Havadaki gazyağının yanma sıcaklığı

Kimyasal stabilite

Benzinin kimyasal özellikleri göz önüne alındığında, hidrokarbon bileşiminin ne kadar süre değişmeden kalacağına odaklanmak gerekir, çünkü uzun depolama ile daha hafif bileşenler kaybolur ve performans büyük ölçüde azalır.
Özellikle, bileşimine propan veya metan ilave edilerek minimum oktan sayısına sahip benzinden daha yüksek kalitede bir yakıt (AI 95) elde edildiğinde sorun ciddidir. Vuruntu önleyici özellikleri, izooktandan daha yüksektir, ancak aynı zamanda anında yok olurlar.

GOST'a göre, herhangi bir markanın yakıtının kimyasal bileşimi, depolama kurallarına tabi olarak 5 yıl boyunca değiştirilmemelidir. Ancak aslında, yeni satın alınan yakıtın bile zaten belirtilen oktan sayısının altında bir oktan sayısı vardır.

Bunun için, depolama süresi dolan ve içeriği GOST gereksinimlerini karşılamayan yakıtlı kaplara sıvılaştırılmış gaz ekleyen vicdansız satıcılar suçlanacak. Genellikle, 92 veya 95 oktan sayısı elde etmek için aynı yakıta farklı miktarlarda gaz eklenir. Bu tür hilelerin teyidi, dolum istasyonundaki keskin gaz kokusudur.

Parlama noktası belirleme yöntemleri

Açık ve kapalı pota yöntemi vardır (yağ ürünleri için kap). Elde edilen sıcaklıklar biriken buhar miktarına göre farklılık gösterir.

Açık pota yöntemi şunları içerir:

1. Sodyum klorür kullanarak benzinin nemden temizlenmesi.
2. Potayı belirli bir seviyeye kadar doldurmak.
3. Kabın beklenen sonucun 10 derece altında bir sıcaklığa ısıtılması.
4. Yüzeyin üzerinde bir gaz brülörünün ateşlenmesi.
5. Tutuşma anında parlama noktası kaydedilir.

Kapalı pota yöntemi, kaptaki benzinin sürekli karıştırılmasıyla farklılık gösterir. Kapak açıldığında yangın otomatik olarak yukarı çıkar.

Parlama noktası aparatı aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

• elektrikli ısıtıcı (600 watt'tan güç);
• 70 mililitre kapasite;
• bakır karıştırıcı;
• elektrikli veya gazlı ateşleyici;
• termometre.

Sonuçlara bağlı olarak yanıcı maddeler sınıflandırılır:

• özellikle tehlikeli (-200C'nin altındaki parlama noktasında);
• tehlikeli (-200C ile + 230C arası);
• yüksek sıcaklıklarda tehlikeli (230C ila 610C arası).

Hız - Yanma - Yakıt

1 litre benzinin gerçek maliyeti nedir
Yanıcı karışım yoğun girdap (türbülanslı) hareket içindeyse, yakıt yanma oranı büyük ölçüde artar. Buna göre, türbülanslı ısı transferinin yoğunluğu, moleküler difüzyonunkinden çok daha yüksek olabilir.

Yakıtın yanma hızı, bu bölümde daha sonra tartışılan bir dizi nedene ve özellikle yakıtın hava ile karışımının kalitesine bağlıdır. Yakıt yanma hızı, birim zamanda yakılan yakıt miktarı ile belirlenir.

Yakıt yanma hızı ve dolayısıyla ısı salım hızı, yanma yüzeyinin boyutuna göre belirlenir. Maksimum partikül boyutu 300 - 500 mikron olan kömür tozu, kaba sınıflandırılmış zincirli ızgaralı yakıttan on binlerce kat daha büyük bir yanma yüzeyine sahiptir.

Yakıtın yanma oranı, yanma odasındaki sıcaklık ve basınca bağlı olup, arttıkça artar. Bu nedenle ateşlemeden sonra yanma hızı artar ve yanma odası sonunda çok yükselir.

Yakıtın yanma hızı da motor hızından etkilenir. Devir sayısı arttıkça fazın süresi kısalır.

Gaz akışının türbülansı, yanma yüzeyi alanındaki bir artışa ve ısı transfer hızındaki bir artışla alev cephesinin yayılma hızına bağlı olarak yakıt yanma oranını keskin bir şekilde arttırır.

Zayıf bir karışım üzerinde çalışırken, yakıtın yanma hızı yavaşlar. Bu nedenle gazların parçalara verdiği ısı miktarı artar ve motor aşırı ısınır. Zayıf bir karışımın işaretleri, karbüratörde ve emme manifoldunda yanıp söner.

Gaz akışının türbülansı, yanma yüzey alanındaki bir artışa bağlı olarak yakıtın yanma oranını ve ısı transfer oranındaki bir artışa bağlı olarak alev cephesinin yayılma hızını keskin bir şekilde arttırır.

Normal alkanlar, bir motordaki yakıt yanma oranını karakterize eden maksimum setan sayısına sahiptir.

Çalışma karışımının bileşimi, motordaki yakıtın yanma oranını büyük ölçüde etkiler. Bu koşullar katsayıda yer alır.

Yanma sürecinin gelişim kalitesinin etkisi, ana aşamadaki yakıt yanma hızı ile belirlenir. Bu aşamada büyük miktarda yakıt yandığında pz ve Tz değerleri artar, yanma sonrası yakıtın oranı genleşme sürecinde azalır ve politrop endeksi nz büyür. En iyi ısı kullanımı elde edildiğinden, prosesin bu gelişimi çok olumludur.

Motorun çalışma sürecinde yakıtın yanma hızının değeri çok önemlidir. Yanma hızı, birim zamanda reaksiyona giren (yanan) yakıtın miktarı (kütlesi) olarak anlaşılır.

Bir dizi genel fenomen, motorlarda yakıt yanma oranının rastgele değil, oldukça doğal olduğunu göstermektedir. Bu, aslında motorların kararlı çalışmasını belirleyen, motor silindirindeki az çok belirsiz döngülerin tekrarlanabilirliği ile gösterilir. Aynı motorlarda, yanmanın uzun süreli doğası her zaman zayıf karışımlarla gözlenir. Yüksek oranda yanma reaksiyonunda meydana gelen motorun zor çalışması, kural olarak, kompresörsüz dizel motorlarda ve yumuşak iş - elektrik kıvılcımından ateşlemeli motorlarda gözlenir. Bu, temelde farklı karışım oluşumunun ve tutuşmanın yanma oranında düzenli bir değişikliğe neden olduğunu gösterir. Motor devir sayısının artmasıyla birlikte zamanla yanma süresi azalır ve krank milinin dönme açısında artar. Motorlarda yanma seyrinin kinetik eğrileri, doğası gereği motorlarla doğrudan ilişkili olmayan ve farklı koşullar altında meydana gelen bir dizi kimyasal reaksiyonun kinetik eğrilerine benzer.

Deneyler, radyant ısı transferinin yoğunluğunun yakıtın yanma hızına bağımlı olduğunu göstermektedir. Torcun kökündeki hızlı yanma ile daha yüksek sıcaklıklar oluşur ve ısı transferi yoğunlaşır. Sıcaklık alanının homojen olmaması, farklı yayan parçacık konsantrasyonları ile birlikte, alev karanlığının derecesinin homojen olmamasına yol açar. Yukarıdakilerin tümü, radyatörün sıcaklığının ve fırının emisyon derecesinin analitik olarak belirlenmesi için büyük zorluklar yaratır.

Laminer alevle (daha fazla ayrıntı için Bölüm 3'e bakın), yakıtın yanma hızı sabittir ve Q 0'dır; yanma süreci sessizdir. Bununla birlikte, yanma bölgesi türbülanslıysa ve ele alınan durum buysa, yakıt tüketimi ortalama olarak sabit olsa bile, yerel yanma oranı zamanla ve küçük hacimli bir Q.Q. elemanı için değişir. Türbülans sürekli olarak alevi bozar; Herhangi bir anda yanma, bu alevle veya yanma bölgesinde rastgele bir konumda bulunan bir dizi alevle sınırlanır.

Gazlı yakıt

Gazlı yakıt, çeşitli gazların bir karışımıdır: metan, etilen ve diğer hidrokarbonlar, karbon monoksit, karbon dioksit veya karbon dioksit, nitrojen, hidrojen, hidrojen sülfür, oksijen ve diğer gazların yanı sıra su buharı.

Metan (CH4) birçok doğal gazın temel bileşenidir. Doğal gazlardaki içeriği% 93 ... 98'e ulaşır. 1 m3 metanın yanması ~ 35800 kJ ısı açığa çıkarır.

Gazlı yakıtlar ayrıca az miktarda etilen (C2H4) içerebilir. 1 m3 etilenin yanması ~ 59.000 kJ ısı verir.

Metan ve etilene ek olarak, gazlı yakıtlar ayrıca propan (C3H8), bütan (C4H10), vb. Gibi hidrokarbon bileşikleri içerir. Bu hidrokarbonların yanması, etilenin yanmasından daha fazla ısı açığa çıkarır, ancak miktarları yanıcı gazlarda önemsizdir. .

Hidrojen (H2) havadan 14,5 kat daha hafiftir. 1 m3 hidrojenin yanması ~ 10800 kJ ısı açığa çıkarır. Kok fırın gazı dışındaki birçok yanıcı gaz, nispeten küçük miktarlarda hidrojen içerir. Kok fırını gazında içeriği% 50 ... 60'a ulaşabilir.

Karbon monoksit (CO), yüksek fırın gazının ana yanıcı bileşenidir. Bu gazın 1 m3'ünün yanması ~ 12.770 kJ ısı üretir. Bu gaz renksiz, kokusuz ve oldukça zehirlidir.

Hidrojen sülfür (H2S), hoş olmayan bir kokuya sahip ağır bir gazdır ve oldukça zehirlidir. Gazdaki hidrojen sülfit varlığı, fırının metal kısımlarının ve gaz boru hattının korozyonunu artırır. Hidrojen sülfürün zararlı etkisi, gazdaki oksijen ve nem varlığıyla artar. 1 m3 hidrojen sülfürün yanması ~ 23400 kJ ısı açığa çıkarır.

Gazların geri kalanı: CO2, N2, O2 ve su buharı balast bileşenleridir, çünkü yakıttaki bu gazların içeriğindeki artışla yanıcı bileşenlerinin içeriği azalır. Varlıkları, yakıtın yanma sıcaklığının düşmesine neden olur. Gazlı yakıtlarda>% 0,5 serbest oksijen içeriği güvenlik nedeniyle tehlikeli olarak kabul edilir.

Kaynatma - benzin

Oktan sayısı Benzin bileşimi

Benzin nispeten düşük bir sıcaklıkta kaynamaya başlar ve çok yoğun bir şekilde ilerler.

Benzinin kaynama noktasının sonu belirtilmemiştir.

Benzinin kaynama başlangıcı 40 C'nin altında, sonu 180 C, kristalizasyonun başlama sıcaklığı 60 C'den yüksek değil. Benzinin asitliği 1 mg / 100 ml'yi geçmiyor.

GOST'a göre benzinin son kaynama noktası 185 C ve gerçek olan 180 C'dir.

Benzinin son kaynama noktası, test benzininin standart (100 ml) bir kısmının, buzdolabı alıcısına yerleştirildiği cam şişeden tamamen damıtıldığı (kaynatıldığı) sıcaklıktır.

Benzinin son kaynama noktası 200-225 C'yi geçmemelidir.Havacılık benzinleri için son kaynama noktası çok daha düşüktür ve bazı durumlarda 120 C'ye kadar ulaşır.

Benzinin kaynama noktası MPa, 338 K, ortalama molar kütlesi 120 kg / kmol ve buharlaşma ısısı 252 kJ / kg'dır.

Benzinin ilk kaynama noktası, örneğin uçak benzini için 40, hafif, düşük kaynama noktalı fraksiyonların varlığını gösterir, ancak içeriklerini göstermez. İlk% 10 fraksiyonun kaynama noktası veya başlangıç ​​sıcaklığı, benzinin başlangıç ​​özelliklerini, uçuculuğunu ve ayrıca benzin besleme sisteminde gaz kilitleri oluşturma eğilimini karakterize eder. % 10'luk fraksiyonun kaynama noktası ne kadar düşükse, motoru çalıştırmak o kadar kolay olur, ancak aynı zamanda yakıt beslemesinde kesintilere neden olabilecek ve hatta motoru durdurabilecek gaz kilitlerinin oluşma olasılığı da artar. Başlangıç ​​fraksiyonunun çok yüksek kaynama noktası, motoru düşük ortam sıcaklıklarında çalıştırmayı zorlaştırır ve bu da benzin kaybına neden olur.

Reform yapan benzinlerin kaynama noktasının sonundaki bir azalma, patlama direncinde bir bozulmaya yol açar. Bu konuyu ele almak için araştırma ve ekonomik hesaplamalara ihtiyaç vardır.Bir dizi ülkenin yabancı uygulamasında, kaynama noktası 215 - 220 C olan motor benzinlerinin şu anda üretildiği ve kullanıldığı unutulmamalıdır.

Reform yapan benzinlerin kaynama noktasının sonundaki bir azalma, patlama direncinde bir bozulmaya yol açar. Bu konuyu ele almak için araştırma ve ekonomik hesaplamalara ihtiyaç vardır. Bir dizi ülkenin yabancı uygulamasında, kaynama noktası 215 - 220 C olan motor benzinlerinin şu anda üretildiği ve kullanıldığı unutulmamalıdır.

Benzinin son kaynama noktası yüksekse, içerdiği ağır kısımlar buharlaşmayabilir ve bu nedenle motorda yanmayabilir ve bu da yakıt tüketiminin artmasına neden olur.

Düz çalışan benzinlerin son kaynama noktasının düşürülmesi, patlama direncinde bir artışa neden olur. Düşük oktanlı düz çalışan benzinlerin oktan sayıları sırasıyla 75 ve 68'dir ve motor benzinlerinin bileşenleri olarak kullanılırlar.

Yanma - benzin

Tasarım ve çalışma prensibi Bosch Motronic MED 7 direkt benzin enjeksiyon sistemi

Gaz fazında benzin, kerosen ve diğer sıvı hidrokarbonların yanması meydana gelir. Yanma, yalnızca havadaki yakıt buharının konsantrasyonu her madde için ayrı olmak üzere belirli sınırlar dahilinde olduğunda meydana gelebilir. IB havasında az miktarda yakıt buharı bulunursa, yanma meydana gelmeyeceği gibi, çok fazla yakıt buharı ve yeterli oksijen olmadığı durumda da meydana gelmez.

Benzin yandığında bilindiği gibi homotermal bir tabaka oluşur ve bunun kalınlığı zamanla artar.

Benzin yandığında su ve karbondioksit oluşur. Bu, benzinin bir element olmadığına dair yeterli bir doğrulama olabilir mi?

Tanklarda benzin, gazyağı ve diğer sıvılar yakıldığında, gaz akışının ayrı hacimlerde ezilmesi ve her birinin ayrı ayrı yanması özellikle açıkça görülmektedir.

Benzin ve yağ büyük çaplı tanklarda yakıldığında, ısıtmanın karakteri yukarıda anlatılanlardan önemli ölçüde farklıdır. Yandıklarında, kalınlığı zamanla doğal olarak artan ve sıcaklığı sıvının yüzeyindeki sıcaklıkla aynı olan ısıtılmış bir katman ortaya çıkar. Altında, sıvının sıcaklığı hızla düşer ve neredeyse başlangıçtaki sıcaklıkla aynı hale gelir. Eğrilerin doğası, yanma sırasında benzinin iki katmana ayrıldığını göstermektedir - bir üst ve bir alt.

Örneğin havada benzin yakmak kimyasal bir işlem olarak adlandırılır. Bu durumda, 1 mol benzin başına yaklaşık 1300 kcal'e eşit enerji açığa çıkar.

Benzin ve yağların yanma ürünlerinin analizi, motordaki yanma süreçlerinin incelenmesi ve hava kirliliğinin incelenmesi için bu tür ürünlerin münferit bileşiminin bilinmesi gerektiğinden, son derece önemli hale gelmektedir.

Böylelikle benzin geniş tanklarda yakıldığında, yanma sonucu açığa çıkan ısının% 40'a varan kısmı radyasyon için tüketilir.

Tablo 76, benzinin tetranitro-metan katkı maddeleri ile yanma oranını göstermektedir.

Deneyler, tankın yüzeyinden benzin yanma hızının çapından önemli ölçüde etkilendiğini buldu.

İtfaiyeciler, GPS-600'ün yardımıyla, demiryolu hattı boyunca dökülen benzinin yanmasının ortadan kaldırılmasıyla başarılı bir şekilde başa çıktı ve gövde operatörlerinin tankların bağlandığı yere hareketini sağladı.Bunları bir parça kontak teli ile kestikten sonra, itfaiye aracına 2 adet benzinli tank bağlayarak yangın bölgesinden çıkardılar.

Benzin yakarken rüzgârdan ısınma hızında özellikle büyük bir artış fark edildi. Benzin, 2 64 m'lik bir tankta 1 3 m / s rüzgar hızında yandığında, ısıtma hızı 9 63 mm / dak ve 10 m / s rüzgar hızında, ısıtma hızı 17 1'e yükseldi. mm / dak.

Parlama noktası ve diğer parametreler

Kömürün yanması, yüksek bir başlangıç ​​sıcaklığında yoğun ısı salınımı ile ortaya çıkan karbon oksidasyonunun kimyasal bir reaksiyonudur. Şimdi daha basit: Kömür yakıtı kağıt gibi tutuşamaz; yakıt markasına bağlı olarak ateşleme için 370-700 ° C'ye kadar ön ısıtma gereklidir.

Anahtar an. Bir fırın veya bir ev tipi katı yakıt kazanında kömür yakmanın verimliliği, maksimum sıcaklık ile değil, yanmanın tamlığı ile karakterize edilir. Her bir karbon molekülü, karbondioksit CO2 oluşturmak için havadaki iki oksijen partikülü ile birleşir. Süreç kimyasal formüle yansıtılır.

Gelen oksijen miktarını sınırlarsanız (üfleyiciyi örtün, TT kazanını için için yanma moduna getirin), CO2 yerine karbon monoksit CO oluşur ve bacaya yayılırsa, yanma verimliliği önemli ölçüde azalacaktır. Yüksek verim elde etmek için uygun koşullar sağlamak gerekir:

1. Kahverengi kömürler +370 ° C, taş - 470 ° C, antrasit - 700 derece sıcaklıkta tutuşur. Isıtma ünitesinin odunla (talaş briketleri) önceden ısıtılması gerekir.
2. Ateş kutusuna aşırı miktarda hava verilir, güvenlik faktörü 1.3-1.5'tir.
3. Yanma, ızgarada yatan sıcak kömürlerin yüksek sıcaklığı ile desteklenir. Hava, doğal baca çekişi nedeniyle kül tablasından geçtiğinden, yakıtın tüm kalınlığı boyunca oksijenin geçişini sağlamak önemlidir.

Yorum Yap. Tek istisna, ev yapımı Bubafonya tipi sobalar ve havanın ateş kutusuna yukarıdan aşağıya beslendiği üst yanma için silindirik kazanlardır.

Teorik yanma sıcaklığı ve çeşitli yakıtların özgül ısı transferi karşılaştırmalı tabloda gösterilmektedir. İdeal koşullar altında, herhangi bir yakıtın gerekli hava hacmi ile etkileşime girdiğinde maksimum ısıyı serbest bırakacağı dikkat çekicidir.

Uygulamada, bu tür koşulları yaratmak gerçekçi değildir, bu nedenle hava bir miktar fazlalıkla sağlanır. Geleneksel bir TT kazanında kahverengi kömürün gerçek yanma sıcaklığı 700 ... 800 ° C, taş ve antrasit - 800 ... 1100 derece arasındadır.

Oksijen miktarı ile aşırıya kaçarsanız, enerji havayı ısıtmak için harcanmaya başlayacak ve basitçe boruya uçacak, fırının verimliliği gözle görülür şekilde düşecektir. Ayrıca yangının sıcaklığı 1500 ° C'ye ulaşabilir. Süreç sıradan bir yangını andırıyor - alev büyük, az ısı var. Videoda, otomatik bir kazan üzerinde bir imbik brülörü ile verimli bir kömürün yanması örneği sunulmuştur:

Sıcaklık - yanma - yakıt

İşçinin ışınlamasının yoğunluğu, fırındaki yakıtın yanma sıcaklığına, doldurma deliğinin boyutuna, doldurma deliğindeki fırın duvarlarının kalınlığına ve son olarak, işçinin şarjdan ne kadar uzak olduğuna bağlıdır. delik.

Pratik olarak elde edilebilen sıcaklık 1L, gerçek koşullarda yakıtın yanma sıcaklığıdır. Değerini belirlerken çevreye olan ısı kayıpları, yanma işleminin süresi, yanma yöntemi ve diğer faktörler dikkate alınır.

Fazla hava, yakıtın yanma sıcaklığını önemli ölçüde etkiler.Yani örneğin% 10 fazla hava ile doğal gazın gerçek yanma sıcaklığı 1868 C,% 20 fazla 1749 C ve% 100 fazla hava ile 1167 C ye düşmektedir. Yakıtın yanmasına giden havanın ön ısıtılması, yanma sıcaklığını arttırır. Böylece, 200 C'ye ısıtılmış hava ile doğal gazı (1Max 2003 C) yakarken, yanma sıcaklığı 2128 C'ye, hava 400 C'ye ısıtıldığında - 2257 C'ye yükselir.

Hava ve gazlı yakıt ısıtıldığında, yakıtın yanma sıcaklığı yükselir ve sonuç olarak fırının çalışma alanının sıcaklığı da yükselir. Çoğu durumda, belirli bir teknolojik işlem için gerekli sıcaklıklara hava ve gazlı yakıtın yüksek oranda ısıtılması olmadan ulaşmak imkansızdır. Örneğin, eritme alanındaki torcun sıcaklığının (yanan gazların akışı) 1800 - 2000 C olması gereken açık ocak fırınlarında çelik eritme, hava ve gazı 1000 - 1200 C'ye ısıtmadan imkansız olacaktır. endüstriyel fırınların ısıtılması düşük kalorili yerel yakıt (nemli yakacak odun, turba, kahverengi kömür), havayı ısıtmadan çalışmaları çoğu zaman imkansızdır.

Bu formülden, yakıtın yanma sıcaklığının payını artırarak ve paydayı azaltarak artırılabileceği görülmektedir. Çeşitli gazların yanma sıcaklığının fazla hava oranına bağımlılığı Şekil 2'de gösterilmektedir.

Fazla hava, yakıtın yanma sıcaklığını da keskin bir şekilde etkiler. Dolayısıyla,% 10 - 1868 C fazla hava,% 20 - 1749 C fazla hava ve% 100 fazlalık olan doğal gazın ısı çıkışı 1167 C'ye eşittir.

Sıcak bağlantı sıcaklığı yalnızca yakıtın yanma sıcaklığı ile sınırlandırılırsa, geri kazanım kullanımı, yanma ürünlerinin sıcaklığını artırarak TEG sıcaklığını artırmayı mümkün kılar ve böylece TEG'in genel verimliliğini arttırır.

Patlamanın oksijenle zenginleştirilmesi, yakıtın yanma sıcaklığında önemli bir artışa neden olur. Şekil 1'deki grafik verileri gibi. 17'de, yakıtın yanmasının teorik sıcaklığı, patlamanın oksijen içeriğine% 40'a kadar pratik olarak doğrusal olan bir bağımlılıkla oksijenle zenginleştirilmesiyle ilişkilidir. Daha yüksek zenginleştirme derecelerinde, yanma ürünlerinin ayrışması önemli bir etkiye sahip olmaya başlar, bunun sonucunda patlamanın zenginleşme derecesine bağlı sıcaklık eğrileri düz çizgilerden sapar ve asimptotik olarak belirli bir sıcaklık için sınırlayıcı sıcaklıklara yaklaşır. yakıt. Bu nedenle, yakıt yanma sıcaklığının patlamanın oksijen zenginleştirme derecesine olan bağımlılığı iki bölgeye sahiptir - doğrusal bir bağımlılığın olduğu nispeten düşük zenginliklerin olduğu bir bölge ve yüksek zenginliklerin olduğu bir bölge (% 40'ın üzerinde), burada sıcaklık yükselmesi, azalan bir karaktere sahiptir.

Fırın çalışmasının önemli bir termoteknik göstergesi, yakıtın yanma sıcaklığına ve ısı tüketiminin niteliğine bağlı olan fırın sıcaklığıdır.

Mineral safsızlıkların bileşimine bağlı olarak, yakıtın yanma sıcaklığındaki yakıt külü cüruf parçaları halinde eritilebilir. Yakıt külünün sıcaklığa bağlı özelliği tabloda verilmiştir. FAKAT.

Tablodaki tmaK değeri. IV - З - yakıtın yanmasının kalorimetrik (teorik) sıcaklığı.

Fırınların duvarlarından dışarıya (ortama) ısı kayıpları, yakıtın yanma sıcaklığını düşürür.

Yakıtın yanması

Yakıtın yanması, yüksek sıcaklıklarda ortaya çıkan ve ısı salınımının eşlik ettiği yanıcı bileşenlerin oksidasyon işlemidir. Yanmanın doğası, yanma yöntemi, fırının tasarımı, oksijen konsantrasyonu vb. Dahil olmak üzere birçok faktör tarafından belirlenir. Ancak kursun koşulları, yanma işlemlerinin süresi ve nihai sonuçları büyük ölçüde bileşime bağlıdır. yakıtın fiziksel ve kimyasal özellikleri.

Yakıt bileşimi

Katı yakıtlar arasında kömür ve kahverengi kömür, turba, yağlı şist ve odun bulunur. Bu tür yakıtlar, temel olarak beş elementten oluşan karmaşık organik bileşiklerdir - karbon C, hidrojen H, oksijen O, sülfür S ve nitrojen N. Yakıt ayrıca yanma sonrası kül oluşturan nem ve yanmayan mineraller içerir. Nem ve kül, yakıtın harici balastıdır, oksijen ve nitrojen ise iç kısımdadır.

Yanıcı kısmın ana unsuru karbondur, en fazla miktarda ısının salınmasını belirler. Bununla birlikte, katı yakıtta karbon oranı ne kadar büyükse tutuşması o kadar zordur. Yanma sırasında hidrojen, karbondan 4,4 kat daha fazla ısı açığa çıkarır, ancak katı yakıtların bileşimindeki payı azdır. Isı üreten bir element olmayan ve hidrojen ile karbonu birbirine bağlayan oksijen yanma ısısını düşürdüğü için istenmeyen bir elementtir. İçeriği özellikle turba ve odun bakımından yüksektir. Katı yakıtlardaki nitrojen miktarı azdır, ancak çevreye ve insanlara zararlı oksitler oluşturabilir. Kükürt de zararlı bir kirliliktir, az ısı yayar, ancak ortaya çıkan oksitler, kazanların metalinin aşınmasına ve atmosferin kirlenmesine neden olur.

Yakıt özellikleri ve yanma sürecine etkileri

Yakıtın en önemli teknik özellikleri şunlardır: yanma ısısı, uçucu maddelerin verimi, uçucu olmayan kalıntıların (kok) özellikleri, kül içeriği ve nem içeriği.

Yakıtın yanma ısısı

Kalorifik değer, bir birim kütle (kJ / kg) veya yakıt hacminin (kJ / m3) tamamen yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır. Daha yüksek ve daha düşük yanma ısısı arasında ayrım yapın. En büyüğü, yanma ürünlerinde bulunan buharların yoğunlaşması sırasında açığa çıkan ısıyı içerir. Kazan fırınlarında yakıt yakıldığında, egzoz baca gazları nemin buhar halinde olduğu bir sıcaklığa sahiptir. Bu nedenle, bu durumda, su buharının yoğunlaşma ısısını hesaba katmayan daha düşük bir yanma ısısı kullanılır.

Bilinen tüm kömür yataklarının bileşimi ve net kalorifik değeri belirlenmiş ve hesaplanan özelliklerde verilmiştir.

Uçucu madde salınımı

Katı yakıt, yüksek sıcaklığın etkisi altında havaya erişimi olmadan ısıtıldığında önce su buharı açığa çıkar, ardından uçucu maddeler adı verilen gaz halindeki maddelerin salınmasıyla moleküllerin termal ayrışması meydana gelir.

Uçucu maddelerin salınımı, 160 ila 1100 ° C sıcaklık aralığında, ancak ortalama olarak - 400-800 ° C sıcaklık aralığında gerçekleşebilir. Uçucu maddelerin salınımının başlangıcındaki sıcaklık, gazlı ürünlerin miktarı ve bileşimi, yakıtın kimyasal bileşimine bağlıdır. Kimyasal olarak yakıt ne kadar eski olursa, uçucuların salınımı o kadar düşük ve salınımlarının başlangıç ​​sıcaklığı o kadar yüksek olur.

Uçucular, partikül maddenin daha erken tutuşmasını sağlar ve yakıtın yanması üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Genç yaştaki yakıtlar - turba, kahverengi kömür - kolayca tutuşur, çabuk ve neredeyse tamamen yanar. Tersine, antrasit gibi düşük uçuculuğa sahip yakıtların tutuşması daha zordur, çok daha yavaş yanar ve tamamen yanmaz (artan ısı kaybı ile).

Uçucu olmayan kalıntı (kok) özellikleri

Esas olarak karbon ve bir mineral kısımdan oluşan uçucu maddelerin salınmasından sonra kalan yakıtın katı kısmına kok adı verilir. Kok kalıntısı, yanıcı kütleye dahil edilen organik bileşiklerin özelliklerine bağlı olarak: topaklanmış, zayıf topaklanmış (maruziyetle yok edilmiş), toz halinde olabilir. Antrasit, turba, kahverengi kömür, uçucu olmayan toz halinde bir kalıntı verir. Çoğu bitümlü kömür sinterlenir, ancak her zaman güçlü değildir. Yapışkan veya toz halinde uçucu olmayan tortu, çok yüksek bir uçucu verimi (% 42-45) ve çok düşük bir verimi (% 17'den az) olan bitümlü kömürler verir.

Izgara fırınlarında kömür yakılırken kok kalıntısının yapısı önemlidir.Güç kazanlarında alevlenirken kok performansı çok önemli değildir.

Kül içeriği

Katı yakıt, en büyük miktarda yanmaz mineral safsızlık içerir. Bunlar öncelikle kil, silikatlar, demir pirittir, ancak demir oksit, sülfatlar, karbonatlar ve demir silikatları, çeşitli metal oksitler, klorürler, alkaliler vb. De dahil edilebilir. Çoğu madencilik sırasında, aralarında kömür damarlarının bulunduğu kayalar şeklinde düşer, ancak aynı zamanda kömür oluşturuculardan yakıta geçen veya orijinal kütlesini dönüştürme sürecinde geçen mineral maddeler de vardır.

Yakıt yakıldığında, mineral safsızlıklar bir dizi reaksiyona girer ve bunun sonucunda kül adı verilen yanıcı olmayan katı bir kalıntı oluşur. Külün ağırlığı ve bileşimi, yakıtın mineral safsızlıklarının ağırlığı ve bileşimi ile aynı değildir.

Kül özellikleri, kazan ve fırın operasyonunun organizasyonunda önemli bir rol oynar. Yanma ürünleri tarafından taşınan partikülleri, ısıtma yüzeylerini yüksek hızlarda aşındırır ve düşük hızlarda üzerlerinde birikerek ısı transferinde bozulmaya neden olur. Bacaya taşınan kül çevreye zarar verebilir, bundan kaçınmak için kül toplayıcıların takılması gerekir.

Külün önemli bir özelliği eriyebilirliğidir; refrakter (1425 ° C'nin üzerinde), orta eriyen (1200-1425 ° C) ve düşük erime noktalı (1200 ° C'den az) kül arasında ayrım yaparlar. Erime aşamasından geçen ve sinterlenmiş veya kaynaşmış bir kütleye dönüşen küle cüruf denir. Kül eriyebilirliğinin sıcaklık özelliği, fırın ve kazan yüzeylerinin güvenilir bir şekilde çalışmasını sağlamak için büyük önem taşımaktadır; bu yüzeylere yakın gazların sıcaklığının doğru seçilmesi cüruf oluşumunu ortadan kaldıracaktır.

Nemli içerik

Nem, yakıtın istenmeyen bir bileşenidir; mineral safsızlıklarla birlikte balasttır ve yanıcı kısmın içeriğini azaltır. Ayrıca buharlaşması için ek enerji gerektiğinden ısıl değeri düşürür.

Yakıttaki nem dahili veya harici olabilir. Dış nem, kılcal damarlarda bulunur veya yüzeyde hapsolur. Kimyasal yaşla birlikte kılcal nem miktarı azalır. Yakıt parçaları ne kadar küçükse yüzey nemi o kadar fazla olur. İç nem organik maddeye girer.

Yakıttaki nem içeriği yanma ısısını düşürür ve yakıt tüketiminin artmasına neden olur. Aynı zamanda yanma ürünlerinin hacimleri artar, egzoz gazları ile ısı kayıpları artar ve kazan ünitesinin verimi düşer. Kışın yüksek nem, kömürün donmasına, öğütmede zorluklara ve akışkanlığın azalmasına neden olur.

Fırın tipine bağlı olarak yakıt yakma yöntemleri

Ana yanma cihazları türleri:

• katmanlı
• bölme.

Katmanlı fırınlar topaklanmış katı yakıtın yanması için tasarlanmıştır. Yoğun ve akışkan olabilirler. Yoğun bir katmanda yanarken, yanma havası, stabilitesini etkilemeden katmanın içinden geçer, yani yanan parçacıkların yerçekimi, havanın dinamik basıncını aşar. Akışkan bir yatakta yandığında, artan hava hızı nedeniyle, parçacıklar "kaynama" durumuna geçer. Bu durumda, yakıtın yanmasının yoğunlaşması nedeniyle oksitleyici ve yakıtın aktif karışımı meydana gelir.

AT kamara fırınları Katı toz haline getirilmiş yakıtın yanı sıra sıvı ve gaz yakmak. Hazneli fırınlar, siklonik ve alevli fırınlara bölünmüştür. Alev yanması sırasında kömür partikülleri 100 mikrondan fazla olmamalıdır, yanma odası hacminde yanarlar. Siklonik yanma daha büyük bir partikül boyutuna izin verir; merkezkaç kuvvetlerinin etkisi altında, bunlar fırının duvarlarına fırlatılır ve yüksek sıcaklık bölgesinde dönen bir akışta tamamen yanar.

Yakıtın yanması. Sürecin ana aşamaları

Katı yakıt yakma sürecinde, belirli aşamalar ayırt edilebilir: nemin ısıtılması ve buharlaştırılması, uçucu maddelerin süblimleşmesi ve kok kalıntısının oluşumu, uçucuların ve kokun yanması ve cüruf oluşumu. Yanma işleminin bu şekilde bölünmesi, göreceli olarak keyfidir, çünkü bu aşamalar ardışık olarak ilerlese de, kısmen birbirleriyle örtüşürler. Bu nedenle, uçucu maddelerin süblimleşmesi, tüm nemin nihai buharlaşmasından önce başlar, uçucu maddelerin oluşumu, yanma işlemiyle aynı anda gerçekleşir, tıpkı kok kalıntısının oksidasyonunun başlangıcının uçucuların yanmasının sonundan önce gelmesi gibi ve Kokun sonradan yakılması da cüruf oluşumundan sonra devam edebilir.

Yanma sürecinin her aşamasının akış süresi büyük ölçüde yakıtın özelliklerine göre belirlenir. Kok yanma aşaması, yüksek uçucu verime sahip yakıtlar için bile en uzun sürer. Fırının çeşitli çalışma faktörleri ve tasarım özellikleri, yanma işleminin aşamalarının süresi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.

1. Ateşlemeden önce yakıtın hazırlanması

Fırına giren yakıt ısıtılır, bunun sonucunda nem varlığında buharlaşır ve yakıt kurur. Isıtma ve kurutma için gereken süre, nem miktarına ve yakıtın yanma cihazına verildiği sıcaklığa bağlıdır. Nem içeriği yüksek olan yakıtlar için (turba, ıslak kahverengi kömürler) ısıtma ve kurutma aşaması nispeten uzundur.

Yakıt, ortam sıcaklığına yakın bir sıcaklıkta istiflenmiş fırınlara verilir. Sadece kışın, kömür donduğunda, sıcaklığı kazan dairesinden daha düşüktür. Alev ve girdap fırınlarında yanma için yakıt, sıcak hava veya baca gazları ile kurutma eşliğinde ezme ve öğütmeye tabi tutulur. Gelen yakıtın sıcaklığı ne kadar yüksekse, ateşleme sıcaklığına kadar ısıtmak için o kadar az zaman ve ısı gerekir.

Fırında yakıt kuruması, iki ısı kaynağına bağlı olarak gerçekleşir: yanma ürünlerinin konvektif ısısı ve bir torcun radyant ısısı, astar ve cüruf.

Hazneli fırınlarda ısıtma, esas olarak birinci kaynak pahasına, yani yanma ürünlerinin giriş noktasında yakıta karıştırılmasıyla gerçekleştirilir. Bu nedenle, yakıtı fırına sokmak için cihazların tasarımı için önemli gerekliliklerden biri, yanma ürünlerinin yoğun şekilde emilmesini sağlamaktır. Yanma kutusundaki daha yüksek bir sıcaklık da daha kısa bir ısıtma ve kurutma süresine katkıda bulunur. Bu amaçla, yüksek sıcaklıklarda (400 ° C'den fazla) uçucuların salınmasının başlamasıyla yakıtları yakarken, hazneli fırınlarda yanıcı bantlar yapılır, yani kalkan borularını refrakter bir ısı yalıtım malzemesi ile kapatırlar ısı algılarını azaltmak için.

Bir yatakta yakıt yakarken, her tür ısı kaynağının rolü fırının tasarımına göre belirlenir. Zincir ızgaralı fırınlarda, ısıtma ve kurutma esas olarak torcun radyan ısısıyla gerçekleştirilir. Sabit ızgaralı ve yukarıdan yakıt beslemeli fırınlarda, tabakadan aşağıdan yukarıya doğru hareket eden yanma ürünleri nedeniyle ısınma ve kurutma meydana gelir.

110 ° C'nin üzerindeki bir sıcaklıkta ısıtma sürecinde, yakıtları oluşturan organik maddelerin termal ayrışması başlar. En az güçlü bileşikler, önemli miktarda oksijen içerenlerdir. Bu bileşikler, nispeten düşük sıcaklıklarda, uçucu maddelerin ve esas olarak karbondan oluşan katı bir tortunun oluşmasıyla ayrışır.

Çok oksijen içeren kimyasal bileşimi genç olan yakıtlar, gaz halindeki maddelerin salınımının başlangıcında düşük bir sıcaklığa sahiptir ve daha yüksek bir yüzdesini verir. Düşük oksijen bileşiği içeriğine sahip yakıtlar, düşük uçuculuk verimine ve daha yüksek parlama noktasına sahiptir.

Katı yakıtlarda ısıtıldığında kolayca ayrışan moleküllerin içeriği, uçucu olmayan kalıntının reaktivitesini de etkiler.İlk olarak, yanıcı kütlenin ayrışması esas olarak yakıtın dış yüzeyinde meydana gelir. Daha fazla ısıtma ile yakıt parçacıklarının içinde pirojenetik reaksiyonlar oluşmaya başlar, içlerinde basınç yükselir ve dış kabuk kırılır. Uçucu verimi yüksek olan yakıtlar yakıldığında, kok kalıntısı gözenekli hale gelir ve yoğun katı kalıntıya kıyasla daha geniş bir yüzeye sahip olur.

2. Gaz halindeki bileşiklerin ve kok kömürünün yanma süreci

Yakıtın gerçek yanması, uçucu maddelerin tutuşmasıyla başlar. Yakıt hazırlama döneminde, gaz halindeki maddelerin oksidasyonunun dallı zincir reaksiyonları meydana gelir, bu reaksiyonlar önce düşük hızlarda ilerler. Açığa çıkan ısı, fırının yüzeyleri tarafından algılanır ve kısmen hareketli moleküllerin enerjisi şeklinde birikir. İkincisi, zincir reaksiyonlarının oranında bir artışa yol açar. Belli bir sıcaklıkta oksidasyon reaksiyonları, açığa çıkan ısının ısı absorpsiyonunu tamamen kaplayacağı bir hızda ilerler. Bu sıcaklık parlama noktasıdır.

Tutuşma sıcaklığı sabit değildir, hem yakıtın özelliklerine hem de ateşleme bölgesindeki koşullara bağlıdır, ortalama olarak 400-600 ° C'dir. Gaz halindeki karışımın ateşlenmesinden sonra, oksidasyon reaksiyonlarının daha fazla kendi kendine hızlanması, sıcaklıkta bir artışa neden olur. Yanmayı sürdürmek için, sürekli bir oksitleyici ve yanıcı madde kaynağı gereklidir.

Gaz halindeki maddelerin tutuşması, kok partikülünün bir yangın zarfı içinde sarılmasına yol açar. Kokun yanması, uçucu maddelerin yanması sona erdiğinde başlar. Katı parçacık yüksek bir sıcaklığa kadar ısınır ve uçucu madde miktarı azaldıkça sınır yanma tabakasının kalınlığı azalır, oksijen sıcak karbon yüzeyine ulaşır.

Kokun yanması 1000 ° C sıcaklıkta başlar ve en uzun süreçtir. Bunun nedeni, öncelikle oksijen konsantrasyonunun azalması ve ikinci olarak heterojen reaksiyonların homojen olanlardan daha yavaş ilerlemesidir. Sonuç olarak, bir katı yakıt partikülünün yanma süresi esas olarak kok kalıntısının yanma süresiyle belirlenir (toplam sürenin yaklaşık 2 / 3'ü). Uçucu madde oranı yüksek yakıtlar için, katı kalıntı başlangıçtaki partikül kütlesinin ½'ünden daha azdır, bu nedenle yanmaları hızlı bir şekilde gerçekleşir ve az yanma olasılığı düşüktür. Kimyasal olarak eski yakıtlar, yakılması neredeyse fırında geçirilen sürenin neredeyse tamamını alan yoğun bir partiküle sahiptir.

Çoğu katı yakıtın kok kalıntısı esas olarak ve bazı türler için tamamen karbondan oluşur. Katı karbonun yanması, karbon monoksit ve karbondioksit oluşumuyla gerçekleşir.

Isı dağıtımı için en uygun koşullar

Karbonun yanması için en uygun koşulların yaratılması, kazan ünitelerinde katı yakıtların yakılması için teknolojik bir yöntemin doğru yapılandırılmasının temelidir. Aşağıdaki faktörler, fırında en yüksek ısı salınımına ulaşılmasını etkileyebilir: sıcaklık, fazla hava, birincil ve ikincil karışım oluşumu.

Sıcaklık... Yakıtın yanması sırasında ısı salınımı, büyük ölçüde fırının sıcaklık rejimine bağlıdır. Nispeten düşük sıcaklıklarda, torç çekirdeğinde yanıcı maddelerin eksik yanması meydana gelir; yanma ürünlerinde karbon monoksit, hidrojen ve hidrokarbonlar kalır. 1000 ila 1800-2000 ° C arasındaki sıcaklıklarda, yakıtın tamamen yanması sağlanabilir.

Fazla hava... Özgül ısı üretimi, tam yanma ve aşırı hava oranı birlikteliği ile maksimum değerine ulaşır. Fazla hava oranında bir azalma ile, oksijen eksikliği daha az yakıtın oksidasyonuna yol açtığı için ısı salınımı azalır. Sıcaklık seviyesi azalır, reaksiyon hızları düşer, bu da ısı salınımında keskin bir düşüşe neden olur.

Fazla hava oranında birden fazla artış, ısı oluşumunu hava eksikliğinden daha fazla azaltır.Kazan fırınlarında gerçek yakıt yanma koşullarında, eksik yanma olduğu için ısı salınımının sınırlayıcı değerlerine ulaşılamamaktadır. Büyük ölçüde karışım oluşum süreçlerinin nasıl organize edildiğine bağlıdır.

Karıştırma süreçleri... Hazneli fırınlarda birincil karıştırma, yakıtı hava ile kurutarak ve karıştırarak, havanın bir kısmını (birincil) hazırlama bölgesine besleyerek, ısıtılmış hava kullanarak geniş yüzeyli ve yüksek türbulizasyona sahip geniş açık bir torç oluşturarak elde edilir.

Katmanlı fırınlarda, birincil karıştırma görevi, ızgaradaki farklı yanma bölgelerine gerekli miktarda hava sağlamaktır.

Tamamlanmamış yanma ve kok kömürünün gaz halindeki ürünlerinin art yanmasını sağlamak için ikincil karışım oluşumu süreçleri düzenlenir. Bu süreçler şu şekilde kolaylaştırılır: ikincil havanın yüksek hızda beslenmesi, tüm fırının bir torç ile homojen bir şekilde doldurulduğu bu tür aerodinamiklerin oluşturulması ve sonuç olarak gazların ve kok parçacıklarının fırında kalma süresi artışlar.

3. Cüruf oluşumu

Yanıcı katı yakıt kütlesinin oksidasyonu sürecinde, mineral safsızlıklarında da önemli değişiklikler meydana gelir. Düşük erime noktasına sahip düşük erime noktalı maddeler ve alaşımlar, refrakter bileşikleri çözer.

Kazanların normal çalışması için bir ön koşul, yanma ürünlerinin ve ortaya çıkan cürufun kesintisiz olarak uzaklaştırılmasıdır.

Tabaka yanması sırasında cüruf oluşumu mekanik olarak az yanmaya yol açabilir - mineral safsızlıklar yanmamış kok partiküllerini sarar veya viskoz cüruf hava geçişlerini engelleyerek yanan koka oksijen erişimini engelleyebilir. Az yanmayı azaltmak için çeşitli önlemler kullanılır - zincir ızgaralı fırınlarda cüruf ızgarasında harcanan süre artar ve sık sık shura yapılır.

Katmanlı fırınlarda cüruf kuru olarak çıkarılır. Hazneli fırınlarda cüruf giderme kuru veya sıvı olabilir.

Bu nedenle, yakıt yanması, çok sayıda farklı faktörden etkilenen karmaşık bir fizikokimyasal süreçtir, ancak kazanlar ve fırınlar tasarlanırken hepsinin dikkate alınması gerekir.

Yanma - benzin

Patlama ile benzinin yanmasına, keskin metal darbeleri, egzozdaki siyah dumanın ortaya çıkması, benzin tüketiminde bir artış, motor gücünde bir azalma ve diğer olumsuz fenomenler eşlik eder.

Benzinin motorda yanması da fazla hava oranına bağlıdır. 0 9 - j - 1 1 değerlerinde, çalışma karışımındaki alev öncesi oksidasyon işlemlerinin oranı en yüksektir. Bu nedenle, a'nın bu değerlerinde, patlamanın başlaması için en uygun koşullar yaratılır.

Benzinin yanmasından sonra, bu tür kirleticilerin toplam kütlesi, miktarlarının genel olarak yeniden dağıtılmasıyla birlikte önemli ölçüde arttı. Otomobil egzoz gazlarının yoğunlaşmasındaki benzen yüzdesi, benzine göre yaklaşık 1 ila 7 kat daha yüksekti; toluen içeriği 3 kat daha yüksekti ve ksilen içeriği 30 kat daha yüksekti. Bu durumda oksijen bileşiklerinin oluştuğu bilinmektedir ve olefin veya sikloparafin serilerinin ve asetilen veya dien serilerinin daha ağır doymamış bileşiklerinin özelliği olan iyonların sayısının, özellikle ikincisinin keskin bir şekilde arttığı bilinmektedir. Genel olarak, Haagen-Smit odasındaki değişiklikler, tipik araç egzoz örneklerinin bileşimini Los Angeles duman örneğindekilere benzer hale getirmek için gereken değişikliklere benziyordu.

Benzinin kalorifik değeri, kimyasal bileşimine bağlıdır. Bu nedenle, hidrojen bakımından zengin hidrokarbonlar (örneğin, parafinik olanlar) büyük bir yanma ısısına sahiptir.

Benzinli yanma ürünleri içten yanmalı motorda politrope n1 27 boyunca 30'dan 3'e genişler. Gazların başlangıç ​​sıcaklığı 2100 C'dir; 1 kg benzinin yanma ürünlerinin kütle bileşimi aşağıdaki gibidir: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Silindire aynı anda 2 g benzin beslenirse, bu gazların genleşme işini belirleyin.

Termik santralden benzin yakıldığında kurşun oksit içeren karbon birikintileri oluşur.

Pistonlu içten yanmalı motorlarda benzin yakıldığında oluşan ürünlerin tamamına yakını egzoz gazları ile taşınır. Yakıt ve yağın eksik yanmasından oluşan ürünlerin sadece nispeten küçük bir kısmı, yakıt, hava ve yağ ile eklenen elementlerden oluşan az miktarda inorganik bileşik, karbon birikintileri şeklinde biriktirilir.

Benzin tetraetil kurşunla yandığında, sadece 900 C sıcaklıkta eriyen ve motor silindirindeki ortalama sıcaklığı aşarak çok yüksek bir sıcaklıkta buharlaşabilen kurşun oksit oluşur. Motorda kurşun oksit birikmesini önlemek için, etil sıvı tutuculara özel maddeler eklenir. Halojenlenmiş hidrokarbonlar çöpçü olarak kullanılır. Genellikle bunlar, kurşunu yeni bromür ve klorür bileşiklerinde yakan ve bağlayan brom ve klor içeren bileşiklerdir.

Termik santralden benzin yakıldığında kurşun oksit içeren karbon birikintileri oluşur.

Saf TPP içeren benzinin yanması sırasında, motorda bir miktar kurşun bileşikleri birikir. Etil sıvı sınıfı R-9'un bileşimi (ağırlıkça): tetraetil kurşun% 54 0, bromoetan% 33 0, monokloronaftalen% 6 8 0 5, dolgu - havacılık - benzin -% 100'e kadar; boya koyu kırmızı, karışımın 1 kg'ı başına 1 g.

TPP içeren benzin yakıldığında motorda düşük uçuculuğa sahip fistül oksit oluşur; Kurşun oksidin erime noktası oldukça yüksek olduğu için (888), bunun bir kısmı (benzinle verilen kurşuna bağlı olarak yaklaşık% 10) yanma odası, mumlar ve valflerin duvarlarında katı bir kalıntı olarak birikir ve bu da hızlı bir motor arızası.

Bir araba motorunda benzin yakıldığında, daha küçük moleküller de oluşur ve açığa çıkan enerji daha büyük bir hacimde dağıtılır.

Benzin akışının ısı eşanjörünün (8) etrafında yanmasından akkor halindeki gazlar (yanma odasının yan tarafından içeriden ve ayrıca dışarıdaki pencerelerden 5, egzoz gazı odasından 6 geçerek) ve ısı eşanjörü kanalındaki havayı ısıtır. Daha sonra, sıcak egzoz gazları, karterin altındaki egzoz borusundan 7 beslenir ve motoru dışarıdan ısıtır ve ısı eşanjöründen gelen sıcak hava, havalandırma yoluyla krank karterine beslenir ve motoru içeriden ısıtır. Isıtmanın başlamasından sonra 1 5 - 2 dakika içinde kızdırma bujisi kapanır ve ısıtıcıdaki yanma katılımı olmadan devam eder. Motoru çalıştırmak için bir darbe aldığı andan itibaren 7-13 dakika sonra, karterdeki yağ 30 C'lik bir sıcaklığa (-25 C'ye kadar ortam sıcaklığında) kadar ısınır ve ünite çalıştırma darbeleri sağlandıktan sonra ısıtıcı kapatılır.

Yanma sıcaklığı

Isı mühendisliğinde, aşağıdaki gaz yanma sıcaklıkları ayırt edilir: ısı çıkışı, kalorimetrik, teorik ve gerçek (hesaplanmış). Isıtma kapasitesi tx, a = 1,0 fazla hava katsayısına sahip adyabatik koşullarda ve 0 ° C'ye eşit gaz ve hava sıcaklığında, tam gaz yanma ürünlerinin maksimum sıcaklığıdır:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

QH, gazın en düşük kalorifik değeridir, kJ / m3; IVcp - 1 m3 gazın (m3 / m3) yanması sırasında oluşan karbondioksit, su buharı ve nitrojen hacimlerinin ürünlerinin toplamı ve 0 ° C ila 0 ° C arasındaki sabit basınçta ortalama hacimsel ısı kapasiteleri tx (kJ / (m3 * ° С).

Gazların ısı kapasitesinin tutarsızlığı nedeniyle, ısı çıkışı, ardışık yaklaşımlar yöntemi ile belirlenir. Başlangıç ​​parametresi olarak doğal gaz için değeri (= 2000 ° C) alınır, a = 1.0 ile yanma ürünleri bileşenlerinin hacimleri tabloya göre belirlenir.8.3, ortalama ısı kapasiteleri bulunur ve daha sonra formül (8.11) 'e göre gazın ısı kapasitesi hesaplanır. Hesaplamanın bir sonucu olarak, kabul edilenden daha düşük veya daha yüksek çıkarsa, o zaman farklı bir sıcaklık ayarlanır ve hesaplama tekrarlanır. Yaygın basit ve karmaşık gazların kuru havada yandıkları zamanki ısı çıktıları tabloda verilmiştir. 8.5. Yaklaşık 1 wt. İçeren atmosferik havada gaz yakarken. % nem, ısı üretimi 25-30 ° С azalır.

Kalorimetrik yanma sıcaklığı tK, su buharı ve karbondioksitin ayrışması hesaba katılmadan, ancak gaz ve havanın gerçek başlangıç ​​sıcaklığı dikkate alınarak belirlenen sıcaklıktır. Gaz ve hava sıcaklıkları ile fazla hava katsayısı a'nın gerçek değerlerinden alınmasıyla ısı çıkışı tx'ten farklıdır. TK'yi aşağıdaki formüle göre belirleyebilirsiniz:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

qphys, 0 ° C, kJ / m3'ten ölçülen gaz ve havanın ısı içeriğidir (fiziksel ısı).

Doğal ve sıvılaştırılmış petrol gazları genellikle yanmadan önce ısıtılmazlar ve yanma havasının hacmine göre hacimleri küçüktür.

Tablo 8.3.

Gazların ortalama hacimsel ısı kapasitesi, kJ / (m3 • ° С)

Bu nedenle kalorimetrik sıcaklık belirlenirken gazların ısı içeriği göz ardı edilebilir. Düşük ısıl değere sahip gazları (jeneratör, yüksek fırın vb.) Yakarken, bunların ısı içeriği (özellikle yanmadan önce ısıtılır) kalorimetrik sıcaklık üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir.

0 ° C sıcaklık ve% 1 nem ile havadaki ortalama bileşime sahip doğal gazın kalorimetrik sıcaklığının fazla hava katsayısına a bağımlılığı Tablo'da verilmiştir. 8.5, kuru havada yandığında LPG için - tablada. 8.7. Tablo verileri. 8.5-8.7 Bileşimde nispeten benzer olan diğer doğal gazların ve hemen hemen her bileşimin hidrokarbon gazlarının kalorimetrik yanma sıcaklığını oluştururken yeterli doğrulukla yönlendirilmek mümkündür. Düşük hava katsayılarına sahip gazları yakarken yüksek bir sıcaklık elde etmek ve ayrıca fırınların verimini arttırmak gerekirse, pratikte hava ısıtılır ve bu da kalorimetrik sıcaklıkta bir artışa neden olur (bkz.Tablo 8.6) .

Tablo 8.4.

Kuru havadaki gazların ısıtma kapasitesi

Tablo 8.5.

Aşırı hava katsayısına bağlı olarak t = 0 ° С ve nem% 1 * olan havada doğal gaz yanmasının kalorimetrik ve teorik sıcaklıkları

>

Teorik yanma sıcaklığı tT, kalorimetrik sıcaklık tK'ya benzer şekilde belirlenen maksimum sıcaklıktır, ancak karbondioksit ve su buharının ayrışmasının endotermik (ısı gerektiren) reaksiyonları için bir düzeltme ile hacimde bir artışla devam eder:

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

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

Yüksek sıcaklıklarda, ayrışma atomik hidrojen, oksijen ve OH hidroksil gruplarının oluşumuna yol açabilir. Ek olarak, gaz yakıldığında, her zaman bir miktar nitrojen oksit üretilir. Tüm bu reaksiyonlar endotermiktir ve yanma sıcaklığının düşmesine neden olur.

Tablo 8.6.

Fazla kuru hava oranına ve sıcaklığına bağlı olarak doğal gaz yanmasının kalorimetrik sıcaklığı tу, ° С (yuvarlatılmış değerler)

Tablo 8.7.

Aşırı hava katsayısına bağlı olarak t = 0 ° С ile kuru havada ticari propan kalorimetrik yanma sıcaklığı tK

Teorik yanma sıcaklığı aşağıdaki formül kullanılarak belirlenebilir:

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

qduc, yanma ürünlerinde СО2 ve Н2О ayrışması için toplam ısı tüketimi olduğunda, kJ / m3; IVcp - 1 m3 gaz başına ayrışmayı hesaba katarak hacim ürününün ve yanma ürünlerinin ortalama ısı kapasitesinin toplamı.

Tablodan da görebileceğiniz gibi. 8.8, 1600 ° C'ye kadar sıcaklıklarda ayrışma derecesi göz ardı edilebilir ve teorik yanma sıcaklığı kalorimetrik sıcaklığa eşit alınabilir. Daha yüksek sıcaklıklarda, ayrışma derecesi çalışma alanındaki sıcaklığı önemli ölçüde düşürebilir. Uygulamada, buna özel bir ihtiyaç yoktur, teorik yanma sıcaklığı yalnızca önceden ısıtılmış hava ile çalışan yüksek sıcaklık fırınları için belirlenmelidir (örneğin, açık ocak fırınları). Kazan tesislerinde buna gerek yoktur.

Yanma ürünlerinin gerçek (hesaplanan) sıcaklığı td, alevin en sıcak noktasında gerçek koşullar altında ulaşılan sıcaklıktır. Teorik olandan daha düşüktür ve ortama ısı kaybına, yanma bölgesinden radyasyonla ısı transferinin derecesine, yanma işleminin zaman içinde uzunluğuna vb. bunlara deneysel olarak belirlenmiş düzeltme faktörleri:

td = t (8,16)

nerede n - t. n. pirometrik katsayısı:

• ısı yalıtımlı yüksek kaliteli termal ve ısıtma fırınları için - 0.75-0.85;
• ısı yalıtımı olmayan kapalı fırınlar için - 0.70-0.75;
• korumalı kazan fırınları için - 0.60-0.75.

Uygulamada, sadece yukarıda verilen adyabatik yanma sıcaklıklarının değil, aynı zamanda alevde meydana gelen maksimum sıcaklıkların da bilinmesi gerekir. Yaklaşık değerleri genellikle deneysel olarak spektrografik yöntemlerle belirlenir. Konik yanma cephesinin üstünden 5-10 mm mesafede serbest alevde ortaya çıkan maksimum sıcaklıklar tabloda verilmiştir. 8.9. Sunulan verilerin analizi, alevdeki maksimum sıcaklıkların ısı çıkışından daha düşük olduğunu göstermektedir (H2O ve CO2'nin ayrışması için ısı tüketimi ve alev bölgesinden ısının uzaklaştırılması nedeniyle).

• ev
• Dizin
• Gazların yanma özellikleri
• Yanma sıcaklığı

Yanma - petrol ürünü

Tank çiftliğinin setindeki petrol ürünlerinin yanması, anında köpük beslemesi ile ortadan kaldırılır.

Tank çiftliğinin setindeki petrol ürünlerinin yanması, anında köpük tedariki ile ortadan kaldırılır.

Petrol ürünlerinin yanması sırasında, üst tabakanın sıcaklığının da artmasıyla bağlantılı olarak devam eden fraksiyonel damıtma nedeniyle kaynama noktaları (bkz. Tablo 69) kademeli olarak artar.

Tankta yağ yakılırken tankın üst bandının üst kısmı aleve maruz kalır. Daha düşük bir seviyede yağ yakarken, alevle temas halinde olan tankın serbest tarafının yüksekliği önemli olabilir. Bu yanma modunda rezervuar çökebilir. Tankın üst duvarlarının dış kısmına düşen yangın nozullarından veya sabit sulama halkalarından gelen su onları soğutur (Şek.15.1), böylece bir kazayı ve yağın sete yayılmasını önleyerek, hava-mekanik köpük kullanımı için daha uygun koşullar yaratır.

Petrol ürünleri ve karışımlarının yanması üzerine yapılan çalışmaların sonuçları ilginçtir.

Petrol ürünlerinin yanması sırasındaki sıcaklığı: benzin 1200 C, traktör gazyağı 1100 C, dizel yakıt 1100 C, ham petrol 1100 C, fuel oil 1000 C C.

Petrol ürünlerinin yanma fiziği ve söndürülmesi alanında özellikle büyük çalışmalar, Yangın Savunma Merkezi Araştırma Enstitüsü (TsNIIPO), SSCB Bilimler Akademisi Enerji Enstitüsü (ENIN) ve bir dizi başka araştırma ve eğitim enstitüsü.

Negatif katalize bir örnek, halojenli hidrokarbonların eklenmesiyle petrol ürünlerinin yanmasının bastırılmasıdır.

Su, 120 C ve daha yüksek parlama noktası ile petrol ürünlerinin yanması sırasında köpürmeyi ve emülsiyon oluşumunu teşvik eder. Sıvının yüzeyini kaplayan emülsiyon, onu havadaki oksijenden izole eder ve ayrıca buharın ondan kaçmasını engeller.

İzotermal tanklarda sıvılaştırılmış hidrokarbon gazlarının yanması, petrol ürünlerinin yanmasından farklı değildir. Bu durumda yanma oranı formül (13) ile hesaplanabilir veya deneysel olarak belirlenebilir. İzotermal koşullar altında sıvılaştırılmış gazların yanmasının özelliği, tanktaki tüm sıvı kütlesinin sıcaklığının atmosfer basıncındaki kaynama noktasına eşit olmasıdır. Hidrojen, metan, etan, propan ve bütan için bu sıcaklıklar sırasıyla - 252, - 161, - 88, - 42 ve 0 5 C'dir.

Yangın söndürme araştırmaları ve uygulamaları, bir petrol ürününün yanmasını durdurmak için köpüğün tüm yüzeyini belirli bir kalınlıkta bir tabaka ile tamamen kaplaması gerektiğini göstermiştir. Düşük genleşme oranına sahip tüm köpükler, su baskınının alt seviyesindeki tanklarda petrol ürünleri yangınlarını söndürmede etkisizdir. Büyük bir yükseklikten (6-8 m) yakıt yüzeyine düşen köpük, bir yakıt tabakasına daldırılır ve sarılır, yanar veya hızla çöker. Menteşeli jetleri olan bir yanma tankına yalnızca 70-150 arası çokluktaki köpük atılabilir.