Temperatura izgaranja petroleja u zraku

Kemijska stabilnost

S obzirom na kemijska svojstva benzina, glavni naglasak treba staviti na to koliko dugo će sastav ugljikovodika ostati nepromijenjen, jer dugotrajnim skladištenjem lagane komponente nestaju, a performanse se uvelike smanjuju.
Posebice je problem akutan ako se gorivo višeg stupnja (AI 95) dobiva iz benzina s minimalnim oktanskim brojem dodavanjem propana ili metana u njegov sastav. Njihove su anti-knock osobine veće od onih u izooktanu, ali se istog trenutka rasipaju.

Prema GOST-u, kemijski sastav goriva bilo koje marke mora biti nepromijenjen tijekom 5 godina, podložno pravilima skladištenja. U stvari, često čak i novo kupljeno gorivo već ima oktanski broj ispod navedenog.

Za to su krivi nesavjesni prodavači koji dodaju ukapljeni plin u spremnike s gorivom, kojima je vrijeme skladištenja isteklo, a sadržaj ne udovoljava zahtjevima GOST-a. Obično se istom gorivu dodaje različita količina plina da bi se dobio oktanski broj 92 ili 95. Potvrda takvih trikova je oštar miris plina na punionici.

Metode određivanja plamišta

Postoji metoda otvorenog i zatvorenog lonca (spremnik za naftne derivate). Vrijednosti dobivenih temperatura razlikuju se zbog količine nakupljenih para.

Metoda otvorenog lonca uključuje:

1. Čišćenje benzina od vlage pomoću natrijevog klorida.
2. Punjenje lonca do određene razine.
3. Zagrijavanje spremnika na temperaturu od 10 stupnjeva ispod očekivanog rezultata.
4. Paljenje plinskog plamenika iznad površine.
5. U trenutku paljenja bilježi se plamište.

Metoda zatvorenog lonca razlikuje se po tome što se benzin u spremniku stalno miješa. Kad se poklopac otvori, vatra se automatski podiže.

Uređaj s plamištem sastoji se od sljedećih komponenata:

• električni grijač (snaga od 600 vata);
• kapacitet od 70 mililitara;
• bakrena mješalica;
• električni ili plinski upaljač;
• termometar.

Ovisno o rezultatima, zapaljive se tvari klasificiraju:

• posebno opasno (na plamištu ispod -200C);
• opasno (od -200C do + 230C);
• opasno na povišenim temperaturama (od 230C do 610C).

Brzina - Izgaranje - Gorivo

Koliki je stvarni trošak 1 litre benzina
Brzina izgaranja goriva uvelike se povećava ako je zapaljiva smjesa u intenzivnom vrtložnom (turbulentnom) kretanju. Sukladno tome, intenzitet turbulentnog prijenosa topline može biti mnogo veći od intenziteta molekularne difuzije.

Stopa izgaranja goriva ovisi o brojnim razlozima razmotrenim kasnije u ovom poglavlju, a posebno o kvaliteti miješanja goriva i zraka. Stopa izgaranja goriva određuje se količinom izgorjelog goriva u jedinici vremena.

Brzina izgaranja goriva i, shodno tome, brzina otpuštanja topline određuju se veličinom površine izgaranja. Ugljena prašina maksimalne veličine čestica od 300 - 500 mikrona ima površinu izgaranja koja je desetke tisuća puta veća od grubog sortiranog lančanog goriva.

Brzina izgaranja goriva ovisi o temperaturi i tlaku u komori za izgaranje, povećavajući se njihovim porastom. Stoga se nakon paljenja brzina izgaranja povećava i postaje vrlo visoka na kraju komore za izgaranje.

Na brzinu izgaranja goriva utječe i brzina motora. S povećanjem broja okretaja, trajanje faze se smanjuje.

Turbulencija protoka plina naglo povećava brzinu izgaranja goriva zbog povećanja površine izgaranja i brzine širenja fronte plamena s povećanjem brzine prijenosa topline.

Kada se radi na mršavoj smjesi, brzina izgaranja je usporena. Stoga se povećava količina topline koju dijelovi daju plinovima na dijelove i motor se pregrijava. Znakovi previše mršave smjese su bljeskovi u rasplinjaču i usisnom razvodniku.

Turbulencija protoka plina naglo povećava brzinu izgaranja goriva zbog povećanja površine izgaranja i brzine širenja fronte plamena zbog povećanja brzine prijenosa topline.

Normalni alkani imaju maksimalni cetanski broj, koji karakterizira brzinu izgaranja goriva u motoru.

Sastav radne smjese uvelike utječe na brzinu izgaranja goriva u motoru. Ti se uvjeti odvijaju u koeficijentu.

Utjecaj kvalitete razvoja procesa izgaranja određuje se brzinom izgaranja goriva u glavnoj fazi. Kada se u ovoj fazi sagori velika količina goriva, vrijednosti pz i Tz povećavaju se, udio goriva nakon dogorijevanja smanjuje se tijekom procesa širenja, a politropni indeks nz postaje veći. Ovakav razvoj postupka je najpovoljniji jer se postiže najbolje iskorištavanje topline.

U radnom procesu motora vrlo je važna vrijednost brzine izgaranja goriva. Brzina izgaranja podrazumijeva se kao količina (masa) goriva koja reagira (sagorijeva) u jedinici vremena.

Niz općih pojava ukazuje na to da je brzina izgaranja goriva u motorima sasvim prirodna, a ne slučajna. Na to upućuje ponovljivost više ili manje jednoznačnih ciklusa u cilindru motora, što zapravo određuje stabilan rad motora. U istim motorima, produljena priroda izgaranja uvijek se opaža kod mršavih smjesa. Naporan rad motora, koji se događa pri velikoj brzini reakcija izgaranja, uočava se, u pravilu, kod dizelskih motora bez kompresora, a meki rad - kod motora s paljenjem od električne iskre. To ukazuje na to da bitno različiti nastanak smjese i paljenje uzrokuju redovitu promjenu brzine izgaranja. S povećanjem broja okretaja motora, trajanje izgaranja vremenom se smanjuje, a u kutu rotacije radilice povećava. Kinetičke krivulje tijeka sagorijevanja u motorima po svojoj su prirodi slične kinetičkim krivuljama brojnih kemijskih reakcija koje nisu izravno povezane s motorima i događaju se u različitim uvjetima.

Pokusi pokazuju ovisnost intenziteta izmjene topline zračenja o brzini izgaranja goriva. Brzim izgaranjem u korijenu baklje razvijaju se više temperature i pojačava se prijenos topline. Nehomogenost temperaturnog polja, zajedno s različitim koncentracijama čestica koje emitiraju, dovodi do nehomogenosti stupnja crnila plamena. Sve navedeno stvara velike poteškoće za analitičko određivanje temperature radijatora i stupnja emisivnosti peći.

S laminarnim plamenom (pogledajte odjeljak 3 za više detalja), brzina izgaranja goriva je konstantna i Q 0; proces izgaranja je tih. Međutim, ako je zona izgaranja turbulentna, a to je slučaj koji se razmatra, tada se čak i ako je potrošnja goriva u prosjeku konstantna, lokalna brzina izgaranja mijenja s vremenom i za element male zapremine Q.Q. Turbulencija neprestano remeti plamen; u bilo kojem trenutku izgaranje je ograničeno ovim plamenom ili nizom plamenova koji zauzimaju slučajan položaj u zoni izgaranja.

Plinovito gorivo

Plinovito gorivo je smjesa različitih plinova: metana, etilena i drugih ugljikovodika, ugljičnog monoksida, ugljičnog dioksida ili ugljičnog dioksida, dušika, vodika, sumporovodika, kisika i drugih plinova, kao i vodene pare.

Metan (CH4) je glavni sastojak mnogih prirodnih plinova. Sadržaj u prirodnim plinovima doseže 93 ... 98%. Izgaranjem 1 m3 metana oslobađa se ~ 35 800 kJ topline.

Plinovita goriva mogu sadržavati i male količine etilena (C2H4). Izgaranjem 1 m3 etilena dobiva se ~ 59 000 kJ topline.

Osim metana i etilena, plinovita goriva sadrže i ugljikovodične spojeve, poput propana (C3H8), butana (C4H10) itd. Izgaranjem tih ugljikovodika oslobađa se više topline od izgaranja etilena, ali njihova količina je zanemariva u zapaljivim plinovima .

Vodik (H2) je 14,5 puta lakši od zraka. Izgaranjem 1 m3 vodika oslobađa se ~ 10 800 kJ topline. Mnogi zapaljivi plinovi, osim koksnog plina, sadrže relativno male količine vodika. U plinu koksne peći, njegov sadržaj može doseći 50 ... 60%.

Ugljični monoksid (CO) glavna je zapaljiva komponenta plina u visokoj peći. Izgaranjem 1 m3 ovog plina dobije se ~ 12.770 kJ topline. Ovaj je plin bez boje, mirisa i vrlo toksičan.

Vodikov sulfid (H2S) je težak plin neugodnog mirisa i vrlo je toksičan. Prisutnost sumporovodika u plinu povećava koroziju metalnih dijelova peći i plinovoda. Štetni učinak sumporovodika pojačava se prisutnošću kisika i vlage u plinu. Izgaranjem 1 m3 sumporovodika oslobađa se ~ 23 400 kJ topline.

Ostali plinovi: CO2, N2, O2 i vodena para su balastne komponente, jer se s porastom sadržaja tih plinova u gorivu smanjuje sadržaj njegovih gorivih komponenata. Njihova prisutnost dovodi do smanjenja temperature izgaranja goriva. Plinovita goriva> 0,5% slobodnog kisika iz sigurnosnih se razloga smatraju opasnim.

Vrenje - benzin

Oktanski broj Sastav benzina

Benzin počinje kipjeti na relativno niskoj temperaturi i nastavlja se vrlo intenzivno.

Kraj vrelišta benzina nije naveden.

Početak vrenja benzina je ispod 40 C, kraj 180 C, temperatura početka kristalizacije nije viša od 60 C. Kiselost benzina ne prelazi 1 mg / 100 ml.

Krajnje vrelište benzina prema GOST-u je 185 C, a stvarno 180 C.

Krajnja točka vrenja benzina je temperatura pri kojoj se standardni (100 ml) dio ispitnog benzina potpuno destilira (prokuha) iz staklene tikvice u kojoj se nalazio u hladnjaku-prijamniku.

Konačno vrelište benzina ne smije prelaziti 200 - 225 C. Za zrakoplovne benzince, konačno vrelište je puno niže, dosežući u nekim slučajevima i do 120 C.

MPa, vrelište benzina je 338 K, prosječna molarna masa mu je 120 kg / kmol, a toplina isparavanja 252 kJ / kg.

Tačka ključanja benzina, na primjer 40 za zrakoplovni benzin, ukazuje na prisutnost laganih frakcija s malim vrelištem, ali ne ukazuje na njihov sadržaj. Točka ključanja prvih 10% frakcije, odnosno početna temperatura, karakterizira početna svojstva benzina, njegovu hlapljivost, kao i tendenciju stvaranja plinskih čepova u sustavu opskrbe benzinom. Što je niže vrelište frakcije od 10%, to je motor lakše pokrenuti, ali i veća je mogućnost stvaranja plinskih brava, što može uzrokovati prekide u opskrbi gorivom, pa čak i zaustaviti motor. Previsoko vrelište početne frakcije otežava pokretanje motora na niskim temperaturama okoline, što dovodi do gubitaka benzina.

Smanjenje na kraju vrelišta reforming benzina dovodi do pogoršanja njihove otpornosti na detonaciju. Za rješavanje ovog problema potrebni su istraživački rad i ekonomski proračuni.Treba napomenuti da se u inozemnoj praksi brojnih zemalja trenutno proizvode i koriste motorni benzini s vrelištem od 215 - 220 C.

Smanjenje na kraju vrelišta reforming benzina dovodi do pogoršanja njihove otpornosti na detonaciju. Za rješavanje ovog problema potrebni su istraživački rad i ekonomski proračuni. Treba napomenuti da se u inozemnoj praksi brojnih zemalja trenutno proizvode i koriste motorni benzini s vrelištem od 215 - 220 C.

Ako je točka vrenja benzina visoko, tada teške frakcije sadržane u njemu možda neće ispariti i, prema tome, ne izgorjeti u motoru, što će dovesti do povećane potrošnje goriva.

Snižavanje točke vrenja na kraju isturenih benzina dovodi do povećanja njihove otpornosti na detonaciju. Niskooktanski benzini s direktnim pogonom imaju oktanski broj 75, odnosno 68 i koriste se kao sastavni dijelovi motornih benzina.

Izgaranje - benzin

Dizajn i princip rada Bosch Motronic MED 7 sustav izravnog ubrizgavanja benzina

Izgaranje benzina, petroleja i drugih tekućih ugljikovodika događa se u plinskoj fazi. Izgaranje se može dogoditi samo kada je koncentracija pare goriva u zraku unutar određenih granica, pojedinačnih za svaku tvar. Ako je u zraku IB sadržana mala količina para goriva, tada neće doći do izgaranja, kao ni u slučaju kada ima previše para goriva i nema dovoljno kisika.

Kada gorivo gori, poznato je da nastaje homotermalni sloj čija debljina raste s vremenom.

Izgaranjem benzina nastaju voda i ugljični dioksid. Može li ovo poslužiti kao dovoljna potvrda da benzin nije element?

Kad se benzin, petrolej i druge tekućine izgaraju u spremnicima, posebno su jasno vidljivi usitnjavanje protoka plina u zasebne količine i izgaranje svakog od njih zasebno.

Kada se gorivo i ulje izgaraju u spremnicima velikog promjera, karakter grijanja značajno se razlikuje od gore opisanog. Kad izgore, pojavljuje se zagrijani sloj čija se debljina s vremenom prirodno povećava, a temperatura je jednaka temperaturi na površini tekućine. Pod njom temperatura tekućine brzo pada i postaje gotovo ista kao početna temperatura. Priroda krivulja pokazuje da se tijekom izgaranja benzin raspada u dva sloja - gornji i donji.

Na primjer, sagorijevanje benzina u zraku naziva se kemijskim postupkom. U tom se slučaju oslobađa energija, jednaka približno 1300 kcal po 1 molu benzina.

Analiza proizvoda izgaranja benzina i ulja postaje izuzetno važna, jer je znanje o pojedinačnom sastavu takvih proizvoda neophodno za proučavanje procesa izgaranja u motoru i za proučavanje onečišćenja zraka.

Dakle, kada se benzin sagorijeva u širokim spremnicima, do 40% topline oslobođene kao rezultat izgaranja troši se za zračenje.

Stol 76 prikazuje brzinu izgaranja benzina s aditivima tetranitro-metana.

Eksperimenti su pokazali da na brzinu izgaranja benzina s površine spremnika značajno utječe njegov promjer.

Uz pomoć GPS-600, vatrogasci su se uspješno nosili s uklanjanjem izgaranja benzina koji se izlio duž željezničke pruge, osiguravajući kretanje operatera prtljažnika do mjesta spajanja cisterni.Odvojivši ih, komadom kontaktne žice, na vatrogasno vozilo pričvrstili su 2 spremnika s benzinom i izvukli ih iz požarne zone.

Posebno veliko povećanje brzine zagrijavanja od vjetra primijećeno je prilikom sagorijevanja benzina. Kada je gorivo gorilo u spremniku od 2 64 m pri brzini vjetra od 13 m / s, brzina zagrijavanja iznosila je 9 63 mm / min, a pri brzini vjetra od 10 m / s brzina zagrijavanja povećala se na 17 1 mm / min.

Temperatura paljenja i drugi parametri

Izgaranje ugljena je kemijska reakcija oksidacije ugljika koja se događa pri visokoj početnoj temperaturi s intenzivnim otpuštanjem topline. Sada je to jednostavnije: gorivo od ugljena ne može se zapaliti poput papira; za paljenje je potrebno zagrijavanje na 370-700 ° C, ovisno o marki goriva.

Ključni trenutak. Učinkovitost izgaranja ugljena u peći ili kućanskom kotlu na kruto gorivo ne karakterizira maksimalna temperatura, već cjelovitost izgaranja. Svaka molekula ugljika kombinira se s dvije čestice kisika u zraku dajući ugljični dioksid CO2. Proces se odražava u kemijskoj formuli.

Ako ograničite količinu dolaznog kisika (prekrijte puhalicu, prebacite TT-kotao u režim tinjanja), umjesto CO2 stvara se zapaljivi plin ugljični monoksid CO, koji se emitira u dimnjak, učinkovitost izgaranja značajno će se smanjiti. Za postizanje visoke učinkovitosti potrebno je osigurati povoljne uvjete:

1. Smeđi ugljen pali se na temperaturi od +370 ° C, kamen - 470 ° C, antracit - 700 stupnjeva. Potrebno je prethodno zagrijati jedinicu za grijanje drvima za ogrjev (briketi od piljevine).
2. Zrak se u kamin doprema višak, faktor sigurnosti je 1,3-1,5.
3. Sagorijevanje potpomaže visoka temperatura vrućeg sloja ugljena koji leži na rešetki. Važno je osigurati prolazak kisika kroz cijelu debljinu goriva, jer se zrak kreće kroz posudu za pepeo zbog prirodnog propuha dimnjaka.

Komentar. Iznimka su samo domaće peći tipa Bubafonya i cilindrični kotlovi gornjeg izgaranja, gdje se zrak u peć dovodi odozgo prema dolje.

Teoretska temperatura izgaranja i specifični prijenos topline različitih goriva prikazani su u usporednoj tablici. Primjetno je da će u idealnim uvjetima bilo koje gorivo osloboditi maksimum topline u interakciji s potrebnom količinom zraka.

U praksi je nerealno stvoriti takve uvjete, pa se zrak opskrbljuje određenim viškom. Stvarna temperatura izgaranja smeđeg ugljena u konvencionalnom TT kotlu je unutar 700 ... 800 ° C, kamen i antracit - 800 ... 1100 stupnjeva.

Ako pretjerate s količinom kisika, energija će se početi trošiti na zagrijavanje zraka i jednostavno letjeti u cijev, učinkovitost peći primjetno će pasti. Štoviše, temperatura vatre može doseći 1500 ° C. Proces nalikuje običnoj vatri - plamen je velik, malo je topline. Primjer učinkovitog izgaranja ugljena s retornim plamenikom na automatskom kotlu predstavljen je u videozapisu:

Temperatura - izgaranje - gorivo

Intenzitet zračenja radnika ovisi o temperaturi izgaranja goriva u peći, veličini rupe za punjenje, debljini stijenki peći na rupi za punjenje i, konačno, o udaljenosti na kojoj se radnik nalazi od punjenja rupa.

Praktično dostižna temperatura 1L je temperatura izgaranja goriva u stvarnim uvjetima. Pri određivanju njegove vrijednosti uzimaju se u obzir gubici topline u okolišu, trajanje procesa izgaranja, način izgaranja i drugi čimbenici.

Višak zraka dramatično utječe na temperaturu izgaranja goriva.Tako je, na primjer, stvarna temperatura izgaranja prirodnog plina s 10% viška zraka 1868 C, s 20% viška 1749 C i sa 100% viška zraka, smanjuje se na 1167 C. S druge strane , predgrijavanje zraka, odlazeći na izgaranje goriva, povećava temperaturu njegovog izgaranja. Dakle, pri izgaranju prirodnog plina (1Max 2003 C) zrakom zagrijanim na 200 C, temperatura izgaranja poraste na 2128 C, a kada se zrak zagrije na 400 C - do 2257 C.

Pri zagrijavanju zraka i plinovitog goriva, temperatura izgaranja goriva raste, a posljedično, raste i temperatura radnog prostora peći. U mnogim je slučajevima postizanje temperatura potrebnih za određeni tehnološki postupak nemoguće bez velikog zagrijavanja zraka i plinovitog goriva. Primjerice, topljenje čelika u pećima s otvorenom peći, za koje bi temperatura plamenika (protok gorućih plinova) u prostoru za taljenje trebala biti 1800 - 2000 C, bilo bi nemoguće bez zagrijavanja zraka i plina na 1000 - 1200 C. grijanje industrijskih peći niskokaloričnog lokalnog goriva (vlažno ogrjevno drvo, treset, smeđi ugljen), njihov rad bez zagrijavanja zraka često je čak i nemoguć.

Iz ove se formule vidi da se temperatura izgaranja goriva može povećati povećanjem njegovog brojača i smanjenjem nazivnika. Ovisnost temperature izgaranja različitih plinova o omjeru viška zraka prikazana je na sl.

Višak zraka također oštro utječe na temperaturu izgaranja goriva. Dakle, izlaz topline prirodnog plina s viškom zraka od 10% - 1868 C, s viškom zraka od 20% - 1749 C i sa 100% viška jednak je 1167 C.

Ako je temperatura vrućeg spoja ograničena samo temperaturom izgaranja goriva, upotreba rekuperacije omogućuje povećanje temperature Tt povećanjem temperature proizvoda izgaranja i na taj način povećava ukupnu učinkovitost TEG.

Obogaćivanje eksplozije kisikom dovodi do značajnog povećanja temperature izgaranja goriva. Kako su podaci grafa na sl. 17, teoretska temperatura izgaranja goriva povezana je s obogaćivanjem eksplozije kisikom zavisnošću, koja je praktički izravna do sadržaja kisika u eksploziji od 40%. Pri višim stupnjevima obogaćivanja, disocijacija produkata izgaranja počinje imati značajan učinak, uslijed čega krivulje ovisnosti temperature o stupnju obogaćenja eksplozije odstupaju od ravnih crta i asimptotično se približavaju graničnim temperaturama za dano gorivo. Dakle, razmatrana ovisnost temperature izgaranja goriva o stupnju obogaćenja eksplozijom kisikom ima dva područja - područje relativno niskih obogaćenja, gdje postoji linearna ovisnost, i područje visokih obogaćenja (preko 40%), pri čemu porast temperature ima raspadajući karakter.

Važan termotehnički pokazatelj rada peći je temperatura peći, koja ovisi o temperaturi izgaranja goriva i prirodi potrošnje topline.

Pepeo goriva, ovisno o sastavu mineralnih nečistoća, na temperaturi izgaranja goriva može se stopiti u komade troske. Karakteristika pepela goriva ovisno o temperaturi dana je u tablici. ALI.

Vrijednost tmaK u tablici. IV - Z - kalorimetrijska (teoretska) temperatura izgaranja goriva.

Gubici topline kroz zidove peći prema van (u okoliš) smanjuju temperaturu izgaranja goriva.

Izgaranje goriva

Izgaranje goriva je postupak oksidacije zapaljivih komponenata koji se događa na visokim temperaturama i popraćen je oslobađanjem topline. Prirodu izgaranja određuju mnogi čimbenici, uključujući način izgaranja, dizajn peći, koncentraciju kisika itd. Ali uvjeti protoka, trajanje i konačni rezultati procesa izgaranja uvelike ovise o sastav, fizikalne i kemijske značajke goriva.

Sastav goriva

Čvrsto gorivo uključuje ugljen i smeđi ugljen, treset, uljni škriljevac, drvo. Ove vrste goriva su složeni organski spojevi nastali uglavnom od pet elemenata - ugljika C, vodika H, ​​kisika O, sumpora S i dušika N. Sastav goriva također uključuje vlagu i nezapaljive minerale koji nakon izgaranja stvaraju pepeo. Vlaga i pepeo vanjski su balast goriva, dok su kisik i dušik unutarnji.

Glavni element zapaljivog dijela je ugljik, koji uzrokuje oslobađanje najveće količine topline. Međutim, što je veći udio ugljika u krutom gorivu, to je teže zapaliti. Tijekom izgaranja vodik oslobađa 4,4 puta više topline od ugljika, ali njegov udio u sastavu krutih goriva je mali. Kisik, koji nije element koji stvara toplinu i koji veže vodik i ugljik, smanjuje toplinu izgaranja, stoga je nepoželjan element. Sadržaj mu je posebno visok u tresetu i drvu. Količina dušika u krutim gorivima je mala, ali sposoban je stvoriti okside štetne za okoliš i ljude. Sumpor je također štetna nečistoća, emitira malo topline, ali nastali oksidi dovode do korozije metala kotlova i zagađenja atmosfere.

Specifikacije goriva i njihov utjecaj na proces izgaranja

Najvažnije tehničke karakteristike goriva su: toplina izgaranja, prinos hlapljivih tvari, svojstva nehlapljivog ostatka (koksa), sadržaj pepela i sadržaj vlage.

Toplina izgaranja goriva

Kalorijska vrijednost je količina topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja jedinice mase (kJ / kg) ili volumena goriva (kJ / m3). Razlikovati veću i nižu toplinu izgaranja. Najveća uključuje toplinu koja se oslobađa tijekom kondenzacije para sadržanih u proizvodima izgaranja. Kada se gorivo sagorijeva u kotlovskim pećima, ispušni dimni plinovi imaju temperaturu na kojoj je vlaga u parnom stanju. Stoga se u ovom slučaju koristi niža toplina izgaranja, koja ne uzima u obzir toplinu kondenzacije vodene pare.

Sastav i neto kalorična vrijednost svih poznatih ležišta ugljena utvrđeni su i dani u izračunatim karakteristikama.

Otpuštanje hlapljivih tvari

Kada se kruto gorivo zagrijava bez pristupa zraka pod utjecajem visoke temperature, prvo se oslobađa vodena para, a zatim dolazi do toplinske razgradnje molekula s oslobađanjem plinovitih tvari, nazvanih hlapljivim tvarima.

Oslobađanje hlapljivih tvari može se dogoditi u temperaturnom rasponu od 160 do 1100 ° C, ali u prosjeku - u temperaturnom rasponu od 400-800 ° C. Temperatura početka ispuštanja hlapljivih sastojaka, količina i sastav plinovitih proizvoda ovise o kemijskom sastavu goriva. Što je gorivo kemijski starije, to je niže oslobađanje hlapljivih sastojaka i veća je temperatura na kojoj oni počinju evoluirati.

Hlapive tvari omogućuju ranije paljenje čestica i imaju značajan učinak na izgaranje goriva. Goriva mlada u starosti - treset, smeđi ugljen - lako se pale, brzo i gotovo u potpunosti izgaraju. Suprotno tome, goriva s niskim hlapljivim sastojcima, poput antracita, teže se pale, gori puno sporije i ne sagorijevaju u potpunosti (s povećanim gubicima topline).

Svojstva nehlapljivih ostataka (koksa)

Čvrsti dio goriva koji ostaje nakon ispuštanja hlapljivih sastojaka, a sastoji se uglavnom od ugljika i mineralnog dijela, naziva se koksom. Ostaci koksa mogu biti, ovisno o svojstvima organskih spojeva koji su uključeni u zapaljivu masu: usitnjeni, blago zagrušeni (razgrađuju se nakon izlaganja), praškasti. Antracit, treset, smeđi ugljen daju praškasti nehlapljivi ostatak. Većina bitumenskog ugljena sinterira se, ali ne uvijek jako. Ljepljivi ili praškasti nehlapljivi ostaci daju ugljen s vrlo visokim prinosom hlapljivih tvari (42-45%) i s vrlo niskim prinosom (manje od 17%).

Struktura ostataka koksa važna je pri sagorijevanju ugljena u pećima s rešetkama.Kada se plamti u kotlovima na struju, rad koksa nije jako važan.

Sadržaj pepela

Čvrsto gorivo sadrži najveću količinu nezapaljivih mineralnih nečistoća. To su prvenstveno glina, silikati, pirit, ali mogu se uključiti i željezni oksid, sulfati, karbonati i silikati željeza, oksidi raznih metala, kloridi, lužine itd. Većina ih pada tijekom rudarstva u obliku stijena, između kojih leže ugljeni slojevi, ali postoje i mineralne tvari koje su prešle u gorivo od tvornika ugljena ili u procesu pretvaranja njegove izvorne mase.

Kada gorivo gori, mineralne nečistoće prolaze kroz niz reakcija, uslijed čega nastaje čvrsti negorivi ostatak zvan pepeo. Težina i sastav pepela nisu identični težini i sastavu mineralnih nečistoća goriva.

Svojstva pepela igraju važnu ulogu u organizaciji rada kotla i peći. Njegove čestice, odnesene produktima izgaranja, trljaju grijaće površine pri velikim brzinama, a pri malim brzinama talože se na njima, što dovodi do pogoršanja prijenosa topline. Pepeo odnesen u dimnjak može naštetiti okolišu, kako bi se to izbjeglo, potrebna je ugradnja sakupljača pepela.

Važno svojstvo pepela je njegova topljivost; oni razlikuju vatrostalni (iznad 1425 ° C), srednje topljivi (1200-1425 ° C) i nisko topljivi (manje od 1200 ° C) pepeo. Pepeo koji je prošao fazu topljenja i pretvorio se u sinteriranu ili stopljenu masu naziva se troskom. Temperaturna karakteristika topljivosti pepela od velike je važnosti za osiguravanje pouzdanog rada površina peći i kotla; pravilnim odabirom temperature plinova u blizini tih površina eliminirat će se zalužavanje.

Sadržaj vlage

Vlaga je nepoželjna komponenta goriva; ona je, zajedno s mineralnim nečistoćama, balast i smanjuje sadržaj zapaljivog dijela. Uz to smanjuje toplinsku vrijednost jer je za njegovo isparavanje potrebna dodatna energija.

Vlaga u gorivu može biti unutarnja ili vanjska. Vanjska vlaga sadržana je u kapilarama ili zarobljena na površini. S kemijskom dobi, količina kapilarne vlage se smanjuje. Što su komadići goriva manji, to je površinska vlaga veća. Unutarnja vlaga ulazi u organsku tvar.

Sadržaj vlage u gorivu smanjuje toplinu izgaranja i dovodi do povećanja potrošnje goriva. Istodobno se povećavaju količine proizvoda izgaranja, povećavaju se gubici topline s ispušnim plinovima i smanjuje učinkovitost kotlovske jedinice. Visoka vlažnost zimi dovodi do smrzavanja ugljena, poteškoća u mljevenju i smanjenja protočnosti.

Metode izgaranja goriva ovisno o tipu peći

Glavne vrste uređaja za izgaranje:

• slojevit,
• komora.

Slojevite peći namijenjeni su izgaranju kvrgavog krutog goriva. Mogu biti gusti i fluidizirani. Kada gori u gustom sloju, zrak za izgaranje prolazi kroz sloj bez utjecaja na njegovu stabilnost, odnosno gravitacija gorućih čestica premašuje dinamički pritisak zraka. Kad se izgore u fluidiziranom sloju, zbog povećane brzine zraka, čestice prelaze u "kipuće" stanje. U tom slučaju dolazi do aktivnog miješanja oksidansa i goriva, zbog čega je pojačano izgaranje goriva.

NA komorne peći izgarati kruto gorivo u prahu, kao i tekuće i plinovito. Komorne peći dijele se na ciklonske i baklje. Tijekom izgaranja izgaranjem, čestice ugljena ne bi trebale biti veće od 100 mikrona, one izgaraju u volumenu komore za izgaranje. Ciklonsko izgaranje omogućuje veću veličinu čestica; one se pod utjecajem centrifugalnih sila bacaju na stijenke peći i potpuno izgaraju u uskovitlanom protoku u zoni visoke temperature.

Izgaranje goriva. Glavne faze procesa

U procesu izgaranja krutog goriva mogu se razlikovati određene faze: zagrijavanje i isparavanje vlage, sublimacija hlapljivih tvari i stvaranje ostataka koksa, izgaranje hlapljivih tvari i koksa te stvaranje troske. Ova podjela procesa izgaranja relativno je proizvoljna, jer iako se ove faze odvijaju uzastopno, one se djelomično preklapaju. Dakle, sublimacija hlapljivih tvari započinje prije konačnog isparavanja sve vlage, nastajanje hlapljivih tvari događa se istodobno s procesom njihovog izgaranja, baš kao što početak oksidacije ostataka koksa prethodi kraju izgaranja hlapljivih tvari, a dogorijevanje koksa može se nastaviti i nakon stvaranja troske.

Vrijeme protoka svake faze procesa izgaranja u velikoj je mjeri određeno svojstvima goriva. Faza izgaranja koksa traje najduže, čak i za goriva s visokim hlapivim prinosom. Razni radni čimbenici i značajke konstrukcije peći imaju značajan utjecaj na trajanje faza faze izgaranja.

1. Priprema goriva prije paljenja

Gorivo koje ulazi u peć zagrijava se, uslijed čega u prisutnosti vlage isparava i gorivo presušuje. Vrijeme potrebno za zagrijavanje i sušenje ovisi o količini vlage i temperaturi na kojoj se gorivo dovodi u uređaj za izgaranje. Za goriva s visokim udjelom vlage (treset, vlažni smeđi ugljen) stupanj zagrijavanja i sušenja relativno je dug.

Gorivo se doprema u naslagane peći na temperaturi bliskoj temperaturi okoline. Samo zimi, kada se ugljen smrzava, temperatura mu je niža nego u kotlovnici. Za izgaranje u bakljama s vrtložnim i vrtložnim pećima gorivo se podvrgava drobljenju i mljevenju, popraćeno sušenjem vrućim zrakom ili dimnim plinovima. Što je temperatura dolaznog goriva viša, to je potrebno manje vremena i topline da se zagrije do temperature paljenja.

Sušenje goriva u peći događa se zbog dva izvora topline: konvektivne topline proizvoda izgaranja i zračenja topline gorionika, obloge i troske.

U komornim pećima zagrijavanje se uglavnom vrši na štetu prvog izvora, odnosno miješanja proizvoda izgaranja s gorivom na mjestu ulaska. Stoga je jedan od važnih zahtjeva za dizajn uređaja za uvođenje goriva u peć osigurati intenzivno usisavanje proizvoda izgaranja. Viša temperatura u peći također pridonosi smanjenju vremena grijanja i predsušenja. U tu svrhu, pri sagorijevanju goriva s početkom ispuštanja hlapljivih tvari na visokim temperaturama (više od 400 ° C), izrađuju se zapaljivi pojasevi u komornim pećima, odnosno zatvaraju zaštitne cijevi vatrostalnim toplinski izolacijskim materijalom kako bi se smanjila njihova percepcija topline.

Pri izgaranju goriva u krevetu, uloga svake vrste izvora topline određuje se dizajnom peći. U pećima s lančanim rešetkama zagrijavanje i sušenje provodi se uglavnom zračenjem topline gorionika. U pećima s fiksnom rešetkom i dovodom goriva odozgo dolazi do zagrijavanja i sušenja zbog proizvoda izgaranja koji se kreću kroz sloj odozdo prema gore.

U procesu zagrijavanja na temperaturama iznad 110 ° C započinje termička razgradnja organskih tvari koje čine goriva. Najmanje jaki spojevi su oni koji sadrže značajnu količinu kisika. Ti se spojevi raspadaju na relativno niskim temperaturama stvaranjem hlapljivih tvari i krutog ostatka koji se uglavnom sastoji od ugljika.

Goriva koja su po kemijskom sastavu mlada, sadrže puno kisika, imaju nisku temperaturu na početku ispuštanja plinovitih tvari i daju ih veći postotak. Goriva s malim udjelom spojeva kisika imaju mali prinos hlapljivosti i veće plamište.

Sadržaj molekula u krutim gorivima, koje se zagrijavanjem lako razgrađuju, također utječe na reaktivnost nehlapljivog ostatka.Prvo, razgradnja zapaljive mase događa se uglavnom na vanjskoj površini goriva. Daljnjim zagrijavanjem počinju se događati pirogenetske reakcije unutar čestica goriva, u njima raste tlak i vanjska ovojnica se lomi. Kada se sagorijevaju goriva s visokim prinosom hlapljivih ostataka, ostaci koksa postaju porozni i veće površine u odnosu na gusti čvrsti ostatak.

2. Proces izgaranja plinovitih spojeva i koksa

Stvarno izgaranje goriva započinje paljenjem hlapljivih tvari. Tijekom razdoblja pripreme goriva događaju se razgranate lančane reakcije oksidacije plinovitih tvari, u početku se te reakcije odvijaju malom brzinom. Oslobođenu toplinu percipiraju površine peći i djelomično se akumulira u obliku energije molekula u pokretu. Potonje dovodi do povećanja brzine lančanih reakcija. Na određenoj temperaturi reakcije oksidacije odvijaju se takvom brzinom da oslobođena toplina u potpunosti pokriva apsorpciju topline. Ova temperatura je plamište.

Temperatura paljenja nije stalna, ovisi kako o svojstvima goriva, tako i o uvjetima u zoni paljenja, u prosjeku iznosi 400-600 ° C. Nakon paljenja plinovite smjese, daljnje samo-ubrzanje reakcija oksidacije uzrokuje porast temperature. Za održavanje izgaranja potrebna je kontinuirana opskrba oksidansom i zapaljivim tvarima.

Paljenje plinovitih tvari dovodi do obaranja čestica koksa u vatrenoj ovojnici. Izgaranje koksa započinje kad izgaranje hlapljivih sastojaka završi. Čvrsta čestica zagrijava se na visokoj temperaturi, a kako se količina hlapljivih sastojaka smanjuje, debljina graničnog gorućeg sloja smanjuje se, kisik dolazi do vruće površine ugljika.

Izgaranje koksa započinje na temperaturi od 1000 ° C i najduži je postupak. Razlog je taj što se, prvo, koncentracija kisika smanjuje, a drugo, heterogene reakcije odvijaju se sporije od homogenih. Kao rezultat, trajanje izgaranja čestica krutog goriva uglavnom se određuje vremenom izgaranja ostataka koksa (oko 2/3 ukupnog vremena). Za goriva s visokim prinosom hlapljivih sastojaka, čvrsti ostatak je manji od ½ početne mase čestica, stoga se njihovo izgaranje brzo događa, a mogućnost podgorijevanja je mala. Kemijski stara goriva imaju gustu česticu, čije izgaranje traje gotovo cijelo vrijeme provedeno u peći.

Ostatak koksa većine krutih goriva uglavnom je, a za neke vrste, u cijelosti sastavljen od ugljika. Izgaranje čvrstog ugljika događa se stvaranjem ugljičnog monoksida i ugljičnog dioksida.

Optimalni uvjeti za odvođenje topline

Stvaranje optimalnih uvjeta za izgaranje ugljika temelj je ispravne konstrukcije tehnološke metode za sagorijevanje krutih goriva u kotlovskim jedinicama. Sljedeći čimbenici mogu utjecati na postizanje najvećeg otpuštanja topline u peći: temperatura, višak zraka, stvaranje primarne i sekundarne smjese.

Temperatura... Otpuštanje topline tijekom izgaranja goriva značajno ovisi o temperaturnom režimu peći. Na relativno niskim temperaturama dolazi do nepotpunog izgaranja zapaljivih tvari u jezgri baklje, a ugljični monoksid, vodik i ugljikovodici ostaju u proizvodima izgaranja. Na temperaturama od 1000 do 1800-2000 ° C moguće je potpuno izgaranje goriva.

Višak zraka... Specifična proizvodnja topline postiže svoju maksimalnu vrijednost potpunim izgaranjem i jedinicom viška zraka. Sa smanjenjem omjera viška zraka, oslobađanje topline se smanjuje, jer nedostatak kisika dovodi do oksidacije manje goriva. Razina temperature se smanjuje, brzine reakcije smanjuju, što dovodi do naglog smanjenja otpuštanja topline.

Povećanje omjera viška zraka veće od jedinice smanjuje stvaranje topline čak i više od nedostatka zraka.U stvarnim uvjetima izgaranja goriva u kotlovskim pećima granične vrijednosti otpuštanja topline nisu postignute, jer postoji nepotpuno izgaranje. U velikoj mjeri ovisi o tome kako su organizirani procesi stvaranja smjese.

Postupci miješanja... U komornim pećima primarno miješanje postiže se sušenjem i miješanjem goriva sa zrakom, dovodeći dio zraka (primarni) u zonu pripreme, stvarajući širom otvorenu baklju s širokom površinom i velikom turbulizacijom, koristeći zagrijani zrak.

U slojevitim pećima primarni zadatak miješanja je dovod potrebne količine zraka u različite zone izgaranja na rešetki.

Kako bi se osiguralo dogorijevanje plinovitih proizvoda nepotpunog izgaranja i koksa, organiziraju se procesi sekundarnog stvaranja smjese. Ti su postupci olakšani: dovodom sekundarnog zraka velikom brzinom, stvaranjem takve aerodinamike, pri kojoj se postiže jednoliko punjenje cijele peći bakljom i, posljedično, vremenom zadržavanja plinova i čestica koksa u peći povećava.

3. Stvaranje troske

U procesu oksidacije zapaljive mase krutog goriva događaju se značajne promjene i u mineralnim nečistoćama. Tvari i legure s niskim talištem koje se nisko tope otapaju vatrostalne spojeve.

Preduvjet za normalan rad kotlova je nesmetano uklanjanje proizvoda izgaranja i nastale troske.

Tijekom izgaranja sloja, stvaranje troske može dovesti do mehaničkog izgaranja - mineralne nečistoće obuhvaćaju neizgorene čestice koksa ili viskozna troska može blokirati prolaze zraka, blokirajući pristup kisika gorućem koksu. Da bi se smanjilo podgorijevanje, koriste se razne mjere - u pećima s lančanim rešetkama povećava se vrijeme provedeno na rešetki od troske i izvodi se često navlačenje.

U slojevitim pećima troska se uklanja u suhom obliku. U komornim pećima uklanjanje troske može biti suho ili tekuće.

Dakle, sagorijevanje goriva složen je fizikalno-kemijski proces, na koji utječe velik broj različitih čimbenika, ali svi oni moraju se uzeti u obzir prilikom projektiranja kotlova i peći.

Izgaranje - benzin

Izgaranje benzina detonacijom popraćeno je pojavom oštrih metalnih udaraca, crnog dima na ispuhu, povećanja potrošnje benzina, smanjenja snage motora i drugih negativnih pojava.

Izgaranje benzina u motoru također ovisi o omjeru viška zraka. Kod vrijednosti a 0 9 - j - 1 1, brzina procesa oksidacije pred plamen u radnoj smjesi je najveća. Stoga se pri tim vrijednostima a stvaraju najpovoljniji uvjeti za početak detonacije.

Nakon izgaranja benzina, ukupna masa takvih onečišćujućih tvari značajno se povećala zajedno s općom preraspodjelom njihovih količina. Postotak benzena u kondenzatu ispušnih plinova automobila bio je otprilike 1 do 7 puta veći od onog u benzinu; udio toluena bio je 3 puta veći, a udio ksilena 30 puta veći. Poznato je da se u ovom slučaju stvaraju spojevi kisika, a broj iona, karakterističnih za teže nezasićene spojeve olefinske ili cikloparafinske serije i acetilen ili dienske serije, posebno potonje, naglo se povećava. Općenito govoreći, promjene na komori Haagen-Smit nalikovale su promjenama potrebnim za izradu sastava tipičnih uzoraka ispušnih plinova automobila sličnih onima u uzorku smoga u Los Angelesu.

Kalorijska vrijednost benzina ovisi o njegovom kemijskom sastavu. Stoga ugljikovodici bogati vodikom (na primjer parafinski) imaju veliku masenu toplinu izgaranja.

Proizvodi izgaranja benzina šire se u motoru s unutarnjim izgaranjem duž politrope n1 27 s 30 na 3 at. Početna temperatura plinova je 2100 C; maseni sastav proizvoda izgaranja 1 kg benzina je sljedeći: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg.Odredite rad širenja tih plinova ako se istovremeno u cilindar ulije 2 g benzina.

Kada se benzin izgara iz termoelektrane, stvaraju se naslage ugljika koje sadrže olovni oksid.

Kad se benzin sagorijeva u klipnim motorima s unutarnjim izgaranjem, gotovo svi nastali proizvodi odvode se ispušnim plinovima. Samo se relativno mali dio proizvoda nepotpunog izgaranja goriva i ulja, mala količina anorganskih spojeva nastalih od elemenata uvedenih gorivom, zrakom i uljem, taloži u obliku naslaga ugljika.

Kad benzin gori s tetraetilnim olovom, očito nastaje olovni oksid koji se topi samo na temperaturi od 900 C i može ispariti na vrlo visokoj temperaturi, prelazeći prosječnu temperaturu u cilindru motora. Kako bi se spriječilo taloženje olovnog oksida u motoru, posebne tvari se unose u čistače etilne tekućine. Halogenirani ugljikovodici koriste se kao čistači. Obično su to spojevi koji sadrže brom i klor, koji također sagorijevaju i vežu olovo u novim spojevima bromida i klorida.

Kada se benzin izgara iz termoelektrane, stvaraju se naslage ugljika koje sadrže olovni oksid.

Tijekom izgaranja benzina koji sadrži čisti TPP, u motor se taloži naslaga olovnih spojeva. Sastav etilne tekućine razreda R-9 (težinski): tetraetil olovo 54 0%, brometan 33 0%, monokloronaftalen 6 8 0 5%, punilo - zrakoplovstvo - benzin - do 100%; boji tamnocrveno 1 g na 1 kg smjese.

Kada se izgara benzin koji sadrži TPP, u motoru nastaje fistula oksid s malom hlapljivošću; budući da je talište olovnog oksida prilično visoko (888), dio (oko 10%, računajući na olovo uvedeno s benzinom) taloži se kao čvrsti ostatak na stijenkama komore za izgaranje, svijećama i ventilima, što dovodi do brzi kvar motora.

Kada se gorivo benzina izgara u motoru automobila, stvaraju se i manje molekule, a oslobođena energija raspoređuje se u većem volumenu.

Plinovi užareni izgaranjem benzina struje oko izmjenjivača topline 8 (unutra sa strane komore za izgaranje i dalje, kroz prozore 5 vani, prolazeći kroz komoru ispušnih plinova 6) i zagrijavaju zrak u kanalu izmjenjivača topline. Dalje, vrući ispušni plinovi dovode se kroz ispušnu cijev 7 ispod ležišta i zagrijavaju motor izvana, a vrući zrak iz izmjenjivača topline kroz odzračnik u karter i zagrijava motor iznutra. Za 1,5 do 2 minute nakon početka grijanja, žarnica se isključuje i izgaranje u grijaču nastavlja bez njegovog sudjelovanja. Nakon 7 - 13 minuta od trenutka primanja impulsa za pokretanje motora, ulje u karteru se zagrije na temperaturu od 30 C (na temperaturi okoline do -25 C) i jedinica pokreće impulse, nakon čega grijač je isključen.

Temperatura izgaranja

U toplinskom inženjerstvu razlikuju se sljedeće temperature izgaranja plinova: toplotna snaga, kalorimetrijska, teoretska i stvarna (izračunata). Kapacitet grijanja tx je maksimalna temperatura proizvoda potpunog izgaranja plina u adijabatskim uvjetima s koeficijentom viška zraka a = 1,0 i pri temperaturi plina i zraka jednakoj 0 ° C:

tx = Qh / (IVcv) (8,11)

gdje je QH najniža toplinska vrijednost plina, kJ / m3; IVcp - zbroj produkata volumena ugljičnog dioksida, vodene pare i dušika koji nastaju izgaranjem 1 m3 plina (m3 / m3) i njihovih prosječnih volumetrijskih toplinskih kapaciteta pri konstantnom tlaku u rasponu temperatura od 0 ° C do tx (kJ / (m3 * ° S).

Zbog nestalnosti toplinskog kapaciteta plinova, izlaz topline određuje se metodom uzastopnih aproksimacija. Kao početni parametar uzima se njegova vrijednost za prirodni plin (= 2000 ° C), s a = 1,0, određuju se zapremine komponenata proizvoda izgaranja, prema tablici.8.3, pronalazi se njihov prosječni toplinski kapacitet, a zatim se prema formuli (8.11) izračunava toplinski kapacitet plina. Ako se kao rezultat izračuna pokaže da je niža ili veća od prihvaćene, tada se postavlja druga temperatura i proračun se ponavlja. Izlaz topline uobičajenih jednostavnih i složenih plinova kada izgaraju na suhom zraku dan je u tablici. 8.5. Pri izgaranju plina u atmosferskom zraku koji sadrži oko 1 mas. % vlage, proizvodnja topline smanjuje se za 25-30 ° S.

Kalorimetrijska temperatura izgaranja tK je temperatura određena ne uzimajući u obzir disocijaciju vodene pare i ugljičnog dioksida, već uzimajući u obzir stvarnu početnu temperaturu plina i zraka. Od izlazne topline tx razlikuje se po tome što se temperature plina i zraka, kao i koeficijent viška zraka a, uzimaju iz njihovih stvarnih vrijednosti. TK možete odrediti formulom:

tk = (Qn + qphys) / (ΣVcp) (8.12)

gdje je qphys sadržaj topline (fizička toplina) plina i zraka, mjereno od 0 ° C, kJ / m3.

Prirodni i ukapljeni naftni plinovi obično se ne zagrijavaju prije izgaranja, a njihov volumen u usporedbi s volumenom zraka za izgaranje je mali.

Tablica 8.3.

Prosječni volumetrijski toplinski kapacitet plinova, kJ / (m3 • ° S)

Stoga se pri određivanju kalorimetrijske temperature sadržaj topline u plinovima može zanemariti. Prilikom sagorijevanja plinova niske kalorijske vrijednosti (generator, visoka peć itd.), Njihov sadržaj topline (posebno zagrijan prije izgaranja) ima vrlo značajan učinak na kalorimetrijsku temperaturu.

Ovisnost kalorimetrijske temperature prirodnog plina prosječnog sastava u zraku s temperaturom od 0 ° C i vlagom od 1% o koeficijentu viška zraka a dana je u tablici. 8.5, za UNP kada se sagorijeva na suhom zraku - u tablici. 8.7. Podaci iz tablice. 8.5-8.7 moguće je voditi se s dovoljnom točnošću pri utvrđivanju kalorimetrijske temperature izgaranja drugih prirodnih plinova, koji su relativno sličnog sastava, i ugljikovodičnih plinova gotovo bilo kojeg sastava. Ako je potrebno postići visoku temperaturu pri sagorijevanju plinova s ​​malim koeficijentima viška zraka, kao i povećati učinkovitost peći, u praksi se zrak zagrijava, što dovodi do povećanja kalorimetrijske temperature (vidi tablicu 8.6) .

Tablica 8.4.

Kapacitet zagrijavanja plinova na suhom zraku

Tablica 8.5.

Kalorimetrijske i teorijske temperature izgaranja prirodnog plina u zraku s t = 0 ° C i vlagom 1% *, ovisno o koeficijentu viška zraka a

>

Teoretska temperatura izgaranja tT maksimalna je temperatura određena slično kalorimetrijskoj temperaturi tK, ali s korekcijom za endotermne (kojima je potrebna toplina) reakcija disocijacije ugljičnog dioksida i vodene pare, nastavljajući s povećanjem volumena:

SO2 ‹–› SO + 0,5O2 - 283 mJ / mol (8,13)

N2O ‹–› N2 + 0,5O2 - 242 mJ / mol (8.14)

Na visokim temperaturama, disocijacija može dovesti do stvaranja atomskih vodikovih, kisikovih i OH hidroksilnih skupina. Uz to, izgaranjem plina uvijek nastaje određena količina dušikovog oksida. Sve ove reakcije su endotermne i dovode do smanjenja temperature izgaranja.

Tablica 8.6.

Kalorimetrijska temperatura izgaranja prirodnog plina, ° C, ovisno o omjeru viška suhog zraka i njegovoj temperaturi (zaokružene vrijednosti)

Tablica 8.7.

Kalorimetrijska temperatura izgaranja tK komercijalnog propana na suhom zraku s t = 0 ° C ovisno o koeficijentu viška zraka a

Teoretska temperatura izgaranja može se odrediti pomoću sljedeće formule:

tT = (Qn + qphys - qdis) / (ΣVcp) (8,15)

gdje je qduc ukupna potrošnja topline za disocijaciju SO2 i N2O u proizvodima izgaranja, kJ / m3; IVcp - zbroj umnoška zapremine i prosječnog toplinskog kapaciteta proizvoda izgaranja, uzimajući u obzir disocijaciju po 1 m3 plina.

Kao što možete vidjeti iz tablice. 8.8, na temperaturama do 1600 ° C, stupanj disocijacije može se zanemariti, a teorijska temperatura izgaranja može se uzeti jednaka kalorimetrijskoj temperaturi. Pri višim temperaturama, stupanj disocijacije može značajno smanjiti temperaturu u radnom prostoru. U praksi za tim nema posebne potrebe, teoretska temperatura izgaranja mora se odrediti samo za visokotemperaturne peći koje rade na prethodno zagrijanom zraku (na primjer, peći s otvorenim ognjištem). Za kotlovnice to nije potrebno.

Stvarna (izračunata) temperatura proizvoda izgaranja td je temperatura koja se postiže u stvarnim uvjetima na najtoplijoj točki plamena. Niža je od teoretske i ovisi o gubitku topline u okolišu, stupnju prijenosa topline iz zone izgaranja zračenjem, duljini procesa izgaranja u vremenu itd. Stvarne prosječne temperature u pećima i kotlovima su određuje se ravnotežom topline ili približno teoretskom ili kalorimetrijskom temperaturom izgaranja na temperaturi u peći uz uvođenje eksperimentalno utvrđenih korekcijskih faktora u njih:

td = t (8,16)

gdje je n - t. n. pirometrijski koeficijent unutar:

• za visokokvalitetne toplinske i grijaće peći s toplinskom izolacijom - 0,75-0,85;
• za zapečaćene peći bez toplinske izolacije - 0,70-0,75;
• za zaštićene kotlovske peći - 0,60-0,75.

U praksi je potrebno znati ne samo gore navedene temperature adijabatskog izgaranja, već i maksimalne temperature koje se javljaju u plamenu. Njihove približne vrijednosti obično se eksperimentalno utvrđuju spektrografskim metodama. Maksimalne temperature koje nastaju u slobodnom plamenu na udaljenosti od 5-10 mm od vrha konusne fronte izgaranja dane su u tablici. 8.9. Analiza prikazanih podataka pokazuje da su maksimalne temperature u plamenu manje od izlazne topline (zbog potrošnje topline za disocijaciju H2O i CO2 i uklanjanja topline iz zone plamena).

• Dom
• Imenik
• Karakteristike izgaranja plinova
• Temperatura izgaranja

Izgaranje - naftni proizvod

Izgaranje naftnih derivata u nasipu farme cisterni eliminira se neposrednom opskrbom pjenom.

Izgaranje naftnih derivata u nasipu farme cisterni eliminira se trenutnom opskrbom pjene.

Tijekom izgaranja naftnih derivata, njihovo vrelište (vidi tablicu 69.) Postupno se povećava zbog kontinuirane frakcijske destilacije, u vezi s kojom raste i temperatura gornjeg sloja.

Pri izgaranju ulja u spremniku gornji dio gornjeg pojasa spremnika izložen je plamenu. Kada gori ulje na nižoj razini, visina slobodne strane spremnika u dodiru s plamenom može biti značajna. U ovom načinu izgaranja, ležište se može urušiti. Voda iz mlaznica za vatru ili nepokretnih prstenova za navodnjavanje, padajući na vanjski dio gornjih stijenki spremnika, hladi ih (Sl.15.1), sprečavajući tako nesreću i širenje ulja u nasip, stvarajući povoljnije uvjete za uporabu zračno-mehaničke pjene.

Zanimljivi su rezultati proučavanja izgaranja naftnih derivata i njihovih smjesa.

Njegova temperatura tijekom izgaranja naftnih derivata iznosi: benzin 1200 C, traktorski petrolej 1100 C, dizel gorivo 1100 C, sirova nafta 1100 C, loživo ulje 1000 C. Pri izgaranju drva u hrpama temperatura uzburkanog plamena doseže 1200 - 1300 C.

Osobito velike studije iz područja fizike izgaranja naftnih derivata i njihovog gašenja provedene su tijekom posljednjih 15 godina na Središnjem istraživačkom institutu za protupožarnu obranu (TsNIIPO), Institutu za energiju Akademije znanosti SSSR-a (ENIN) i niz drugih istraživačkih i obrazovnih instituta.

Primjer negativne katalize je suzbijanje izgaranja naftnih derivata uz dodatak halogeniranih ugljikovodika.

Voda potiče pjenjenje i stvaranje emulzija tijekom izgaranja naftnih derivata s plamištem od 120 C i više. Emulzija, pokrivajući površinu tekućine, izolira je od kisika u zraku, a također sprječava istjecanje para iz nje.

Izgaranje ukapljenih ugljikovodičnih plinova u izotermnim spremnicima ne razlikuje se od izgaranja naftnih derivata. Stupanj izgaranja u ovom slučaju može se izračunati formulom (13) ili eksperimentalno odrediti. Osobitost izgaranja ukapljenih plinova u izotermnim uvjetima je da je temperatura cijele mase tekućine u spremniku jednaka točki vrenja pri atmosferskom tlaku. Za vodik, metan, etan, propan i butan, ove temperature su - 252, - 161, - 88, - 42 i 0 5 C.

Istraživanje i praksa gašenja požara pokazali su da da bi se zaustavilo izgaranje naftnog proizvoda, pjena mora u cijelosti pokriti cijelu površinu slojem određene debljine. Sve pjene s malom brzinom širenja neučinkovite su u gašenju požara naftnih derivata u spremnicima na nižoj razini poplave. Pjena koja padne s velike visine (6 - 8 m) na površinu goriva, umoči se i omota filmom goriva, izgori ili brzo propadne. U gorući spremnik sa zglobnim mlaznicama može se baciti samo pjena s mnoštvom od 70 - 150.