilt uppvärmt före förbränning) en mycket signifikant effekt på den kalorimetriska temperaturen.

Beroendet av den kalorimetriska temperaturen för naturgas av den genomsnittliga kompositionen i luft med en temperatur av 0 ° C och en fuktighet av 1% av överskottet av luftkoefficient a ges i tabell. 8.5, för LPG när det bränns i torr luft - i tabellen. 8.7. Tabelldata. 8.5-8.7 är det möjligt att styras med tillräcklig noggrannhet vid fastställande av den kalorimetriska förbränningstemperaturen för andra naturgaser, som är relativt lika i sammansättning, och kolvätegaser med nästan vilken sammansättning som helst. Om det är nödvändigt att uppnå en hög temperatur vid förbränning av gaser med låga överskott av luftkoefficienter, samt att öka ugnernas effektivitet, värms luften i praktiken upp, vilket leder till en ökning av den kalorimetriska temperaturen (se tabell 8.6) .

Tabell 8.4.

Uppvärmningskapacitet för gaser i torr luft

Enkel gas	Värmekapacitet, ° С	Komplex gas med genomsnittlig sammansättning	Ungefärlig värmekapacitet, ° С
Väte	2235	Naturgasfält	2040
Kolmonoxid	2370	Naturliga oljefält	2080
Metan	2043	Koks	2120
Etan	2097	Skifferdestillation vid hög temperatur	1980
Propan	2110	Ång-syrexplosion under tryck	2050
Butan	2118	Fet kolgenerator	1750
Pentan	2119	Generator ång-luft sprängning från magert bränsle	1670
Eten	2284	Flytande (50% C3H4 + 50% C4H10)	2115
Acetylen	2620	Vatten	2210

Tabell 8.5.

Kalorimetriska och teoretiska temperaturer för naturgasförbränning i luft med t = 0 ° С och luftfuktighet 1% * beroende på överflödig luftkoefficient a

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

>

Den teoretiska förbränningstemperaturen tT är den maximala temperaturen bestämd på samma sätt som den kalorimetriska temperaturen tK, men med en korrigering för endotermiska (kräver värme) reaktioner för dissociation av koldioxid och vattenånga, fortsätter med en ökning av volymen:

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

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

Vid höga temperaturer kan dissociation leda till bildandet av atomväte, syre och OH-hydroxylgrupper. Dessutom producerar förbränning av gas alltid en viss mängd kväveoxid. Alla dessa reaktioner är endotermiska och leder till en minskning av förbränningstemperaturen.

Tabell 8.6.

Kalorimetrisk temperatur av naturgasförbränning tу, ° С, beroende på förhållandet mellan överskott av torr luft och dess temperatur (rundade värden)

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

Tabell 8.7.

Kalorimetrisk förbränningstemperatur tK för kommersiell propan i torr luft med t = 0 ° С beroende på överflödig luftkoefficient a

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

Den teoretiska förbränningstemperaturen kan bestämmas med hjälp av följande formel:

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

där qduc är den totala värmeförbrukningen för dissociation av СО2 och Н2О i förbränningsprodukter, kJ / m3; IVcp - summan av volymprodukten och förbränningsprodukternas genomsnittliga värmekapacitet, med hänsyn tagen till dissociation per 1 m3 gas.

Som du kan se från tabellen. 8.8, vid temperaturer upp till 1600 ° C, kan dissociationsgraden bortses från och den teoretiska förbränningstemperaturen kan tas lika med den kalorimetriska temperaturen. Vid högre temperaturer kan graden av dissociation avsevärt minska temperaturen i arbetsytan. I praktiken finns det inget särskilt behov av detta, den teoretiska förbränningstemperaturen måste endast bestämmas för högtemperaturugnar som arbetar på förvärmd luft (till exempel ugnar med öppen eld). Det finns inget behov av detta för pannanläggningar.

Den faktiska (beräknade) temperaturen för förbränningsprodukterna td är den temperatur som uppnås under verkliga förhållanden vid flammans hetaste punkt. Den är lägre än den teoretiska och beror på värmeförlusten till miljön, graden av värmeöverföring från förbränningszonen genom strålning, längden på förbränningsprocessen i tid osv. Faktiska genomsnittliga temperaturer i ugnar i ugnar och pannor är bestäms av värmebalansen eller ungefärligt av den teoretiska eller kalorimetriska förbränningstemperaturen, beroende på temperaturen i ugnarna med införandet av experimentellt etablerade korrigeringsfaktorer i dem:

td = t (8,16)

där n - t. n. pyrometrisk koefficient inom:

• för högkvalitativa värmeugnar med värmeisolering - 0,75-0,85;
• för förseglade ugnar utan värmeisolering - 0,70-0,75;
• för skärmade pannugnar - 0,60-0,75.

I praktiken är det nödvändigt att inte bara känna till de adiabatiska förbränningstemperaturerna som anges ovan utan också de maximala temperaturerna som förekommer i lågan. Deras ungefärliga värden fastställs vanligtvis experimentellt med spektrografiska metoder. De maximala temperaturerna som uppstår i en fri eld på ett avstånd av 5-10 mm från toppen av den koniska förbränningsfronten anges i tabellen. 8.9. Analysen av de data som presenteras visar att de maximala temperaturerna i lågan är lägre än värmeeffekten (på grund av förbrukningen av värme för dissociation av H2O och CO2 och avlägsnandet av värme från flamzonen).

• den huvudsakliga
• Katalog
• Förbränningsegenskaper hos gaser
• Förbränningstemperatur

Förbränning - oljeprodukt

Förbränning av oljeprodukter i tankgårdens vallning elimineras genom omedelbar tillförsel av skum.

Förbränning av oljeprodukter i tankgårdens vall elimineras genom omedelbar tillförsel av skum.

Under förbränningen av petroleumprodukter ökar deras kokpunkt (se tabell 69) gradvis på grund av den pågående fraktionsdestillationen, i samband med vilken även det övre skiktets temperatur stiger.

K Diagram över ett brandsläckningssystem för kylning av en brinnande tank genom en bevattningsring ..

När du bränner olja i tanken utsätts den övre delen av tankens övre bälte för lågan. När du bränner olja på en lägre nivå kan höjden på tankens fria sida i kontakt med lågan vara betydande. I detta förbränningsläge kan behållaren kollapsa. Vatten från brandmunstycken eller från stationära bevattningsringar, som faller på den yttre delen av tankens övre väggar, kyler dem (Fig.15.1), vilket förhindrar en olycka och spridning av olja i vallen, vilket skapar gynnsammare förutsättningar för användning av luftmekaniskt skum.

Resultaten av att studera förbränning av petroleumprodukter och deras blandningar är intressanta.

Dess temperatur under förbränningen av petroleumprodukter är: bensin 1200 C, traktor fotogen 1100 C, dieselbränsle 1100 C, råolja 1100 C, bränsleolja 1000 C. När man bränner ved i staplar når den turbulenta flammans temperatur 1200 - 1300 C.

Särskilt stora studier inom fysikområdet förbränning av petroleumsprodukter och släckning av dem har genomförts under de senaste 15 åren vid Central Research Institute of Fire Defense (TsNIIPO), Energy Institute of the USSR Academy of Sciences (ENIN) och ett antal andra forsknings- och utbildningsinstitut.

Ett exempel på negativ katalys är undertryckande av förbränning av petroleumprodukter med tillsats av halogenerade kolväten.

Vatten främjar skumning och bildandet av emulsioner under förbränning av petroleumprodukter med en flampunkt på 120 ° C och högre. Emulsionen, som täcker vätskans yta, isolerar den från syret i luften och förhindrar också utsläpp av ångor från den.

Förbränningshastighet för flytande kolvätegaser i isotermiska tankar.

Förbränning av flytande kolvätegaser i isotermiska tankar skiljer sig inte från förbränning av petroleumprodukter. Förbränningshastigheten kan i detta fall beräknas med formel (13) eller bestämmas experimentellt. Det speciella med förbränningen av flytande gaser under isotermiska förhållanden är att temperaturen för hela vätskans massa i tanken är lika med kokpunkten vid atmosfärstryck. För väte, metan, etan, propan och butan är dessa temperaturer respektive - 252, - 161, - 88, - 42 och 0 5 C.

Installationsschema för GVPS-2000-generatorn på tanken.

Forskning och praxis för släckning av bränder har visat att för att stoppa förbränningen av en oljeprodukt måste skummet helt täcka hela ytan med ett lager av en viss tjocklek. Alla skum med låg expansionshastighet är ineffektiva för att släcka bränder av oljeprodukter i tankar vid lägre översvämningsnivå. Skum, som faller från en stor höjd (6-8 m) på bränslets yta, doppas och omsluts i en film av bränsle, brinner ut eller kollapsar snabbt. Endast skum med en mångfald av 70 - 150 kan kastas i en brinnande tank med gångjärn.

Brand går sönder.