Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Температура сгорания нефти


Углеводороды нефти температура воспламенения - Справочник химика 21

    Наиболее существенное эксплуатационное свойство дизельных топлив — их способность быстро воспламеняться и плавно сгорать, что обеспечивает нормальное нарастание давления и мягкую работу двигателя без стуков. Воспламенительные свойства топлив зависят от их химического и фракционного состава. Очевидно, что это, Б первую очередь, связано с температурой самовоспламенения компонентов топлива. Известно, например, что ароматические углеводороды имеют очень высокие температуры воспламенения (порядка 500—600°С). Ясно, что сильно ароматизованные продукты неприемлемы в качестве дизельного топлива. Наоборот, парафиновые углеводороды имеют самые низкие температуры самовоспламенения, и дизельные топлива из парафинистых нефтей обладают хорошими эксплуатационными свойствами. Как уже отмечено, плавная работа двигателя обеспечивается при минимальных периодах задержки самовоспламенения. На величину этого периода оказывает влияние не только температура самовоспламенения топлива, но и характер предпламенных процессов окисления. Чем скорее будут проходить реакции термического распада и окисления, чем больше в воздушно-топливной смеси успеет накопиться перекисей, альдегидов и других кислородсодержащих соединений с низкими температурами самовоспламенения, тем меньше будет период задержки самовоспламенения топлива. [c.98]     Долгое время, когда уже производили простейшую переработку нефти, выделяя пз нее в перегонных кубах отдельные фракции, углеводороды считали химически инертными веществами. При высокой температуре они, конечно, разлагались и сгорали, но ниже температур разложения и воспламенения углеводороды рассматривались как весьма устойчивые соединения, и казалось не реальным производство из них каких-либо полезных продуктов. Поэтому некоторые химики считали, что природные нефтяные углеводороды — это, образно выражаясь, химические мертвецы . [c.321]

    Наиболее существенное эксплуатационное свойство дизельных топлив — их способность быстро воспламеняться и плавно сгорать, что обеспечивает нормальное нарастание давления и мягкую работу двигателя без стуков. Воспламенительные свойства топлив зависят от их химического и фракционного состава. Очевидно, что это, в первую очередь, связано с температурой самовоспламенения компонентов топлива. Известно, например, что ароматические углеводороды имеют очень высокие температуры воспламенения (500—600°С). Ясно, что сильноароматизованные продукты неприемлемы в качестве дизельного топлива. Наоборот, парафиновые углеводороды имеют самые низкие температуры самовоспламенения, и. дизельные топлива из парафинистых нефтей обладают хорошими эксплуатационными свойствами. [c.93]

    В связи с этим обеспечить взрывобезопасность процесса фиксированием содержания углеводородов вне их пределов взрываемости практически невозможно. Дополнительную сложность в стабилизации содержания горючего на безопасном уровне вносят такие трудно контролируемые факторы, как пропуск в теплообменниках нефть — гудрон на АВТ, неполное отделение легких углеводородов на деасфальтизации, образова--ние лепких углеводородов в процессе окисления и при повышении температуры в нижней части вакуумной колонны (легкий крекинг), что практически обусловливает непредсказуемость состава газовой фазы. Содержание углеводородов в этой фазе может меняться в широких пределах — от 0,12 [263] до 4% (об.) [283]. В соответствии с ГОСТ 12.1.004—76 ( Пожарная безопасность ) нижний концентрационный предел воспламенения снижается с утяжелением углеводородного топлива следующим образом 1% (об.) для бензинов, 0,6% (об.) для керосинов и 0,3—0,4% (об.) для дистиллятных масел с молекуляр- -ной массой 260—300. Молекулярная масса отгона — 250 [262] (260 [2]) — близка к молекулярной массе дистиллятных масел, поэтому нижний концентрационный предел его можно принять в пределах 0,3—0,47о (об.). Для определения безопасной концентрации отгона необходимо (в соответствии с названным стандартом) учесть влияние температуры и коэффициента безопасности. Температурный фактор оценивается lio формуле [c.175]

    Температура самовоспламенения с повышением давления снижается. Располагая данными о скорости реакции, это изменение можно оценить, используя критерии тепловой или цепной теории самовосплам енепия. Однако точные данные о кинетике реакций различных горючих вешеств отсутствуют. Из известных опытных данных следует, что снижение температуры самовоспламенения с давлением весьма значительно. По данным [31], при повышении давления от 0,5 до 1,5 МПа температура само воспламенения сырой нефти снижалась с 360 до 220 °С. В работе [32] исследовалось влияние давления на самовоопламенение ряда углеводородов и их производных стандартным капельным методом. Из этих опытов, результаты которых представлены на рис. 1-9, следует, что с повышением давления температура самовоспламенения снижается. В этой же работе показано, что с повышением содержания кислорода на каждые 10% (об.) температура самовоспламенения снижается, например, в случае ацетона и изопропанола на 15—20 °С. [c.41]

    Сероуглерод. Очень летучая и легковоспламеняющаяся жидкость, обладает неприятным слегка эфирным запахом. В промышленности его получают почти исключительно по реакции древесного угля с парами серы при температуре 750—1000°. Упругость пара сероуглерода при 25° С составляет 360 мм рт. ст. Небольшие количества сероуглерода содержатся в продуктах перегонки нефти, а также в жидких фракциях каменноугольного дегтя. Сероуглерод. вступает в реакции различного типа. Он служит исходным продуктом для получения роданистых соединений, производных тиомочевины. Широко используется в качестве растворителя для экстрагирования масел, жиров, воска, смол, однако вследствие легкой воспламеняемости его предпочитают заменять четыреххлористым углеродом и другими хлорпроизводными углеводородов. Сероуглерод крайне опасен — токсичен и легко воспламеняется. Он оказывает сильно раздражающее действие на кожу и глаза. Длительное вдыхание воздуха с высоким содержанием (0,5 об. %) сероуглерода оказывает преимущественно наркотическое действие короткое пребывание в атмосфере сероуглерода может привести к головной боли, головокружению, а также к расстройству дыхания. Малые концентрации сероуглерода при постоянном воздействии на организм приводят к тяжелым поражениям нервной системы. Сероуглерод проникает в организм главным образом через легкие, однако незначительные количества его могут попадать также через кожу или желудочно-кишечный тракт. О безопасных концентрациях сероуглерода в воздухе имеются различные мнения. В настоящее время предельно допустимой концентрацией принято считать 10 мг1м . Пределы воспламенения в воздухе 1,25—50,0 об. %. Высокая упругость пара сероуглерода [c.112]

    Преимущества и недостатки рассмотренных в разделе 1.2 альтернативных топлив, а также особенности их применения в дизелях обусловлены физико-хи-мическими свойствами этих топлив. Штатное дизельное топливо по ГОСТ 305-82 представляет собой многокомпонентную смесь индивидуальных углеводородов, выкипающих при различных температурах и имеющих различные физико-химические свойства. Оптимизация диапазона температур перегонки нефти при производстве дизельного топлива и его фракционного состава позволяет получить топливо в наибольшей степени адаптированное для использования в дизельных двигателях. Дизельное тогииво среднего состава имеет диапазон температур выкипания 160-360 °С, цетановое число 45 ед., температуру самовоспламенения 250 °С, что обеспечивает его хорошее воспламенение в цилиндрах дизеля, сравнительно плавное сгорание, хорошие топливно-экономические показатели и приемлемые характеристики токсичности ОГ. [c.29]

chem21.info

Температура - сгорание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Температура - сгорание

Cтраница 3

Устаноплено, что при этом способе температура сгорания на катализаторе очень высока, вследствие чего происходит разложение значительной части образующейся Н - Оа; поэтому газы, уча - ствующие в реакции, необходимо очень сильно охлаждать. Взрыпобезопаснуго смесь Ои и На, разбавленную азотом, охлаждают под давлением от 100 до 250 ат почти до температуры конденсации, соответствующей данному давлению ( до 80 при 100 ат и до - - 10 при 250 ат), и пропускают над платинированной пемзой или над железным катализатором на асбесте. Продукты реакции по возможности быстро охлаждают до низкой температуры, путем ввода их о охлажденную до - 80 струю О2, Нг или N2 - Сжигание можно производить при помощи электриче - ского нагрева. Токи высокой частоты влияют на этот процесс каталитически. При описываемом способе перекись водорода, увлекается в твердом состоянии охлаждающими газами и вы - деляется в специальных камерах. Охлаждение может быть про - изведено быстрым расширением газоп, находящихся под высоким давлением.  [31]

При определении состава равновесной смеси и температуры сгорания на основе использования закона сохранения массы элементов ( второй вариант) составляется и решается система уравнений, в которую входят следующие уравнения.  [32]

При даче приемистости расход топлива и температура сгорания на каждых оборотах выше, чем при равновесном режиме, и компрессор как бы за дросселирован, что, как уже сказано, может вызвать помпаж при приемистости.  [33]

Различают калориметрическую, теоретическую и действительную температуры сгорания топлива.  [35]

В то же время невысокие значения температуры сгорания приводят к тому, что в пристеночных областях камеры сгорания, имеющих еще более низкие температуры, происходит неполное окисление используемого топлива, приводящее к высокой концентрации несгоревших углеводородов и углекислого газа в отработавших газах.  [36]

Пониженное содержание 1МОХ в выбросах обусловлено более низкой температурой сгорания вследствие избытка воздуха. В двигателях, работающих на бедной смеси, для снижения содержания углеводородов и СО в отработавших газах может использоваться катализатор окислительного типа.  [37]

Большое опережение зажигания способствует повышению давления и температуры сгорания; в связи с этим рабочая смесь в некоторых зонах камеры сгорания, куда фронт пламени подходит в последнюю очередь, испытывает действие повышенного давления и подвергается более интенсивному нагреву. Таким образом, в этих зонах создаются условия для интенсивной химической подготовки и возникновения детонационного сгорания.  [38]

Необходимым условием газовой резки является следующее: температура сгорания металла в кислороде должна быть ниже, чем температура его плавления.  [40]

Из уравнения видно, что для повышения температуры сгорания топлива и соответственно температуры факела надо повышать степень нагрева воздуха и топлива в регенераторах.  [41]

Химический состав топлива оказывает известное влияние на температуру сгорания. Из опыта эксплуатации поршневых двигателей известно, что топлива ароматического характера имеют несколько более высокую температуру сгорания.  [43]

С и / т 0 С, то температура сгорания зависит только от качества топлива.  [44]

Такой рост выбросов монооксида углерода СО объясняется снижением температур сгорания при работе на смесевом биотопливе, а также некоторым увеличением часового расхода этого топлива ( на 6 - 10 %) и соответствующим увеличением мощности дизеля.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Определение - температура - горение

Определение - температура - горение

Cтраница 1

Определение температуры горения начинается с вычисления состава продуктов сгорания.  [1]

Для определения температуры горения в ДВС, например, в карбюраторном, где процесс сгорания протекает при постоянном объеме и, следовательно, выделившаяся при сгорании топлива теплота идет только на повышение внутренней энергии продуктов сгорания, можно составить уравнение баланса теплоты через внутренние энергии свежей смеси и продуктов сгорания.  [2]

Для определения температуры горения в других типах двигателей составляют аналогичные уравнения сгорания с учетом особенностей условий работы этих двигателей.  [3]

Для определения температуры горения требуется рассчитывать равновесные составы при нескольких заданных температурах и найти Ть графически по условию сохранения энергии.  [4]

Если задача ограничена определением температуры горения, то расчет можно еще более упростить, учитывая тот факт, что тепловой эффект реакции (4.1) невелик - около 42 кДж / моль. Ошибка вычисления Ть при пренебрежении этим равновесным процессом не превышает нескольких десятков градусов. При вычислении состава целесообразно принимать, что кислород расходуется в такой последовательности: 1) на окисление всего углерода до окиси углерода, 2) на окисление всей окиси углерода до двуокиси, 3) на окисление водорода. Последние два условия соответствуют полному сдвигу равновесия (4.1) влево.  [5]

В принципе описанные и подобные им методы могут быть использованы и для определения температуры горения взрывчатых веществ, однако соответствующих работ, особенно при низких давлениях, не опубликовано.  [6]

Задача расчета процесса горения топлива - определение количества воздуха, необходимого для сгорания единицы массы или объема топлива, количества и состава продуктов сгорания топлива, составление теплового баланса и определение температуры горения.  [7]

При высоких температурах горения обратимость всех основных реакций, символическая при низких и умеренных температурах, становится вполне ощутимой. Для определения температуры горения требуется рассчитывать равновесные составы при нескольких заданных температурах и найти Ть графически по условию сохранения энергии.  [8]

Другие радикалы, а также свободный атомарный углерод не образуются в заметных количествах. Для определения температуры горения необходимо вычислить равновесные составы смеси продуктов сгорания при нескольких температурах.  [10]

Для подсчета температуры горения необходимо знать теплоту реакции, теплоемкость, а также скрытые теплоты плавления и парообразования продуктов реакции. Приведем частный случпй определения температуры горения медноалюминиевого термита по Котюкову: 3CuO 2AlAl203 3Cu - J - 279 500 каг. Данные: для нагревания 1 г А1303 от 15 до температуры плавления требуется 881 8 кал.  [11]

При повышении температуры в камере сгорания интенсифицируется процесс диссоциации продуктов сгорания, на который затрачивается значительная часть теплоты, выделившейся в процессе сгорания топлива. Это необходимо учитывать при определении температуры горения.  [12]

При высоких температурах горения обратимость всех основных реакций, символическая при низких и умеренных температурах, становится вполне ощутимой. Для определения температуры горения требуется рассчитывать равновесные составы при нескольких заданных температурах и найти Ть графически по условию сохранения энергии.  [13]

Соответствующие значения энтальпий С1, С12 и НС1, вычисленные на основании данных [ 1111, приведены в Приложении. Порядок определения температур горения и величины Ръ аналогичен изложенному выше.  [14]

Соответствующие значения энтальпий С1, С12 и НС1, вычисленные на основании данных [111], приведены в Приложении. Порядок определения температур горения и величины рь аналогичен изложенному выше.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

Температура - сгорание - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Температура - сгорание

Cтраница 2

При вычислении температуры сгорания следует принимать в расчет теплоемкости газов с повышением температуры см. табл. 4 на стр.  [16]

Искомое значение температуры сгорания, соответствующее полученному значению Пг 68 600 кДж / кмоль находится в интервале температур 2300 С tz 2400 С.  [17]

При всех температурах сгорания с увеличением степени выгорания пыли наблюдается и непрерывное увеличение серы в газообразном состоянии.  [19]

Состав равновесной смеси и температура сгорания могут быть определены либо с помощью величин степеней диссоциации всех реакций диссоциации, либо непосредственно на основе использования закона сохранения массы элементов.  [20]

Различают калориметрическую и теоретическую температуры сгорания топлива.  [21]

Кроме того, неизвестна температура Ткс сгорания, величина которой определяет константы равновесия.  [22]

Внутри камеры сгорания 7 температура сгорания топлива достигает до 1800 С, а тепловое напряжение топочной камеры - до 50 - 10е ккал / ( м3 - ч), поэтому в качестве футеровки применяют рекристаллизированный корунд. Из камеры сгорания нагретые дымовые газы поступают через барботажную трубу в нижнюю часть отсека аппарата с талой водой, которая увлекается потоком газовых пузырьков вверх и выбрасывается по принципу эрлифта на поверхность загруженного снега; последний подвергается таянию, а излишняя вода из сосуда через сливную трубу 9 уходит в канализацию.  [23]

Следовательно, для определения температуры сгорания в дополнение к уравнению энергии определяющему общий тепловой эффект необходимо иметь еще ряд уравнений, связывающих между собой температуру и степени диссоциации. Число этих уравнений должно быть равно числу процессов диссоциации. Такими уравнениями являются уравнения для констант равновесия реакций диссоциации.  [24]

Применение катализаторов значительно понижает температуру сгорания газов, создает более благоприятные условия для раздельного определения различных газов и увеличивает скорость сжигания.  [25]

Применение катализаторов значительно понижает температуру сгорания газов, создает более благоприятные условия для их разделения и ускоряет процесс. Наиболее распространенными катализаторами являются платина и палладий. Их применяют в виде проволоки, капилляров или же наносят на носитель. От воздействия следов аммиака активность платинового катализатора со временем падает. Активность платины восстанавливают обработкой ее концентрированной азотной кислотой.  [26]

При уменьшении степени сжатия понижается температура сгорания, вследствие чего уменьшается количество окислов азота. Помимо этого работа двигателей с высокими степенями сжатия связана с использованием этилированных бензинов, в результате в продуктах сгорания появляются окислы свинца. Поэтому применение этилированных бензинов опасно тем, что: 1) они непосредственно воздействуют на слизистую оболочку и вызывают тяжелые отравления; 2) продукты их сгорания, попадая в организм человека, остаются в нем и постепенно накапливаются, приближаясь к опасным концентрациям.  [27]

При уменьшении степени сжатия понижается температура сгорания, вследствие чего уменьшается количество окислов азота в продуктах сгорания. Кроме того, работа двигателей с пониженными степенями сжатия не связана с использованием этилированных бензинов, в результате чего в продуктах сгорания не появляются очень токсичные окислы свинца. Эти окислы опасны тем, что непосредственно воздействуют на слизистую оболочку и вызывают тяжелые отравления, а также, попадая в организм человека, не выводятся, а постепенно накапливаются, приближаясь к опасным концентрациям.  [28]

На рис. 43 показана зависимость температуры сгорания алюминия в воде от коэффициента избытка окислителя. При коэффициенте избытка воды, равном 5 ( что является оптимальным с точки зрения кинетики реакции), температура в зоне реакции снизится до 750 К.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Температура - горение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Температура - горение

Cтраница 3

Температура горения в значительной степени зависит от коэффициента избытка воздуха, заметно понижаясь с увеличением или уменьшением а относительно стехио метрического состава. При а 1 0 повышение температуры горения может быть достигнуто улучшением качества перемешивания газа с воздухом, уменьшением теплопотерь топки и предварительным нагревом воздуха и газа.  [31]

Температуры горения изученных инициирующих ВВ значительно ниже температур горения нитроэфиров.  [32]

Температура горения в условиях адиабатического процесса, при отсутствии диссоциации продуктов горения, называется калориметрической температурой.  [33]

Температура горения, получаемая в условиях адиабатического сжигания без учета явления диссоциации, называется адиабатической температурой горения.  [34]

Температура горения, получаемая в отсутствие теплоотдачи в экранную систему и потерь тепла в окружающую среду, но при учете-диссоциации, называется теоретической температурой горения.  [35]

Температура горения гидразина относительно низка, в связи с чем потери тепла на диссоциацию продуктов его сгорания невелики.  [36]

Температура горения определяет степень расширения продуктов горения и соответственно избыточное давление на стенки при сгорании ( взрыве) в замкнутом сосуде.  [37]

Температура горения для газовоздушных смесей примерно равна 1900 - f - 2300 К. Для конструкций промышленных зданий такие давления представляют слишком большие нагрузки. Обычные здания разрушаются при значительно меньших нагрузках.  [38]

Температура горения ( Тт) представляет важную характеристику процесса горения материалов и веществ, поскольку значение этой величины и продолжительность ее воздействия во многом определяют последствия загорания материалов.  [39]

Температура горения некоторого химического топлива в воздухе при нормальном давлении равна Тг 1500 К.  [40]

Температура горения Nh4 в смеси с NO достигает 2400 С. Окисление аммиака до NO очень важно для промышленного получения азотной кислоты.  [41]

Температура горения зависит от теплотворной способности топлива. Преобладающим видом топлива в настоящее время является природный газ. В качестве жидкого топлива применяют обычно высокопарафинистый мазут с температурой застывания 34 - 36 С, который до подачи в форсунки вращающейся печи приходится подогревать.  [42]

Температура горения определяется по формуле ( 23) путем подбора температуры, при которой сумма теплосодержаний продуктов сгорания равна теплоте горения или теплотворной способности горючего вещества. Для этого определяют теплосодержание продуктов сгорания при нескольких температурах и выбирают два значения, между которыми лежит истинное значение температуры продуктов сгорания. Искомая температура определяется затем интерполяцией между найденными значениями.  [43]

Температура горения газа в печи 900 - 1000 С, в котле-утилизаторе газ охлаждается до 450 - 470 С, при этом в теплообменных элементах образуется пар под давлением 12 am в количестве 3 5 т / ч, или 0 7 т / т кислоты. Из котла-утилизатора охлажденный сернистый газ поступает в контактный аппарат.  [44]

Температура горения газа зависит не столько от теплоты сгорания сжигаемого газа, сколько от количества и теплоемкости образующихся продуктов сгорания.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Температура - горение - смесь

Температура - горение - смесь

Cтраница 3

В табл. 12 результаты их измерений сопоставлены с теоретическими температурами, вычисленными из термодинамического равновесия. Совпадение вычисленных и измеренных температур свидетельствует о наличии равновесия. Несовпадение вычисленной и измеренной температур горения смесей Н2 - f 1 / aNO2 объясняется неполным сгоранием.  [31]

Чтобы обойти эту сложность, целесообразно ввести представление о приведенном потенциале горючести, который относится к некоторому гипотетическому стандартному состоянию и выражен для всех веществ и смесей в единицах одной шкалы. Вообще говоря выбор стандартного состояния произволен. Представляется удобным использовать так называемую азотную шкалу, по которой молекулярный азот N2 независимо от концентрации окислителя в воздухе и температуры горения предельной смеси имеет постоянное значение потенциала горючести, равное 9 60 ккал / моль.  [32]

Система унификации пределов взрываемости может быть частично объяснена на основании имеющихся данных о тепловом режиме реакции в пламени. Для бедных смесей, содержащих углеродсодержащее горючее и кислород, объяснение унифицированной закономерности оказывается достаточно полным. В его основе лежит факт, замеченный рядом исследователей: температура горения бедных предельных смесей различных углеродсодержащих горючих имеет примерно одинаковое значение Тькр 1600 К; отклонения от него, как правило, не превосходят 100 К.  [33]

Исследованиями установлено, что для сжигания газовоздушной смеси необходим определенный минимум тепловой энергии, за который принимается наименьшая величина энергии искры электрического разряда, способной воспламенить наиболее воспламеняемые компоненты смеси. Зельдовичем [24], объясняет, что точечный мгновенный тепловой источник нагревает до некоторой температуры сферический объем газовоздушной среды. Под действием этой температуры среда, окружающая источник воспламенения, загорается. В момент, когда температура источника воспламенения упадет до температуры, близкой к температуре горения смеси, дальнейшее ее охлаждение прекращается, и горение будет поддерживаться за счет тепла, выделяемого при этом процессе.  [34]

Для углеводородных пламен кинетика реакции в зоне пламени определяется, как мы видели, реакцией догорания окиси углерода и, следовательно, одинакова для всех углеводородных горючих. Излучательная способность и теплоемкость продуктов сгорания также примерно одинаковы. Отсюда можно вывести закономерность, которую эмпирически установили очень давно Берджесс и Уилер [62]: калорийность на один моль смеси на нижнем концентрационном пределе постоянна и составляет около 10 6 ккал / мояъ. Для верхнего концентрационного предела простая оценка по калорийности уже не годится из-за расхода тепла на термическое разложение избыточного углеводорода. Но как показали Эджертон и Паулинг [63], правило постоянства температур горения предельных смесей остается в силе.  [35]

Для углеводородных пламен кинетика реакции в зоне пламени определяется, как мы видели, реакцией догорания окиси углерода и, следовательно, одинакова для всех углеводородных горючих. Излучательная способность и теплоемкость продуктов сгорания также примерно одинаковы. Отсюда можно вывести закономерность, которую эмпирически установили очень давно Берджесс и Уилер [62]: калорийность на один моль смеси на нижнем концентрационном пределе постоянна и составляет около 10 6 ккал / моль. Для верхнего концентрационного предела простая оценка по калорийности уже не годится из-за расхода тепла на термическое разложение избыточного углеводорода. Но как показали Эджертон и Паулинг [63], правило постоянства температур горения предельных смесей остается в силе.  [36]

Предположим, что химическая реакция горения протекает полностью и продуктами реакции являются пары воды Н20, углекислый газ С02 или при недостатке кислорода окись углерода СО. Для стехиометрической водородно-кислородной ( гремучей) горючей смеси делением теплоты образования водяного пара 58 ккал / моль на теплоемкость 8 кал / моль-град получим температуру горения 7250 градусов. Для случая полного сгорания твердого углерода в кислороде ( Ст 02С02 94 ккал / моль) получим температуру горения ще больше, 11 750 К. Температуры такого же порядка получаются и для других углеводородных топлив. Приведенные здесь фантастически высокие температуры горения относятся к плазменному состоянию вещества, они не осуществляются в действительности; температуры горения кислородных смесей лежат в пределах 3000 - 4000 К.  [37]

Из изложенного следует, что скорость окисления вторичной окиси углерода в основном зависит е от специфики исходной горючей смеси, а от константы скорости реакции, которая экспоненциально зависит от Тщах, - близкой к Ть. Основным фактором, определяющим ип, является температура горения. В свою очередь Тъ линейно зависит от теплоты сгорания. Интенсивности излучения продуктов сгорания предельных смесей также примерно одинаковы ( ем. Поэтому для бедных смесей углеродсодержащих горючих величина ип, а с нею и критический состав определяются в основном температурой горения. Это объясняет, почему температура горения смесей предельного состава имеет постоянное значение ТЬкр.  [38]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Горение топлива.

Топливо и его горение



Топливом называют горючие вещества, применяемые для получения теплоты (тепловой энергии) при их сжигании. Под сжиганием обычно подразумевают окисление горючих веществ кислородом воздуха. Промышленным топливом считаются не все горючие вещества, а лишь те, которые удовлетворяют следующим требованиям:

  • при сгорании выделяют достаточно большое количество теплоты;
  • не дают продуктов сгорания, губительно действующих на окружающий растительный и животный мир;
  • встречаются в больших количествах в природе или легко получаются при переработке других веществ;
  • легко добываются и транспортируются на большие расстояния;
  • быстро воспламеняются.

Топливо, добываемое из недр земли в готовом виде, называют естественным, а получаемое путем переработки горючих веществ и природного топлива – искусственным. Как естественное, так и искусственное топливо подразделяют на твердое, жидкое и газообразное.

В качестве примера естественных твердых топлив можно привести ископаемый уголь, торф, горючие сланцы, дрова, отходы сельскохозяйственного производства. Искусственное твердое топливо – кокс, полукокс, пылевидное топливо, брикеты, древесный уголь. К естественному жидкому топливу относится нефть, а к искусственному – получаемые из нефти продукты – бензин, керосин, дизельное топливо, газойль, мазут, нефтяное и котельное топливо.

По назначению топливо подразделяют на энергетическое и технологическое. К энергетическим относят все низкосортные топлива, которые можно сжигать на электростанциях, в производственно-бытовых и других тепловых установках в натуральном виде или после переработки. Это антрацит, бурые угли, торф, природный газ, а также продукты переработки других топлив. К технологическому топливу относят высокосортное топливо и коксующиеся угли.

По методу добычи и потребления различают местное и привозное топливо.

***

Составные части топлива

Топливо состоит из органической и минеральной частей. Органическую часть топлива составляют следующие химические элементы: углерод (С), водород (Н2), кислород (О2), азот (N2) и сера (S). Топливо может состоять из смеси этих элементов или только их части. Так, органическую массу кокса или древесного угля в основном составляет углерод, а нефтепродуктов и газового топлива – углерод, водород и кислород.

Наиболее ценные из перечисленных элементов топлива – углерод и водород. Кислород и азот являются внутренним балластом топлива, поскольку они не горят. Сера является нежелательным компонентом топлива, несмотря на то, что сгорая, она выделяет теплоту. При сгорании этого элемента образуется сернистый газ и серная кислота, пагубно влияющие на экологию и вызывающие сильную коррозию металлов.

Минеральная часть топлива составляют вода и минеральные примеси, которые являются внешней балластной частью (внешним балластом) топлива. Содержание балластной части в топливе очень нежелательно, поскольку увеличивая массу и объем топлива, она уменьшает его тепловую ценность. Минеральные составляющие после сжигания образуют твердый остаток – золу.

***

Сущность процесса горения

Горение есть окисление горючих элементов топлива кислородом, сопровождающееся выделением теплоты. В зависимости от скорости распространения пламени различают нормальное горение и горение со взрывом. При нормальном горении скорость распространения пламени равна 15-25 м/с, а при взрывном горении – 2000-3000 м/с. Чтобы топливо начало гореть, его необходимо нагреть до определенной температуры, называемой температурой воспламенения. Так, например, каменный уголь воспламеняется при температуре 225-375 ˚С, сухой торф – 225-300 ˚С, дрова – 350-450 ˚С, керосин – 380 ˚С, бензин – 415 ˚С, метан (СН4) – 650-700 ˚С и т. д.

При нагревании топлива до температуры воспламенения начинается распад горючей массы на составные элементы, которые затем окисляются кислородом и выделяют теплоту. Эта теплота способствует нагреву массы близлежащего топлива, в которых начинают протекать аналогичные процессы (распад и окисление), и, таким образом, вся масса топлива, находящегося в топке, начинает гореть. Для того, чтобы процесс горения не прекратился, выделяющаяся теплота должна поддерживать температуру топлива не ниже температуры воспламенения.

Горение может быть полным и неполным. Полным горением называют процесс окисления горючих элементов топлива кислородом, при котором выделяются продукты, не способные гореть в дальнейшем. Неполное сгорание топлива сопровождается выделением продуктов горения, которые в дальнейшем могут воспламеняться и сгорать повторно. Так, при полном сгорании углерода выделяется углекислый газ СО2, который в дальнейшем гореть не способен.

Однако, если углерод сгорает при недостаточном количестве кислорода, то продуктом его окисления является углекислота СО, которая может загореться при соответствующих условиях. При этом неполное горение сопровождается выделением значительно меньшего количества теплоты, т. е. считается нежелательным явлением. Для того чтобы процесс горения был полным, необходимо обеспечить подачу достаточного количества воздуха (содержащего кислород) в зону горения. На практике, сжигая топливо, стараются придерживаться определенного баланса между количеством воздуха и топлива, поскольку избыток воздуха сопровождается потерями теплоты на его подогрев.

***



Количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива

Количество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, определить несложно, если известно процентное содержание в топливе основных горючих элементов – углерода, водорода, серы и кислорода. Так как атомная масса углерода 12, а кислорода – 16, то для получения углекислого газа СО2 необходимо 12 частей углерода соединить с 32 частями кислорода, т. е. на одну массовую долю углерода должно приходиться 2,67 частей кислорода. Зная атомную массу водорода и серы, а также формулы продуктов их полного окисления, можно аналогично рассчитать необходимое количество кислорода для сжигания 1 части любого горючего элемента.

При определении количества воздуха, необходимого для полного горения, следует учитывать, что в топливе тоже содержится некоторое количество кислорода, а также то, что массовая доля кислорода в воздухе - 23,2 %. В общем случае формула для определения массового количества воздуха для полного сгорания топлива имеет вид:

mT = (2,67Ср + 8Нр + Sр – Ор)/0,232,

где: Ср, Нр, Sр, Ор – соответственно массовое содержание углерода, водорода, серы и кислорода в топливе.

При сгорании топлива часть кислорода воздуха не успевает вступить в реакцию окисления, поэтому для обеспечения полного сгорания топлива следует к нему подводить воздух с некоторым избытком по сравнению с теоретически необходимым количеством. Отношение действительного количества воздуха к теоретически необходимому количеству называют коэффициентом избытка воздуха. На практике этот коэффициент (в зависимости от вида топлива) может принимать значения от 1,05 (газообразное и пылевидное топливо) до 1,8 (твердое топливо).

***

Теплота сгорания топлива

Важнейшая характеристика топлива – теплота его сгорания – количество теплоты, выделившейся при полном сгорании единицы количества топлива (для жидких и твердых топлив – кг, для газообразных – м3). Различают высшую и низшую теплоту сгорания. Высшей теплотой сгорания Qв называют теплоту, выделяемую при полном сгорании единицы количества топлива, в результате которого образующаяся влага конденсируется и выделяется в виде жидкости из продуктов сгорания. Если в результате сгорания единицы количества топлива образуемая влага остается в продуктах сгорания в парообразном состоянии, то выделяемую при этом теплоту называют низшей теплотой сгорания Qн. Эта величина меньше высшей теплоты сгорания топлива на теплоту парообразования (конденсации) влаги, образуемой при сжигании единицы количества топлива.

Теплоту сгорания топлива, кДж/кг, можно определить опытным путем (при сжигании порции топлива в специальном приборе – калориметре) или расчетом (по формулам Менделеева), если известен элементарный состав топлива.

Например, для твердого топлива:

Qв = 339С + 1250Н – 108,85(О – S);

для жидкого топлива:

Qн = Qв – 25,1(9Нр + Wр),

где: С, Н, О, S и W – соответственно процентное содержание углерода, водорода, кислорода, серы и влаги в рабочем топливе.

***

Условное топливо

При расчете расхода топлива, а также топливных ресурсов пользуются понятием условное топливо. Это реальное топливо, теплота сгорания которого равна 29,3 МДж/кг. Для перевода любого топлива в условное, пользуются тепловым эквивалентом, который получается от деления теплоты Qрц сгорания данного топлива на теплоту сгорания условного топлива, т. е. на 29300 кДж/кг или 29,3 МДж/кг. Так, например, для торфа Эт = 8500/29300 = 0,29, т. е. 1 тонна торфа по своей тепловой ценности равноценна 0,29 тонны условного топлива.

***

Температура горения топлива

Следует различать теоретическую и действительную температуру горения.Теоретической температурой горения называют максимальную температуру, которую способно давать данное топливо при полном сгорании с теоретически необходимым количеством воздуха. Ее определяют опытным путем, или аналитически, используя формулы, в которых учитывается массовая доля и теплотворная способность каждого горючего элемента в топливе. При этом теоретическая температура горения будет равна отношению теплоты, полученной от сгорания единицы топлива, к сумме произведений массовых составляющих горючих элементов на их теплотворную способность. Теоретически определенная температура горения топлива всегда выше действительной, поскольку при расчетах не учитывается ее понижение из-за потерь теплоты на лучеиспускание, избыток воздуха при сжигании, неполное сгорание топлива и т. п.

Действительная температура горения (при коэффициенте избытка воздуха равном 1,0): антрацита - 2270 ˚С, торфа – 1700 ˚С, мазута – 1125 ˚С, природного газа – 2000 ˚С.

***

Способы сжигания топлива

В котельной практике известны слоевой, факельный и вихревой способы сжигания топлива.

Слоевой способ сжигания топлива (рис. 1а) заключается в следующем. Загруженное в топку топливо распределяется ровным слоем по колосниковой решетке, через которую проходит воздух, встречающий на своем пути неподвижный или движущийся слой горящего топлива. При взаимодействии с топливом воздух превращается в газовоздушный поток, который, пройдя через топочное пространство, выходит наружу. Для предотвращения уноса топлива необходимо, чтобы вес частичек топлива был больше силы газовоздушного потока. Однако, при слишком больших размерах кусков топлива замедляется процесс горения и уменьшается количество теплоты, получаемой в единицу времени, поэтому оптимальный размер кусков – 20-30 мм.

Основным достоинством слоевого способа сжигания твердого топлива является наличие на колосниках запаса горящего топлива, обеспечивающего устойчивость протекания процесса. Существенным недостатком этого способа является необходимость использования твердого топлива с оптимальными размерами кусков, что требует предварительной их сортировки и дробления.

Факельный способ сжигания топлива (рис. 1б), в отличие от слоевого, заключается в том, что частицы топлива движутся вместе с газовоздушным потоком в топочном пространстве. Поэтому масса частиц должна быть как можно меньше, и они должны удерживаться в газовоздушном потоке. Этим обеспечивается очень тщательное перемешивание частичек топлива с воздухом, интенсивное их горение, получается более однородный, устойчивый факел горения и происходит наиболее полное выгорание горючих элементов, составляющих горючую массу топлива. Поэтому при факельном способе применяют твердое топливо в виде очень мелких частичек (пыли), размеры которых составляют доли миллиметра.

Существенный недостаток этого способа – малая скорость обтекания частиц топлива газовоздушным потоком, которая не позволяет значительно увеличить интенсивность горения, а также большая чувствительность к изменению режима работы, поскольку в топочном пространстве постоянно находится небольшое количество (запас) топлива. Поэтому регулирование процесса возможно при одновременном изменении подачи топлива и воздуха.

Вихревой способ сжигания топлива (рис. 1в) заключается в создании в топочном пространстве вихря, благодаря которому топливо, поступающее в топку, подхватывается газовоздушным потоком и движется вместе с ним по определенной траектории до полного выгорания горючих элементов из горючей массы. Вихревое движение топлива в газовоздушном потоке способствует более длительному нахождению топлива в топочном пространстве, что создает условия для полного сгорания частиц размером 3-5 мм и для получения более устойчивого горения, чем при факельном способе сжигания.

***

Котлы и котельные установки

Скачать теоретические вопросы к экзаменационным билетам по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word, размер файла 68 кБ)

Скачать рабочую программу по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word):

Скачать календарно-тематический план по учебной дисциплине "Основы гидравлики и теплотехники" (в формате Word):



k-a-t.ru