Temperatura de combustió del querosè a l'aire

Estabilitat química

Tenint en compte les propietats químiques de la gasolina, cal centrar-se en el temps que la composició dels hidrocarburs es mantindrà inalterada, ja que amb un llarg emmagatzematge, els components més lleugers desapareixen i el rendiment es redueix considerablement.
En particular, el problema és agut si es va obtenir un combustible de major qualitat (AI 95) a partir de gasolina amb un nombre mínim d’octans afegint propà o metà a la seva composició. Les seves propietats anti-cop són superiors a les de l’isooctà, però també es dissipen a l’instant.

Segons GOST, la composició química del combustible de qualsevol marca ha de mantenir-se sense canvis durant 5 anys, subjecte a les normes d’emmagatzematge. Però, de fet, sovint fins i tot el combustible recentment comprat ja té un número d’octan per sota de l’especificat.

Els venedors sense escrúpols en són els culpables, que afegeixen gas liquat als contenidors amb combustible, el temps d’emmagatzematge ha expirat i el contingut no compleix els requisits de GOST. Normalment, s’afegeixen diferents quantitats de gas al mateix combustible per obtenir un nombre d’octans de 92 o 95. La confirmació d’aquests trucs és l’olor acre de gas a l’estació de servei.

Mètodes de determinació del punt d’inflamació

Hi ha un mètode de gresol obert i tancat (envàs per a productes derivats del petroli). Les temperatures obtingudes difereixen a causa de la quantitat de vapors acumulats.

El mètode de gresol obert inclou:

1. Neteja de la gasolina de la humitat amb clorur de sodi.
2. Omplir el gresol fins a un nivell determinat.
3. Escalfeu el recipient a una temperatura 10 graus per sota del resultat esperat.
4. Encesa d'un cremador de gas per sobre de la superfície.
5. En el moment de l’encesa, es registra el punt d’inflamació.

El mètode del gresol tancat difereix en el fet que la gasolina del contenidor es barreja constantment. Quan s’obre la tapa, el foc s’activa automàticament.

L’aparell de punt d’inflamació consta dels components següents:

• escalfador elèctric (potència a partir de 600 watts);
• capacitat de 70 mil·lilitres;
• agitador de coure;
• encenedor elèctric o de gas;
• termòmetre.

Segons els resultats, es classifiquen les substàncies inflamables:

• especialment perillós (en un punt d’inflamació inferior a -200C);
• perillós (de -200C a + 230C);
• perillós a temperatures elevades (de 230C a 610C).

Velocitat - Combustió - Combustible

Quin és el cost real d’un litre de gasolina?
La velocitat de combustió del combustible augmenta molt si la mescla combustible es troba en un moviment de vòrtex intens (turbulent). En conseqüència, la intensitat de la transferència de calor turbulenta pot ser molt superior a la de la difusió molecular.

La velocitat de combustió del combustible depèn de diversos motius que es discutiran més endavant en aquest capítol i, en particular, de la qualitat de la barreja del combustible amb l'aire. La velocitat de combustió es determina per la quantitat de combustible cremada per unitat de temps.

La velocitat de combustió del combustible i, en conseqüència, la velocitat d’alliberament de calor es determinen per la mida de la superfície de combustió. La pols de carbó amb una mida màxima de partícula de 300 a 500 micres té una superfície de combustió desenes de milers de vegades més gran que el combustible de reixeta de cadena classificat.

La velocitat de combustió depèn de la temperatura i la pressió de la cambra de combustió, augmentant amb el seu augment. Per tant, després de la ignició, la velocitat de combustió augmenta i es fa molt alta al final de la cambra de combustió.

La velocitat de combustió del combustible també està influenciada per la velocitat del motor. A mesura que augmenta el nombre de revolucions, la durada de la fase disminueix.

La turbulència del flux de gas augmenta dràsticament la velocitat de combustió del combustible a causa d’un augment de la superfície de la combustió i de la velocitat de propagació del front de la flama amb un augment de la velocitat de transferència de calor.

Quan s’executa una barreja magra, la velocitat de combustió es redueix. Per tant, augmenta la quantitat de calor que desprenen els gasos a les parts i el motor s’escalfa massa. Els signes d’una barreja massa magra són els flaixos al carburador i al col·lector d’admissió.

La turbulència del flux de gas augmenta bruscament la velocitat de combustió del combustible a causa de l’augment de la superfície de la combustió i la velocitat de propagació del front de la flama a causa de l’augment de la velocitat de transferència de calor.

Els alcans normals tenen el nombre màxim de cetà, que caracteritza la velocitat de combustió del combustible en un motor.

La composició de la mescla de treball afecta molt la velocitat de combustió del combustible al motor. Aquestes condicions tenen lloc a coeff.

La influència de la qualitat del desenvolupament del procés de combustió està determinada per la velocitat de combustió de combustible a la fase principal. Quan es crema una gran quantitat de combustible en aquesta fase, els valors de pz i Tz augmenten, la proporció de combustible posterior a la combustió disminueix durant el procés d'expansió i l'índex de polítrops nz es fa més gran. Aquest desenvolupament del procés és el més favorable, ja que s’aconsegueix la millor utilització de la calor.

En el procés de treball del motor, el valor de la velocitat de combustió és molt important. La velocitat de combustió s’entén com la quantitat (massa) de combustible que reacciona (crema) per unitat de temps.

Una sèrie de fenòmens generals indiquen que la velocitat de combustió dels motors és bastant natural, no aleatòria. Això s’indica amb la reproducibilitat de cicles més o menys inequívocs al cilindre del motor, que, de fet, determina el funcionament estable dels motors. En els mateixos motors, la naturalesa prolongada de la combustió sempre s’observa amb mescles magres. El treball dur del motor, que es produeix a una velocitat elevada de reaccions de combustió, s’observa, per regla general, en motors dièsel sense compressor i treballs suaus, en motors amb ignició per una espurna elèctrica. Això indica que la formació i la ignició de mescles fonamentalment diferents provoquen un canvi regular de la velocitat de combustió. Amb un augment de la velocitat del motor, la durada de la combustió disminueix en el temps i augmenta l’angle de rotació del cigonyal. Les corbes cinètiques del procés de cremada en motors són de naturalesa similar a les corbes cinètiques d'una sèrie de reaccions químiques que no estan directament relacionades amb els motors i que es produeixen en condicions diferents.

Els experiments indiquen la dependència de la intensitat de la transferència de calor radiant de la velocitat de combustió del combustible. Amb una combustió ràpida a l’arrel de la torxa, es desenvolupen temperatures més altes i s’intensifica la transferència de calor. La inhomogeneïtat del camp de temperatura, juntament amb les diferents concentracions de partícules emissores, condueix a la inhomogeneïtat del grau de negror de la flama. Tot això crea grans dificultats per a la determinació analítica de la temperatura del radiador i del grau d’emissivitat del forn.

Amb una flama laminar (vegeu la secció 3 per obtenir més detalls), la velocitat de combustió del combustible és constant i Q 0; el procés de combustió és silenciós. Tot i això, si la zona de combustió és turbulenta, i aquest és el cas que es té en compte, fins i tot si el consum de combustible és constant de mitjana, la velocitat de combustió local canvia en el temps i per a un element de petit volum Q.Q. La turbulència continua pertorbant la flama; en qualsevol moment, la combustió està limitada per aquesta flama o una sèrie de flames que ocupen una posició aleatòria a la zona de combustió.

Combustible gasós

El combustible gasós és una barreja de diversos gasos: metà, etilè i altres hidrocarburs, monòxid de carboni, diòxid de carboni o diòxid de carboni, nitrogen, hidrogen, sulfur d’hidrogen, oxigen i altres gasos, a més de vapor d’aigua.

El metà (CH4) és el principal component de molts gasos naturals. El seu contingut en gasos naturals arriba al 93 ... 98%. La combustió d'1 m3 de metà allibera ~ 35 800 kJ de calor.

Els combustibles gasosos també poden contenir petites quantitats d’etilè (C2H4). La combustió d'1 m3 d'etilè dóna ~ 59.000 kJ de calor.

A més del metà i l’etilè, els combustibles gasosos també contenen compostos d’hidrocarburs, com el propà (C3H8), el butà (C4H10), etc. La combustió d’aquests hidrocarburs produeix més calor que la combustió d’etilè, però la seva quantitat és insignificant en els gasos combustibles. .

L’hidrogen (H2) és 14,5 vegades més lleuger que l’aire. La combustió d’1 m3 d’hidrogen allibera ~ 10 800 kJ de calor. Molts gasos combustibles, diferents del gas de coc, contenen quantitats relativament petites d’hidrogen. En el gas de coc, el seu contingut pot arribar al 50 ... 60%.

El monòxid de carboni (CO) és el principal component combustible del gas de l’alt forn. La combustió d'1 m3 d'aquest gas produeix ~ 12.770 kJ de calor. Aquest gas és incolor, inodor i altament tòxic.

El sulfur d’hidrogen (H2S) és un gas pesat d’olor desagradable i altament tòxic. En presència de sulfur d’hidrogen al gas, augmenta la corrosió de les parts metàl·liques del forn i del gasoducte. L’efecte nociu del sulfur d’hidrogen es veu reforçat per la presència d’oxigen i humitat al gas. La combustió d’1 m3 de sulfur d’hidrogen allibera ~ 23 400 kJ de calor.

La resta de gasos: CO2, N2, O2 i vapor d’aigua són components de llast, ja que amb un augment del contingut d’aquests gasos en el combustible, disminueix el contingut dels seus components combustibles. La seva presència condueix a una disminució de la temperatura de combustió del combustible. Un contingut de> 0,5% d’oxigen lliure en combustibles gasosos es considera perillós per motius de seguretat.

En ebullició: gasolina

Número d'ocà Composició de la gasolina

La gasolina comença a bullir a una temperatura relativament baixa i avança molt intensament.

No s’especifica el final del punt d’ebullició de la gasolina.

El començament de l’ebullició de la gasolina és inferior a 40 C, el final és de 180 C, la temperatura de l’inici de la cristal·lització no és superior a 60 C. L’acidesa de la gasolina no supera els 1 mg / 100 ml.

El punt final d'ebullició de la gasolina segons GOST és de 185 C, i el real és de 180 C.

El punt final d'ebullició de la gasolina és la temperatura a la qual una porció estàndard (100 ml) de la gasolina de prova es destila completament (bullida) del matràs de vidre on es trobava al refrigerador-receptor.

El punt final d'ebullició de la gasolina no ha de superar els 200 - 225 C. Per a les gasolines d'aviació, el punt final d'ebullició és molt inferior, arribant en alguns casos fins a 120 C.

MPa, el punt d’ebullició de la gasolina és de 338 K, la seva massa molar mitjana és de 120 kg / kmol i la calor de vaporització és de 252 kJ / kg.

El punt inicial d'ebullició de la gasolina, per exemple, el 40 per a la gasolina d'aviació, indica la presència de fraccions lleugeres i de baixa ebullició, però no n'indica el contingut. El punt d'ebullició de la primera fracció del 10%, o temperatura inicial, caracteritza les propietats inicials de la gasolina, la seva volatilitat, així com la tendència a formar panys de gas al sistema de subministrament de gasolina. Com més baix sigui el punt d’ebullició de la fracció del 10%, més fàcil serà arrencar el motor, però també major serà la possibilitat de formar panys de gas, que poden provocar interrupcions en el subministrament de combustible i fins i tot aturar el motor. Un punt d’ebullició massa alt de la fracció d’arrencada dificulta l’arrencada del motor a baixes temperatures ambientals, cosa que provoca pèrdues de gasolina.

Una disminució al final del punt d'ebullició de les gasolines reformadores condueix a un deteriorament de la seva resistència a la detonació. Es necessiten càlculs de recerca i econòmics per abordar aquest problema.Cal assenyalar que en la pràctica estrangera de diversos països es produeixen i s’utilitzen actualment gasolines a motor amb un punt d’ebullició de 215 a 220 C.

Una disminució al final del punt d'ebullició de les gasolines reformadores condueix a un deteriorament de la seva resistència a la detonació. Es necessiten càlculs de recerca i econòmics per abordar aquest problema. Cal assenyalar que en la pràctica estrangera de diversos països es produeixen i s’utilitzen actualment gasolines a motor amb un punt d’ebullició de 215 a 220 C.

Si el punt final d'ebullició de la gasolina és elevat, les fraccions pesades que conté poden no evaporar-se i, per tant, no cremar-se al motor, cosa que provocarà un augment del consum de combustible.

La reducció del punt final d’ebullició de les gasolines de carrera recta comporta un augment de la seva resistència a la detonació. Les benzines de circulació recta de baix octanatge tenen un nombre d’octans de 75 i 68, respectivament, i s’utilitzen com a components de les benzines de motor.

Combustió - gasolina

Disseny i principi de funcionament Sistema d'injecció directa de gasolina Bosch Motronic MED 7

La combustió de gasolina, querosè i altres hidrocarburs líquids es produeix en fase gasosa. La combustió només es pot produir quan la concentració de vapor de combustible a l’aire es troba dins d’uns límits, individuals per a cada substància. Si hi ha una petita quantitat de vapors de combustible a l'aire de l'IB, no es produirà combustió, així com en el cas que hi hagi massa vapors de combustible i no hi hagi prou oxigen.

Quan es crema gasolina, se sap que es forma una capa homotèrmica, el gruix de la qual augmenta amb el temps.

Quan la gasolina crema, es forma aigua i diòxid de carboni. Pot servir per confirmar que la gasolina no és un element?

Quan es cremen gasolina, querosè i altres líquids en dipòsits, la trituració del flux de gas en volums separats i la combustió de cadascun d'ells per separat són especialment visibles.

Quan es cremen gasolina i petroli en dipòsits de gran diàmetre, el caràcter de la calefacció difereix significativament del descrit anteriorment. Quan es cremen, apareix una capa escalfada, el gruix de la qual augmenta naturalment amb el pas del temps i la temperatura és la mateixa que la de la superfície del líquid. A sota, la temperatura del líquid baixa ràpidament i esdevé gairebé la mateixa que la temperatura inicial. La naturalesa de les corbes mostra que durant la combustió, la gasolina es divideix en dues capes: una superior i una inferior.

Per exemple, cremar gasolina a l’aire s’anomena procés químic. En aquest cas, s’allibera energia, igual a aproximadament 1.300 kcal per 1 mol de gasolina.

L’anàlisi dels productes de combustió de la gasolina i els olis és cada vegada més important, ja que el coneixement de la composició individual d’aquests productes és necessari per a l’estudi dels processos de combustió del motor i per a l’estudi de la contaminació atmosfèrica.

Així, quan es crema gasolina en tancs amplis, es consumeix fins a un 40% de la calor alliberada com a resultat de la combustió per radiació.

Taula 76 mostra la velocitat de combustió de la gasolina amb additius tetranitro-metà.

Els experiments han demostrat que la velocitat de combustió de la gasolina des de la superfície del tanc està influenciada significativament pel seu diàmetre.

Amb l'ajut del GPS-600, els bombers van afrontar amb èxit l'eliminació de la combustió de gasolina que es va vessar al llarg de la via del ferrocarril, garantint el moviment dels operadors de tronc fins al lloc on es connectaven els tancs.Després d'haver-los desconnectat, amb un tros d'un fil de contacte, van connectar 2 tancs amb gasolina al motor de bombers i els van treure de la zona d'incendis.

Es va notar un augment particularment gran de la velocitat d’escalfament del vent en cremar gasolina. Quan la gasolina cremava en un tanc de 2 64 m a una velocitat del vent d’1 3 m / s, la velocitat de calefacció era de 9 63 mm / min i, a una velocitat del vent de 10 m / s, la velocitat de calefacció augmentava fins a 17 1 mm / min.

Temperatura d’encesa i altres paràmetres

La combustió del carbó és una reacció química d’oxidació del carboni que es produeix a una temperatura inicial elevada amb un intens alliberament de calor. Ara és més senzill: el combustible de carbó no es pot encendre com el paper; cal preescalfar a 370-700 ° C per a l’encesa, segons la marca de combustible.

Moment clau. L'eficiència de la combustió del carbó en un forn o en una caldera domèstica de combustible sòlid no es caracteritza per la temperatura màxima, sinó per la integritat de la combustió. Cada molècula de carboni es combina amb dues partícules d’oxigen a l’aire per formar diòxid de carboni CO2. El procés es reflecteix en la fórmula química.

Si limiteu la quantitat d’oxigen entrant (cobriu el bufador, canvieu la caldera TT al mode de fumar), en lloc de CO2, es forma monòxid de carboni i s’emet a la xemeneia, l’eficiència de la combustió disminuirà significativament. Per aconseguir una alta eficiència, cal proporcionar condicions favorables:

1. Els carbons marrons s’encenen a una temperatura de +370 ° C, pedra - 470 ° C, antracita - 700 graus. Cal preescalfar la unitat de calefacció amb llenya (briquetes de serradures).
2. Es subministra aire a la llar de foc en excés, el factor de seguretat és de 1,3 a 1,5.
3. La combustió es recolza en l’alta temperatura dels carbons calents estirats a la reixa. És important assegurar el pas de l’oxigen per tot el gruix del combustible, ja que l’aire es mou a través de la safata de cendres a causa del corrent natural de la xemeneia.

Comenta. Les úniques excepcions són les estufes casolanes tipus Bubafonya i les calderes cilíndriques per a combustió superior, on l’aire s’introdueix a la llar de foc de dalt a baix.

La temperatura teòrica de combustió i la transferència específica de calor de diversos combustibles es mostren a la taula comparativa. Es nota que, en condicions ideals, qualsevol combustible alliberarà la màxima calor en interactuar amb el volum d’aire requerit.

A la pràctica, és poc realista crear aquestes condicions, de manera que l’aire se subministra amb algun excés. La temperatura real de combustió del carbó marró en una caldera TT convencional és de 700 ... 800 ° C, pedra i antracita: 800 ... 1100 graus.

Si exagereu amb la quantitat d’oxigen, l’energia començarà a gastar-se en escalfar l’aire i simplement volarà cap a la canonada, l’eficiència del forn disminuirà notablement. A més, la temperatura del foc pot arribar als 1500 ° C. El procés s’assembla a un foc normal: la flama és gran, hi ha poca calor. Al vídeo es presenta un exemple de combustió eficient del carbó amb un cremador de rèplica en una caldera automàtica:

Temperatura - combustió - combustible

La intensitat de la irradiació del treballador depèn de la temperatura de combustió del combustible al forn, de la mida del forat de càrrega, del gruix de les parets del forn al forat de càrrega i, finalment, de la distància a la qual es troba el treballador de la càrrega. forat.

La temperatura pràcticament assolible 1L és la temperatura de combustió del combustible en condicions reals. A l’hora de determinar el seu valor, es tenen en compte les pèrdues de calor al medi ambient, la durada del procés de combustió, el mètode de combustió i altres factors.

L’excés d’aire afecta dràsticament la temperatura de combustió del combustible.Així, per exemple, la temperatura real de combustió del gas natural amb un excés d’aire del 10% és de 1868 C, amb un excés del 20% de 1749 C i amb un excés d’aire del 100%, disminueix fins als 1167 C. Per altra banda , el preescalfament de l'aire, que va a la combustió del combustible, augmenta la temperatura de la seva combustió. Així, quan es crema gas natural (1Max 2003 C) amb aire escalfat a 200 C, la temperatura de combustió augmenta a 2128 C i quan l’aire s’escalfa a 400 C - fins a 2257 C.

Quan s’escalfa l’aire i el combustible gasós, augmenta la temperatura de combustió del combustible i, en conseqüència, també augmenta la temperatura de l’espai de treball del forn. En molts casos, és impossible assolir les temperatures necessàries per a un procés tecnològic determinat sense un alt escalfament de l’aire i del combustible gasós. Per exemple, la fosa d’acer en forns de xemeneia oberta, per a la qual la temperatura de la torxa (flux de gasos en flames) a l’espai de fusió hauria de ser de 1800 a 2000 C, seria impossible sense escalfar l’aire i el gas a 1000-1200 C. Quan escalfant forns industrials baixos en calories de combustible local (llenya humida, torba, carbó marró), el seu treball sense escalfar l’aire sovint és fins i tot impossible.

Es pot veure amb aquesta fórmula que la temperatura de combustió del combustible es pot augmentar augmentant el seu numerador i disminuint el denominador. La dependència de la temperatura de combustió de diversos gasos en relació amb l'excés d'aire es mostra a la Fig.

L’excés d’aire també afecta dràsticament la temperatura de combustió del combustible. Per tant, la producció de calor del gas natural amb un excés d’aire del 10% - 1868 C, amb un excés d’aire del 20% - 1749 C i amb un excés del 100% és igual a 1167 C.

Si la temperatura de la unió calenta només està limitada per la temperatura de combustió del combustible, l'ús de recuperació permet augmentar la temperatura augmentant la temperatura dels productes de combustió i augmentant així l'eficiència global del TEG.

L'enriquiment de l'explosió amb oxigen condueix a un augment significatiu de la temperatura de combustió del combustible. Segons les dades del gràfic de la Fig. 17, la temperatura teòrica de la combustió del combustible està associada a l'enriquiment de l'explosió amb oxigen per una dependència, que és pràcticament lineal fins al contingut d'oxigen de l'explosió del 40%. A nivells més elevats d’enriquiment, la dissociació dels productes de combustió comença a tenir un efecte significatiu, com a resultat de la qual les corbes de la dependència de la temperatura del grau d’enriquiment de la voladura es desvien de les línies rectes i s’acosten asimptòticament a les temperatures limitants per a un determinat combustible. Per tant, la dependència considerada de la temperatura de combustió del combustible en funció del grau d’enriquiment d’oxigen de l’explosió té dues regions: una regió d’enriquiments relativament baixos, on hi ha una dependència lineal, i una regió d’enriquiments elevats (més del 40%), on l’augment de la temperatura té un caràcter en descomposició.

Un indicador termotècnic important del funcionament del forn és la temperatura del forn, que depèn de la temperatura de combustió del combustible i de la naturalesa del consum de calor.

La cendra del combustible, en funció de la composició de les impureses minerals, a la temperatura de combustió del combustible es pot fondre en trossos d’escòries. La característica de les cendres de combustible segons la temperatura es dóna a la taula. PERUT.

El valor de tmaK a la taula. IV - З - temperatura de combustió calorimètrica (teòrica) del combustible.

Les pèrdues de calor a través de les parets dels forns cap a l’exterior (cap a l’entorn) redueixen la temperatura de combustió del combustible.

Combustió de combustible

La combustió de combustible és un procés d’oxidació de components combustibles que es produeix a altes temperatures i que s’acompanya de l’alliberament de calor. La naturalesa de la combustió està determinada per molts factors, inclosos el mètode de combustió, el disseny del forn, la concentració d’oxigen, etc. Però les condicions del curs, la durada i els resultats finals dels processos de combustió depenen en gran mesura de la composició , característiques físiques i químiques del combustible.

Composició del combustible

Entre els combustibles sòlids s’inclouen el carbó i el carbó marró, la torba, l’esquist oliós, la fusta. Aquest tipus de combustibles són compostos orgànics complexos formats principalment per cinc elements: carboni C, hidrogen H, oxigen O, sofre S i nitrogen N. El combustible també conté humitat i minerals no combustibles, que formen cendres després de la combustió. La humitat i les cendres són el llast extern del combustible, mentre que l’oxigen i el nitrogen són interns.

L’element principal de la part combustible és el carboni, que determina l’alliberament de la major quantitat de calor. No obstant això, com més gran sigui la proporció de carboni en un combustible sòlid, més difícil és encendre. Durant la combustió, l’hidrogen allibera 4,4 vegades més calor que el carboni, però la seva participació en la composició dels combustibles sòlids és petita. L’oxigen, en no ser un element generador de calor i unir hidrogen i carboni, redueix la calor de la combustió, per tant és un element no desitjat. El seu contingut és especialment elevat en torba i fusta. La quantitat de nitrogen en els combustibles sòlids és petita, però és capaç de formar òxids perjudicials per al medi ambient i els humans. El sofre també és una impuresa nociva, emet poca calor, però els òxids resultants provoquen la corrosió del metall de les calderes i la contaminació de l’atmosfera.

Especificacions del combustible i la seva influència en el procés de combustió

Les característiques tècniques més importants del combustible són: calor de combustió, rendiment de substàncies volàtils, propietats de residus no volàtils (coc), contingut de cendres i contingut d’humitat.

Calor de combustió del combustible

El poder calorífic és la quantitat de calor alliberada durant la combustió completa d'una unitat de massa (kJ / kg) o volum de combustible (kJ / m3). Distingiu entre calor de combustió superior i inferior. El màxim inclou la calor alliberada durant la condensació de vapors continguts en els productes de combustió. Quan es crema combustible als forns de les calderes, els gasos de combustió d’escapament tenen una temperatura a la qual la humitat es troba en un estat vaporós. Per tant, en aquest cas, s’utilitza una calor de combustió inferior, que no té en compte la calor de condensació del vapor d’aigua.

La composició i el poder calorífic net de tots els jaciments de carbó coneguts s’han determinat i donat a les característiques calculades.

Alliberament de matèria volàtil

Quan el combustible sòlid s’escalfa sense accés a l’aire sota la influència d’alta temperatura, primer s’allibera vapor d’aigua i després es produeix la descomposició tèrmica de les molècules amb l’alliberament de substàncies gasoses, anomenades substàncies volàtils.

L’alliberament de substàncies volàtils es pot produir en un rang de temperatura de 160 a 1100 ° C, però de mitjana, en un rang de temperatura de 400-800 ° C. La temperatura del començament de l'alliberament de productes volàtils, la quantitat i la composició dels productes gasosos depenen de la composició química del combustible. Com més antic és el combustible, més baixa és l’alliberament de substàncies volàtils i més alta és la temperatura de la seva aparició.

Els productes volàtils proporcionen una ignició prèvia de les partícules i tenen un efecte significatiu en la combustió del combustible. Els combustibles de joventut (torba, carbó marró) s’encenen fàcilment, es cremen ràpidament i gairebé completament. Per contra, els combustibles amb poc volàtils, com l’antracita, són més difícils d’encendre, es cremen molt més lentament i no es cremen completament (amb una pèrdua de calor augmentada).

Propietats de residus no volàtils (coc)

La part sòlida del combustible que queda després de l’alliberament de substàncies volàtils, formada principalment per carboni i una part mineral, s’anomena coc. El residu de coc pot ser, depenent de les propietats dels compostos orgànics inclosos en la massa combustible: encoixinat, feble encoixinat (destruït per exposició), en pols. L’antracita, la torba i el carbó marró donen un residu en pols no volàtil. La majoria dels carbons bituminosos estan sinteritzats, però no sempre amb força. Els residus no volàtils enganxosos o en pols donen carbons bituminosos amb un rendiment molt alt de volàtils (42-45%) i amb un rendiment molt baix (inferior al 17%).

L’estructura del residu de coc és important quan es crema carbó en forns de reixa.Quan s’encenen a les calderes elèctriques, el rendiment del coc no és molt important.

Contingut de cendra

El combustible sòlid conté la major quantitat d’impureses minerals no combustibles. Es tracta principalment d’argila, silicats, pirita de ferro, però també s’hi poden incloure òxids de ferro, sulfats, carbonats i silicats de ferro, òxids de diversos metalls, clorurs, àlcalis, etc. La majoria cauen durant la mineria en forma de roques, entre les quals es troben les costures de carbó, però també hi ha substàncies minerals que han passat al combustible dels formadors de carbó o en el procés de convertir-ne la massa original.

Quan es crema combustible, les impureses minerals experimenten una sèrie de reaccions, com a resultat de les quals es forma un residu sòlid incombustible anomenat cendra. El pes i la composició de la cendra no són idèntics al pes i la composició de les impureses minerals del combustible.

Les propietats de les cendres tenen un paper important en l’organització del funcionament de les calderes i forns. Les seves partícules, arrossegades pels productes de combustió, degraden les superfícies calefactores a gran velocitat i a baixes velocitats es dipositen sobre elles, cosa que provoca un deteriorament de la transferència de calor. Les cendres emportades a la xemeneia poden danyar el medi ambient; per evitar-ho, cal instal·lar col·lectors de cendres.

Una propietat important de la cendra és la seva fusibilitat; distingeix entre cendres refractàries (per sobre de 1425 ° C), de fusió mitjana (1200-1425 ° C) i de baixa fusió (menys de 1200 ° C). La cendra que ha passat l’etapa de fusió i s’ha convertit en una massa sinteritzada o fosa s’anomena escòria. La temperatura característica de la fusibilitat de les cendres és de gran importància per garantir el funcionament fiable de les superfícies del forn i de la caldera; l'elecció correcta de la temperatura dels gasos propers a aquestes superfícies eliminarà les escòrias.

Contingut d’humitat

La humitat és un component indesitjable del combustible; juntament amb les impureses minerals, és un llast i redueix el contingut de la part combustible. A més, redueix el valor tèrmic, ja que es necessita energia addicional per a la seva evaporació.

La humitat del combustible pot ser interna o externa. La humitat externa està continguda als capil·lars o queda atrapada a la superfície. Amb l'edat química, la quantitat d'humitat capil·lar disminueix. Com més petites siguin les peces de combustible, més gran serà la humitat superficial. La humitat interna entra a la matèria orgànica.

El contingut d'humitat del combustible redueix la calor de la combustió i condueix a un augment del consum de combustible. Al mateix temps, augmenten els volums de productes de combustió, augmenten les pèrdues de calor amb gasos d’escapament i disminueix l’eficiència de la caldera. L’alta humitat a l’hivern comporta la congelació del carbó, dificultats de trituració i disminució de la fluïdesa.

Mètodes de combustió de combustible en funció del tipus de forn

Els principals tipus de dispositius de combustió:

• en capes,
• cambra.

Forns de capa estan destinats a la combustió de combustible sòlid grumollós. Poden ser densos i fluidificats. Quan es crema en una capa densa, l’aire de combustió travessa la capa sense afectar la seva estabilitat, és a dir, la gravetat de les partícules en combustió supera la pressió dinàmica de l’aire. Quan es cremen en un llit fluiditzat, a causa de l'augment de la velocitat de l'aire, les partícules passen a un estat "bullent". En aquest cas, es produeix una barreja activa de l’oxidant i el combustible, cosa que fa que s’intensifiqui la combustió del combustible.

AT forns de cambra cremar combustible sòlid polvoritzat, així com líquid i gasós. Els forns de cambra es subdivideixen en ciclònics i flamarats. Durant la combustió de flamarada, les partícules de carbó no han de superar els 100 micres, ja que es cremen al volum de la cambra de combustió. La combustió ciclònica permet una mida de partícula més gran; sota la influència de les forces centrífugues, es llencen a les parets del forn i es cremen completament en un flux remolí en una zona d’alta temperatura.

Combustió de combustible. Les principals etapes del procés

En el procés de combustió de combustible sòlid, es poden distingir certes etapes: escalfament i evaporació de la humitat, sublimació de volàtils i formació de residus de coc, combustió de volàtils i coc i formació d’escòries. Aquesta divisió del procés de combustió és relativament arbitrària, ja que, tot i que aquestes etapes es desenvolupen de manera seqüencial, se superposen parcialment. Per tant, la sublimació de substàncies volàtils comença abans de l’evaporació final de tota la humitat, la formació de volàtils es produeix simultàniament amb el procés de la seva combustió, de la mateixa manera que l’aparició de l’oxidació del residu de coc precedeix el final de la combustió de volàtils i la postcombustió de coc també pot continuar després de la formació d'escòries.

El temps de flux de cada etapa del procés de combustió està determinat en gran mesura per les propietats del combustible. L'etapa de combustió del coc dura més temps, fins i tot per als combustibles amb un alt rendiment volàtil. Diversos factors de funcionament i característiques del disseny del forn tenen un impacte significatiu en la durada de les etapes del procés de combustió.

1. Preparació del combustible abans de l’encesa

El combustible que entra al forn s’escalfa i, en conseqüència, en presència d’humitat s’evapora i el combustible s’asseca. El temps necessari per escalfar-se i assecar-se depèn de la quantitat d'humitat i de la temperatura a la qual es subministri el combustible al dispositiu de combustió. Per als combustibles amb un alt contingut d’humitat (torba, carbons marrons humits), l’etapa d’escalfament i assecat és relativament llarga.

El combustible es subministra als forns apilats a una temperatura propera a la temperatura ambient. Només a l’hivern, quan el carbó es congela, la seva temperatura és inferior a la de la caldera. Per a la combustió en forns de flama i de vòrtex, el combustible és sotmès a trituració i trituració, acompanyat d'assecat amb aire calent o gasos de combustió. Com més alta sigui la temperatura del combustible entrant, menys temps i calor es necessita per escalfar-lo fins a la temperatura d’encesa.

L'assecat del combustible al forn es produeix a causa de dues fonts de calor: calor convectiva dels productes de combustió i calor radiant d'una torxa, revestiment i escòria.

Als forns de cambra, la calefacció es duu a terme principalment a causa de la primera font, és a dir, que barreja productes de combustió amb el combustible en el moment de la seva introducció. Per tant, un dels requisits importants per al disseny de dispositius per introduir combustible al forn és garantir una succió intensiva de productes de combustió. Una temperatura més alta a la llar de foc també contribueix a un menor temps d’escalfament i escalfament. Per a això, quan es crema combustible amb l’inici de l’alliberament de substàncies volàtils a altes temperatures (més de 400 ° C), es fabriquen cinturons incendiaris en forns de cambra, és a dir, tanquen els tubs de protecció amb un material aïllant tèrmic refractari a per tal de reduir la seva percepció de calor.

Quan es crema combustible en un llit, el disseny de cada forn determina el paper de cada tipus de font de calor. En forns amb reixes de cadena, l'escalfament i l'assecat es duen a terme principalment per la calor radiant de la torxa. En forns amb una reixa fixa i subministrament de combustible des de dalt, l'escalfament i l'assecat es produeixen a causa dels productes de combustió que es mouen per la capa de baix a dalt.

En el procés d’escalfament a una temperatura superior a 110 ° C, comença la descomposició tèrmica de les substàncies orgàniques que formen els combustibles. Els compostos menys forts són els que contenen una quantitat important d’oxigen. Aquests compostos es descomponen a temperatures relativament baixes amb la formació de volàtils i un residu sòlid, format principalment per carboni.

Els combustibles joves en composició química, que contenen molt oxigen, tenen una temperatura baixa des de l’inici de l’alliberament de substàncies gasoses i en proporcionen un percentatge més elevat. Els combustibles amb un baix contingut de compostos d’oxigen tenen un rendiment de volatilitat baix i un punt d’inflamació més alt.

El contingut de molècules en combustibles sòlids, que es descomponen fàcilment quan s’escalfa, també afecta la reactivitat del residu no volàtil.En primer lloc, la descomposició de la massa combustible es produeix principalment a la superfície exterior del combustible. Amb un escalfament addicional, comencen a produir-se reaccions pirogenètiques a l’interior de les partícules de combustible, la pressió augmenta en elles i es trenca la capa exterior. Quan es cremen combustibles amb un alt rendiment de substàncies volàtils, el residu de coc es torna porós i té una superfície més gran en comparació amb el residu sòlid dens.

2. Procés de combustió de compostos gasosos i coc

La combustió real del combustible comença amb l’encesa de substàncies volàtils. Durant el període de preparació del combustible, es produeixen reaccions en cadena ramificades d’oxidació de substàncies gasoses, al principi aquestes reaccions es produeixen a velocitats baixes. La calor alliberada es percep per les superfícies del forn i s’acumula parcialment en forma d’energia de les molècules en moviment. Això últim comporta un augment de la velocitat de reaccions en cadena. A una temperatura determinada, les reaccions d’oxidació es produeixen a una velocitat tal que la calor alliberada cobreix completament l’absorció de calor. Aquesta temperatura és el punt d’inflamació.

La temperatura d’encesa no és constant, depèn tant de les propietats del combustible com de les condicions de la zona d’encesa, de mitjana és de 400-600 ° C. Després de l’encesa de la barreja gasosa, una altra autoacceleració de les reaccions d’oxidació provoca un augment de la temperatura. Per mantenir la combustió, es requereix un subministrament continu d’oxidants i substàncies combustibles.

L’encesa de substàncies gasoses condueix a l’embolcall de la partícula de coc en un embolcall de foc. La combustió de coc comença quan s’acaba la combustió de volàtils. La partícula sòlida s’escalfa fins a una temperatura elevada i, a mesura que disminueix la quantitat de volàtils, el gruix de la capa de combustió del límit disminueix, l’oxigen arriba a la superfície de carboni calent.

La combustió del coc comença a una temperatura de 1000 ° C i és el procés més llarg. El motiu és que, en primer lloc, disminueix la concentració d’oxigen i, en segon lloc, les reaccions heterogènies es produeixen més lentament que les homogènies. Com a resultat, la durada de la combustió d’una partícula de combustible sòlid es determina principalment pel temps de combustió del residu de coc (aproximadament 2/3 del temps total). Per als combustibles amb un alt rendiment de volàtils, el residu sòlid és inferior a la meitat de la massa inicial de les partícules, per tant, la seva combustió es produeix ràpidament i la possibilitat de cremar-se poc. Els combustibles químicament antics tenen una partícula densa, la combustió de la qual pren gairebé tot el temps dedicat al forn.

El residu de coc de la majoria dels combustibles sòlids està compost, principalment, per a algunes espècies, completament de carboni. La combustió de carboni sòlid es produeix amb la formació de monòxid de carboni i diòxid de carboni.

Condicions òptimes per a la dissipació de calor

La creació de condicions òptimes per a la combustió del carboni és la base per a la correcta construcció d’un mètode tecnològic per cremar combustibles sòlids a les unitats de calderes. Els següents factors poden influir en l’obtenció de la major emissió de calor al forn: temperatura, excés d’aire, formació de mescles primàries i secundàries.

Temperatura... L’alliberament de calor durant la combustió del combustible depèn significativament del règim de temperatura del forn. A temperatures relativament baixes, es produeix una combustió incompleta de substàncies combustibles al nucli de la torxa; el monòxid de carboni, l’hidrogen i els hidrocarburs queden als productes de combustió. A temperatures de 1000 a 1800-2000 ° C, es pot aconseguir una combustió completa.

Excés d’aire... La generació de calor específica assoleix el seu valor màxim amb una combustió completa i un excés de relació d’aire. Amb una disminució de l’excés de relació d’aire, l’alliberament de calor disminueix, ja que la manca d’oxigen condueix a l’oxidació de menys combustible. El nivell de temperatura disminueix, les velocitats de reacció disminueixen, cosa que condueix a una forta disminució de l'alliberament de calor.

Un augment de la relació d’excés d’aire superior a la unitat redueix la generació de calor fins i tot més que la manca d’aire.En condicions reals de combustió de combustible en forns de calderes, no s’assoleixen els valors límit d’alliberament de calor, ja que hi ha una combustió incompleta. Depèn en gran mesura de com s’organitzen els processos de formació de mescles.

Processos de mescla... Als forns de cambra, la mescla primària s’aconsegueix assecant i barrejant combustible amb aire, subministrant part de l’aire (primària) a la zona de preparació, creant una llanterna oberta amb una superfície àmplia i alta turbulació, mitjançant aire escalfat.

En forns de capes, la tasca principal de mescla és subministrar la quantitat d’aire necessària a diferents zones de combustió de la reixa.

Per tal d’assegurar la postcombustió de productes gasosos de combustió incompleta i de coc, s’organitzen processos de formació de mescles secundàries. Aquests processos es veuen facilitats per: el subministrament d'aire secundari a gran velocitat, la creació d'aquesta aerodinàmica, en la qual s'aconsegueix un ompliment uniforme de tot el forn amb una torxa i, en conseqüència, el temps de residència de gasos i partícules de coc al forn. augmenta.

3. Formació d’escòries

En el procés d’oxidació de la massa combustible de combustible sòlid, també es produeixen canvis significatius en les impureses minerals. Les substàncies i aliatges de baixa fusió amb un punt de fusió baix dissolen els compostos refractaris.

Un requisit previ per al funcionament normal de les calderes és l'eliminació ininterrompuda dels productes de combustió i de les escòries resultants.

Durant la combustió de capes, la formació d’escòries pot provocar una combustió mecànica inferior: les impureses minerals envolten partícules de coc no cremades o l’escòria viscosa pot bloquejar els passos d’aire, bloquejant l’accés d’oxigen a la coc que crema. Per reduir la combustió insuficient, s’utilitzen diverses mesures: en forns amb reixes de cadenes, s’incrementa el temps dedicat a la reixa d’escòries i es realitzen recolzaments freqüents.

En forns de capes, l’escòria s’elimina en forma seca. Als forns de cambra, l’eliminació d’escòries pot ser seca o líquida.

Per tant, la combustió del combustible és un procés fisicoquímic complex, influït per un gran nombre de factors diferents, però cal tenir-los en compte a l’hora de dissenyar calderes i forns.

Combustió - gasolina

La combustió de gasolina amb detonació s’acompanya de l’aparició de cops forts de metall, fum negre a l’escapament, un augment del consum de gasolina, una disminució de la potència del motor i altres fenòmens negatius.

La combustió de la gasolina al motor també depèn de l'excés de relació d'aire. Als valors a 0 9 - j - 1 1, la velocitat dels processos d’oxidació prèvia a la flama a la mescla de treball és la més alta. Per tant, a aquests valors de a, es creen les condicions més favorables per a l’aparició de la detonació.

Després de la combustió de la gasolina, la massa total d’aquests contaminants va augmentar significativament juntament amb la redistribució general de les seves quantitats. El percentatge de benzè al condensat dels gasos d’escapament de l’automòbil va ser aproximadament d’1 a 7 vegades superior al de la gasolina; el contingut de tolueno va ser 3 vegades superior i el de xilè 30 vegades superior. Se sap que en aquest cas es formen compostos d’oxigen i el nombre d’ions, característic dels compostos insaturats més pesats de la sèrie d’olefines o cicloparafines i de la sèrie d’acetilè o diè, especialment aquest darrer, augmenta bruscament. En termes generals, els canvis a la cambra de Haagen-Smit s’assemblaven als canvis necessaris per fer que la composició de les mostres típiques d’escapament del vehicle fos similar a la de la mostra de fum de Los Angeles.

El poder calorífic de la gasolina depèn de la seva composició química. Per tant, els hidrocarburs rics en hidrogen (per exemple, hidrocarburs parafínics) tenen un gran poder calorífic en massa.

Els productes de combustió de gasolina s’expandeixen al motor de combustió interna al llarg del polítrop n1 27 de 30 a 3 a. La temperatura inicial dels gasos és de 2100 C; la composició en massa dels productes de combustió d’1 kg de gasolina és la següent: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Determineu el treball d’expansió d’aquests gasos si s’introdueixen al cilindre al mateix temps 2 g de gasolina.

Quan es crema gasolina des d’una central tèrmica, es formen dipòsits de carboni que contenen òxid de plom.

Quan es crema gasolina en motors alternatius de combustió interna, gairebé tots els productes formats s’emporten amb els gasos d’escapament. Només una part relativament petita dels productes de combustió incompleta de combustible i petroli, una petita quantitat de compostos inorgànics formats a partir d’elements introduïts amb combustible, aire i petroli, es dipositen en forma de dipòsits de carboni.

Quan la gasolina crema amb plom tetraetil, aparentment es forma òxid de plom, que es fon només a una temperatura de 900 C i es pot evaporar a una temperatura molt alta, superant la temperatura mitjana del cilindre del motor. Per evitar la deposició d’òxid de plom al motor, s’introdueixen substàncies especials en el fluid etílic, com a escombriaires. Els hidrocarburs halogenats s’utilitzen com a escombraries. Normalment es tracta de compostos que contenen brom i clor, que també cremen i uneixen el plom en nous compostos de bromur i clorur.

Quan es crema gasolina des d’una central tèrmica, es formen dipòsits de carboni que contenen òxid de plom.

Durant la combustió de gasolina que conté TPP pur, es diposita una placa de compostos de plom al motor. La composició de l’etil líquid grau R-9 (en pes): tetraetil plom 54 0%, bromoetà 33 0%, monocloronaftalè 6 8 0 5%, farcit - aviació - gasolina - fins al 100%; tenyeix de vermell fosc 1 g per 1 kg de la barreja.

Quan es crema gasolina que conté TPP, es forma òxid de fístula amb poca volatilitat al motor; atès que el punt de fusió de l’òxid de plom és força elevat (888), una part d’aquest (aproximadament un 10%, comptant amb el plom introduït amb gasolina) es diposita com a residu sòlid a les parets de la cambra de combustió, les espelmes i les vàlvules, cosa que condueix a una avaria ràpida del motor.

Quan es crema gasolina al motor d’un cotxe, també es formen molècules més petites i l’energia alliberada es distribueix en un volum més gran.

Els gasos calents de la combustió de la gasolina flueixen al voltant de l'intercanviador de calor 8 (a l'interior des del costat de la cambra de combustió i més enllà, a través de les finestres 5 a l'exterior, passant per la cambra de gasos d'escapament 6) i escalfen l'aire al canal de l'intercanviador de calor. A continuació, els gasos d’escapament calents s’introdueixen a través del tub d’escapament 7 sota el dipòsit i escalfen el motor des de l’exterior i l’aire calent de l’intercanviador de calor s’introdueix a través del respirador al carter i escalfa el motor des de l’interior. En 1 5 - 2 minuts després de l’inici de la calefacció, la bufanda s’apaga i la combustió a l’escalfador continua sense la seva participació. Després de 7 a 13 minuts des del moment de rebre l’impuls d’engegar el motor, l’oli del carter s’escalfa fins a una temperatura de 30 C (a una temperatura ambiental de fins a -25 C) i els pols d’arrencada de la unitat són subministrat, després del qual s’apaga l’escalfador.

Temperatura de combustió

En enginyeria tèrmica, es distingeixen les següents temperatures de combustió dels gasos: calor produït, calorimètric, teòric i real (calculat). La capacitat de calefacció tx és la temperatura màxima dels productes de combustió completa de gas en condicions adiabàtiques amb un coeficient d’aire en excés a = 1,0 i a una temperatura de gas i aire igual a 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8.11)

on QH és el menor poder calorífic del gas, kJ / m3; IVcp: la suma dels productes dels volums de diòxid de carboni, vapor d’aigua i nitrogen formats durant la combustió d’1 m3 de gas (m3 / m3) i les seves capacitats calorífiques volumètriques mitjanes a pressió constant dins del rang de temperatura de 0 ° С a tx (kJ / (m3 * ° С).

A causa de la inconstància de la capacitat calorífica dels gasos, la producció de calor es determina pel mètode d'aproximacions successives. Com a paràmetre inicial, es pren el seu valor per al gas natural (= 2000 ° C), amb un = 1,0, es determinen els volums dels components dels productes de combustió, segons la taula.8.3, es troba la seva capacitat tèrmica mitjana i després, segons la fórmula (8.11), es calcula la capacitat tèrmica del gas. Si, com a resultat del càlcul, resulta ser inferior o superior a l’acceptada, s’estableix una temperatura diferent i es repeteix el càlcul. La producció de calor dels gasos simples i complexos comuns quan es cremen en aire sec es dóna a la taula. 8.5. Quan es crema gas en aire atmosfèric que conté aproximadament 1 p. % d'humitat, la producció de calor disminueix entre 25-30 ° С.

La temperatura calorimètrica de combustió tK és la temperatura determinada sense tenir en compte la dissociació del vapor d’aigua i del diòxid de carboni, però tenint en compte la temperatura inicial real del gas i de l’aire. Es diferencia de la potència calorífica tx pel fet que la temperatura del gas i de l'aire, així com l'excés de coeficient d'aire a, es prenen dels seus valors reals. Podeu determinar tK mitjançant la fórmula:

tк = (Qн + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

on qphys és el contingut de calor (calor física) de gas i aire, mesurat a partir de 0 ° C, kJ / m3.

Els gasos del petroli naturals i liquats no solen escalfar-se abans de la combustió i el seu volum en comparació amb el volum d’aire de combustió és petit.

Taula 8.3.

Capacitat tèrmica volumètrica mitjana dels gasos, kJ / (m3 • ° С)

Per tant, a l’hora de determinar la temperatura calorimètrica, es pot ignorar el contingut de calor dels gasos. Quan es cremen gasos amb un poder calorífic baix (generador, alt forn, etc.), el seu contingut de calor (especialment escalfat abans de la combustió) té un efecte molt significatiu sobre la temperatura calorimètrica.

La dependència de la temperatura calorimètrica del gas natural de composició mitjana a l'aire amb una temperatura de 0 ° C i una humitat de l'1% sobre el coeficient d'excés d'aire a es dóna a la taula. 8.5, per a GLP quan es crema a l'aire sec - a la taula. 8.7. Dades de la taula. 8.5-8.7 es pot guiar amb una precisió suficient a l'hora d'establir la temperatura calorimètrica de combustió d'altres gasos naturals, de composició relativament similar, i els gasos hidrocarbonats de gairebé qualsevol composició. Si és necessari obtenir una temperatura alta en cremar gasos amb baixos coeficients d’aire, així com augmentar l’eficiència dels forns, a la pràctica, l’aire s’escalfa, cosa que comporta un augment de la temperatura calorimètrica (vegeu la taula 8.6). .

Taula 8.4.

Capacitat de calefacció de gasos a l'aire sec

Taula 8.5.

Temperatures calorimètriques i teòriques de combustió de gas natural a l'aire amb t = 0 ° С i humitat 1% * en funció de l'excés de coeficient d'aire a

>

La temperatura teòrica de combustió tT és la temperatura màxima determinada de manera similar a la temperatura calorimètrica tK, però amb una correcció de les reaccions endotèrmiques (que requereixen calor) de dissociació de diòxid de carboni i vapor d’aigua, procedint amb un augment de volum:

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

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

A altes temperatures, la dissociació pot conduir a la formació de grups hidrogen atòmic, oxigen i OH hidroxil. A més, la combustió de gas sempre produeix una certa quantitat d'òxid de nitrogen. Totes aquestes reaccions són endotèrmiques i condueixen a una disminució de la temperatura de combustió.

Taula 8.6.

Temperatura calorimètrica de la combustió de gas natural tу, ° С, depenent de la proporció d'excés d'aire sec i la seva temperatura (valors arrodonits)

Taula 8.7.

Temperatura calorimètrica de combustió tK del propà comercial en aire sec amb t = 0 ° С en funció de l'excés de coeficient d'aire a

La temperatura teòrica de combustió es pot determinar mitjançant la següent fórmula:

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

on qduc és el consum total de calor per a la dissociació de СО2 i Н2О en productes de combustió, kJ / m3; IVcp: la suma del producte del volum i la capacitat tèrmica mitjana dels productes de combustió, tenint en compte la dissociació per 1 m3 de gas.

Com es pot veure a la taula. 8.8, a temperatures de fins a 1600 ° C, es pot prescindir del grau de dissociació i es pot prendre la temperatura teòrica de combustió igual a la temperatura calorimètrica. A temperatures més altes, el grau de dissociació pot reduir significativament la temperatura a l’espai de treball. A la pràctica, no hi ha cap necessitat particular, la temperatura de combustió teòrica només s’ha de determinar per a forns d’alta temperatura que funcionen amb aire preescalfat (per exemple, forns de xemeneia oberta). No cal fer això per a les plantes de calderes.

La temperatura real (calculada) dels productes de combustió td és la temperatura que s’assoleix en condicions reals en el punt més calent de la flama. És inferior a la teòrica i depèn de la pèrdua de calor al medi ambient, del grau de transferència de calor des de la zona de combustió per radiació, de la durada del procés de combustió en el temps, etc. de la temperatura als forns amb la introducció de els factors de correcció establerts experimentalment en ells:

td = t (8,16)

on n - t. n. coeficient piromètric dins:

• per a forns tèrmics i de calefacció d'alta qualitat amb aïllament tèrmic: 0,75-0,85;
• per a forns segellats sense aïllament tèrmic - 0,70-0,75;
• per a forns de calderes apantallats - 0,60-0,75.

A la pràctica, cal conèixer no només les temperatures de combustió adiabàtiques indicades anteriorment, sinó també les temperatures màximes que es produeixen a la flama. Els seus valors aproximats s’acostumen a establir experimentalment mitjançant mètodes espectrogràfics. Les temperatures màximes que sorgeixen en una flama lliure a una distància de 5-10 mm de la part superior del front de combustió cònic es donen a la taula. 8.9. L’anàlisi de les dades presentades mostra que les temperatures màximes a la flama són inferiors a la producció de calor (a causa del consum de calor per a la dissociació de H2O i CO2 i l’eliminació de calor de la zona de la flama).

• el principal
• Directori
• Característiques de combustió dels gasos
• Temperatura de combustió

Combustió: producte oli

La combustió de productes petrolífers al terraplè de la granja de tancs s’elimina mitjançant l’abast immediat d’escuma.

La combustió de productes petroliers al terraplè de la granja de tancs s'elimina mitjançant el subministrament immediat d'escuma.

Durant la combustió de productes derivats del petroli, el seu punt d'ebullició (vegeu la taula 69) augmenta gradualment a causa de la destil·lació fraccionària en curs, en relació amb la qual també augmenta la temperatura de la capa superior.

Quan es crema oli al tanc, la part superior del cinturó superior del tanc queda exposada a la flama. Quan es crema oli a un nivell inferior, l’alçada del costat lliure del tanc en contacte amb la flama pot ser significativa. En aquest mode de combustió, el dipòsit pot col·lapsar. L’aigua dels brocs de foc o dels anells de reg estacionaris que cauen sobre la part exterior de les parets superiors del tanc els refreda (Fig.15.1), evitant així un accident i la propagació de petroli al terraplè, creant condicions més favorables per a l’ús d’escuma mecànica d’aire.

Els resultats de l’estudi de la combustió de productes derivats del petroli i les seves mescles són interessants.

La seva temperatura durant la combustió de productes derivats del petroli és: gasolina 1200 C, querosè del tractor 1100 C, gasoil 1100 C, cru 1100 C, combustible 1000 C. Quan es crema llenya en piles, la temperatura de la flama turbulenta arriba als 1200 - 1300 C.

Durant els darrers 15 anys s’han dut a terme estudis particularment amplis en el camp de la física de la combustió de productes derivats del petroli i la seva extinció a l’Institut Central d’Investigació de Defensa contra Incendis (TsNIIPO), a l’Institut d’Energia de l’Acadèmia de Ciències de la URSS (ENIN) i diversos altres instituts de recerca i educació.

Un exemple de catàlisi negativa és la supressió de la combustió de productes derivats del petroli amb l’addició d’hidrocarburs halogenats.

L’aigua afavoreix l’aparició d’escuma i la formació d’emulsions durant la combustió de productes derivats del petroli amb un punt d’inflamació de 120 C o superior. L’emulsió, que cobreix la superfície del líquid, l’aïlla de l’oxigen de l’aire i també evita l’escapament de vapors.

La combustió de gasos hidrocarbonats liquats en dipòsits isotèrmics no difereix de la combustió de productes derivats del petroli. La velocitat de combustió en aquest cas es pot calcular mitjançant la fórmula (13) o determinar-se experimentalment. La peculiaritat de la combustió de gasos liquats en condicions isotèrmiques és que la temperatura de tota la massa de líquid del dipòsit és igual al punt d’ebullició a pressió atmosfèrica. Per a l’hidrogen, el metà, l’età, el propà i el butà, aquestes temperatures són, respectivament, de -252, -161, -88, -42 i 0,5 C.

La investigació i la pràctica d’extinció d’incendis han demostrat que per aturar la combustió d’un producte petrolier, l’escuma ha de cobrir completament tota la seva superfície amb una capa d’un cert gruix. Totes les escumes amb una taxa d’expansió baixa són ineficaços en l’extinció d’incendis de productes petrolífers en tancs amb un nivell inferior d’inundació. L'escuma, que cau des d'una gran alçada (6 - 8 m) sobre la superfície del combustible, es submergeix i s'embolica en una pel·lícula de combustible, es crema o es col·lapsa ràpidament. Només es pot llançar escuma amb una multiplicitat de 70 a 150 a un tanc cremant amb dolls articulats.