Физически понятия за изгаряне на гориво

Химична стабилност

Имайки предвид химичните свойства на бензина, е необходимо да се съсредоточим върху това колко дълго съставът на въглеводородите ще остане непроменен, тъй като при продължително съхранение по-леките компоненти изчезват и производителността значително намалява.
По-специално, проблемът е остър, ако от бензин с минимално октаново число се получи гориво с по-висок клас (AI 95) чрез добавяне на пропан или метан към неговия състав. Техните антидетонационни качества са по-високи от тези на изооктана, но те също така се разсейват незабавно.

Според GOST химичният състав на горивото от всяка марка трябва да бъде непроменен в продължение на 5 години, при спазване на правилата за съхранение. Но всъщност често дори новозакупеното гориво вече има октаново число под посоченото.

За това са виновни недобросъвестни продавачи, които добавят втечнен газ към контейнери с гориво, чието време за съхранение е изтекло, а съдържанието не отговаря на изискванията на GOST. Обикновено към едно и също гориво се добавят различни количества газ, за ​​да се получи октаново число 92 или 95. Потвърждение на такива трикове е острата миризма на газ в бензиностанцията.

Скорост - Изгаряне - Гориво

Каква е реалната цена на 1 литър бензин
Скоростта на изгаряне на горивото се увеличава значително, ако горимата смес е в интензивно вихрово (турбулентно) движение. Съответно, интензивността на турбулентен топлообмен може да бъде много по-висока от тази на молекулярната дифузия.

Скоростта на горене на горивото зависи от редица причини, разгледани по-нататък в тази глава, и по-специално от качеството на смесване на горивото с въздуха. Скоростта на изгаряне на горивото се определя от количеството изгорено гориво за единица време.

Скоростта на изгаряне на горивото и съответно скоростта на отделяне на топлина се определят от размера на повърхността на изгаряне. Въглищният прах с максимален размер на частиците от 300 до 500 микрона има повърхност на горене, десетки хиляди пъти по-голяма от грубо сортирано гориво за решетки.

Скоростта на изгаряне на горивото зависи от температурата и налягането в горивната камера, увеличавайки се с увеличаването им. Следователно, след запалване, скоростта на горене се увеличава и става много висока в края на горивната камера.

Скоростта на изгаряне на горивото също се влияе от оборотите на двигателя. С увеличаване на броя на оборотите продължителността на фазата намалява.

Турбулентността на газовия поток рязко увеличава скоростта на изгаряне на горивото поради увеличаване на площта на повърхността на горене и скоростта на разпространение на фронта на пламъка с увеличаване на скоростта на пренос на топлина.

При работа на постна смес скоростта на горене се забавя. Следователно количеството топлина, отделяно от газовете на части, се увеличава и двигателят се прегрява. Признаци за прекалено постна смес са светкавиците в карбуратора и всмукателния колектор.

Турбулентността на газовия поток рязко увеличава скоростта на изгаряне на горивото поради увеличаване на площта на горивната повърхност и скоростта на разпространение на фронта на пламъка поради увеличаване на скоростта на пренос на топлина.

Нормалните алкани имат максимално цетаново число, което характеризира скоростта на изгаряне на горивото в двигателя.

Съставът на работната смес силно влияе върху скоростта на изгаряне на горивото в двигателя. Тези условия се осъществяват при коеф.

Влиянието на качеството на развитието на горивния процес се определя от скоростта на изгаряне на горивото в основната фаза. Когато в тази фаза се изгори голямо количество гориво, стойностите на pz и Tz се увеличават, делът на горивото след изгаряне намалява по време на процеса на разширяване и индексът на политроп nz става по-голям.Това развитие на процеса е най-благоприятно, тъй като се постига най-доброто използване на топлината.

В работния процес на двигателя стойността на скоростта на изгаряне на горивото е много важна. Скоростта на горене се разбира като количеството (масата) на горивото, което реагира (изгаря) за единица време.

Редица общи явления показват, че скоростта на изгаряне на горивото в двигателите е съвсем естествена, а не случайна. Това се показва от възпроизводимостта на повече или по-малко еднозначни цикли в цилиндъра на двигателя, което всъщност определя стабилната работа на двигателите. При същите двигатели продължителният характер на горенето винаги се наблюдава при постни смеси. Усилената работа на двигателя, която се получава при висока скорост на реакциите на горене, се наблюдава, като правило, при дизелови двигатели без компресор, а меката работа - при двигатели с запалване от електрическа искра. Това показва, че коренно различното образуване на смес и запалването причиняват редовна промяна в скоростта на горене. С увеличаване на броя на оборотите на двигателя продължителността на горенето намалява във времето, а в ъгъла на въртене на коляновия вал се увеличава. Кинетичните криви на хода на изгарянето в двигателите са сходни по природа с кинетичните криви на редица химични реакции, които не са пряко свързани с двигателите и протичат при различни условия.

Експериментите показват зависимостта на интензивността на лъчистия топлообмен от скоростта на изгаряне на горивото. С бързото горене в основата на факела се развиват по-високи температури и се засилва топлопредаването. Нехомогенността на температурното поле, заедно с различните концентрации на излъчващи частици, води до нехомогенност на степента на пламъчна чернота. Всичко по-горе създава големи трудности за аналитичното определяне на температурата на радиатора и степента на излъчване на пещта.

При ламинарен пламък (вижте раздел 3 за повече подробности), скоростта на изгаряне на горивото е постоянна и Q 0; процесът на горене е безшумен. Ако обаче зоната на горене е турбулентна и това е разглежданият случай, тогава дори ако разходът на гориво е постоянен средно, местната скорост на горене се променя във времето и за елемент с малък обем Q.Q. Турбуленцията непрекъснато нарушава пламъка; във всеки даден момент горенето е ограничено от този пламък или поредица от пламъци, заемащи произволно положение в зоната на горене.

Температура на горене и калоричност на дърва за огрев

Вероятно всички са се сблъсквали с проблема с разпалването на огън в лятната си вила или с дърва в скарата / камината у дома и са си задавали въпроса - защо не светят. Така че, като правило, трупите не светят, т.к. не са създадени условия за подпалването им, а именно липсва температура.

В края на краищата не всеки знае, че за запалване на дърва за огрев е необходима температура над 290-320 градуса по Целзий за почти всякакъв вид дървесина. В същото време самото дърво гори при температура около 850-950 градуса. В този случай например обикновените въглища се запалват при температура 550-650 градуса, а температурата на горене е от 1000 до 1300 градуса по Целзий.

И как да определите каква е температурата в огън, камина или барбекю със собствените си ръце без импровизирани средства?

Можете просто да разберете температурата, при която гори дървените трупи - по цвета на горящите дървени дърва за огрев, защото цветът на дървото се променя в зависимост от температурата, при която те изгарят под въздействието на продуктите от горенето и окисляването.

Почти всички обичат да гледат пламъците. Основната функция на огъня е да отоплява помещението и да загрява различни предмети. Частните домове използват твърдо гориво. Трябва да се разбере, че температурата на горене на дърва за огрев във всяка печка зависи от структурата на печката, условията, а също и от вида на дървото. Следователно различните регистрационни файлове изпълняват специфични задачи.

За да може материалът или пропанът да започнат да горят в пещта, той се нуждае от кислород.Взаимодействието на органичния материал с кислорода по време на горенето отделя въглероден диоксид и водни пари, които се изхвърлят през специално монтиран комин в конструкцията на пещта.

Всяко гориво има специфичен химичен състав. Вътрешният състав на дървесината, петрола или въглищата също се различава. Например въглищата могат да съдържат малко или значително количество пепел. Дървото може да излъчва различни температури и освен това има отличен хранителен състав.

Температурата на горене се проверява в специални лаборатории с помощта на сравнителен тест, тъй като е просто невъзможно да извършите тази процедура сами у дома. За да се получат точни резултати, дървото трябва да се изсуши до определено съдържание на влага.

Топлинен капацитет на дървото:

• Бреза - 4968.
• Бора 4907-4952.
• Смърч - 4860.
• Елша - 5050.
• Аспен - 4950.

Преди да използвате дърва за огрев, е необходимо да вземете предвид степента на сухота, тъй като мокрото гориво ще изгаря слабо, в резултат на което то отделя минимум топлина. Ето защо, преди да използвате твърдо гориво в печка на дърва, то трябва да се държи известно време в сухо помещение, за да изсъхне.

Важно е да се отбележи, че температурата на горене на дървесината е неточна концепция. Горимите материали трябва да бъдат оценени за способността им да генерират малко топлина. Този показател се измерва в калории (единица топлина, необходима за нагряване на водата с един градус).

Качество на дърва за огрев

Топлопроводимостта на дървото в печката зависи от съдържанието на влага в тях. Всяко дърво съдържа голямо количество вода, която се извлича от корените. По време на горенето такова гориво ще отделя не само топлина, но и пара, тъй като водата се изпарява.

За да разберете това по-добре, трябва да знаете, че ако дървесината съдържа не повече от 15% вода, то нейната топлинна мощност ще бъде приблизително 3660 калории. В сравнение със сухото гориво това е много ниска цифра.

Използването на сурово гориво е като изхвърляне на част от сухото гориво. Влагата намалява преноса на топлина толкова много, че би било достатъчно да се загреят десет литра вода.

Най-често хората използват дърва за огрев от габър, бук, бор, дъб, бреза и акация. Борът, добит през лятото, лиственица, клен и пепел дават най-много топлина. Също така, предимство трябва да се даде на дъб, който е отсечен през лятото, температурата му ви позволява да отоплявате голяма стая.

Кестен, кедър, ела и смърч отделят по-малко топлина. Не се препоръчва да се приготвя гориво от топола, трепетлика, елша, върба и липа, тъй като те съдържат голямо количество влага.

Най-добре е да събирате дърва за печката от тежко и плътно дърво.

Всички дърва за огрев изгарят по същия начин: някои са почти напълно, други имат някакви остатъци. Това зависи не само от химическата реакция и вида на горивото, но и от самата пещ. За отопление трябва да изберете дърва за огрев, чийто топлопренос е най-малко 3800 калории.

Традиционният термометър не е подходящ за измерване на температурата на горивото. Тази процедура изисква специално устройство, наречено пирометър.

Важно е да се отбележи, че високата температура на горене не е индикация, че дървото ще има висок топлопренос. Много зависи от дизайна на фурната. За да се повиши температурата, е достатъчно да се намали количеството подаван кислород.

Съвети

• Ако вратата на фурната е плътно затворена и в същото време мирише на влага, тогава трябва да проверите плътността на конструкцията.
• Коминът трябва да издържа добре на агресивна среда, тъй като дървесината съдържа различни киселини.
• В случай на използване на дървесина, съдържаща смола, коминът трябва да бъде добре почистен.
• За бързо загряване на помещението се препоръчва да се увеличи подаването на кислород и да се използват дърва за огрев, чиято температура на горене е по-висока от останалите.

За да разберете процеса на отопление на помещение с помощта на печка, е наложително да знаете за температурата на горене на горивото.

Дървата за огрев са класически вариант на твърдо гориво в залесените райони. Изгарянето на дърва дава възможност за получаване на топлинна енергия, докато температурата на горене на дървесината пряко влияе върху ефективността на използването на горивото. Температурата на пламъка зависи от вида на дървесината, както и от съдържанието на влага в горивото и условията на неговото изгаряне.

Температурата на горене на дървесината определя степента на топлопреминаване на горивото - колкото по-висока е тя, толкова повече топлинна енергия се отделя по време на горенето на дърва за огрев. В този случай специфичната отоплителна стойност на горивото зависи от характеристиките на дървото.

Индикаторите за топлопреминаване в таблицата са посочени за дърва за огрев, изгорени при идеални условия:

• минимално съдържание на влага в горивото;
• изгарянето става в затворен обем;
• подава се кислород - доставя се количеството, което е необходимо за пълно изгаряне.

Има смисъл да се ръководим от табличните стойности на калоричността само за сравняване на различни видове дърва за огрев помежду си - в реални условия топлопредаването на горивото ще бъде значително по-ниско.

Какво е горенето

Изгарянето е изотермично явление - тоест реакция с отделянето на топлина.

1. Подгряване. Парчето дърво трябва да се нагрее с външен източник на огън до температурата на запалване. При нагряване до 120-150 градуса дървото започва да се овъглява и се образуват въглища, способни на самозапалване. При нагряване до 250-350 градуса започва процесът на термично разлагане в газообразни компоненти (пиролиза).

2. Изгаряне на пиролизни газове. По-нататъшното нагряване води до повишено термично разлагане и концентрираните пиролизни газове пламват. След огнището запалването постепенно започва да обхваща цялата зона на нагряване. Това води до стабилен светложълт пламък.

3. Запалване. По-нататъшното нагряване ще запали дървото. Температурата на запалване в естествени условия варира от 450 до 620 градуса. Дървесината се запалва под въздействието на външен източник на топлинна енергия, който осигурява нагряването, необходимо за рязко ускоряване на термохимичната реакция.

Запалимостта на дървесното гориво зависи от редица фактори:

• обемно тегло, форма и разрез на дървен елемент;
• степента на влага в дървото;
• тягова сила;
• местоположението на обекта, който трябва да се запали, спрямо въздушния поток (вертикален или хоризонтален);
• плътност на дървото (порестите материали се запалват по-лесно и по-бързо от плътните, например по-лесно е да се запали елхово дърво, отколкото дъб).

За запалване е необходимо добро, но не прекомерно сцепление - необходимо е достатъчно количество кислород и минимално разсейване на топлинната енергия на изгаряне - необходимо е да се затоплят съседни участъци от дървесината.

4. Изгаряне. При условия, близки до оптималните, първоначалното огнище на пиролизни газове не избледнява, от запалването процесът се превръща в стабилно изгаряне с постепенно покриване на целия обем гориво. Изгарянето е разделено на две фази - тлеещо и пламтящо горене.

Тлеенето включва изгаряне на въглища, твърд продукт от процеса на пиролиза. Отделянето на запалими газове е бавно и те не се запалват поради недостатъчна концентрация. Газообразните вещества при охлаждане се кондензират, образувайки характерен бял дим. В процеса на тлеене въздухът прониква дълбоко в дървото, поради което зоната на покритие се разширява. Изгарянето с пламък се осигурява от изгарянето на пиролизните газове, докато горещите газове се движат навън.

Изгарянето се поддържа, докато има условия за пожар - наличие на неизгоряло гориво, подаване на кислород, поддържане на необходимото ниво на температурата.

5. Затихване. Ако едно от условията не е изпълнено, процесът на горене спира и пламъкът изгасва.

За да разберете каква е температурата на горене на дървесината, използвайте специално устройство, наречено пирометър. Други видове термометри не са подходящи за тази цел.

Има препоръки за определяне на температурата на горене на дървесното гориво по цвета на пламъка. Тъмночервените пламъци показват нискотемпературно горене, белите пламъци показват високи температури поради увеличеното течение, при което по-голямата част от топлинната енергия отива в комина. Оптималният цвят на пламъка е жълт, така изгаря сухата бреза.

В котлите и печките на твърдо гориво, както и в затворените камини е възможно да се регулира притока на въздух в камината чрез регулиране на интензивността на горивния процес и преноса на топлина.

Кипене - бензин

Октаново число Бензинов състав

Бензинът започва да кипи при относително ниска температура и протича много интензивно.

Краят на точката на кипене на бензина не е посочен.

Началото на кипене на бензин е под 40 C, края е 180 C, температурата на началото на кристализацията не е по-висока от 60 C. Киселинността на бензина не надвишава 1 mg / 100 ml.

Крайната точка на кипене на бензина според GOST е 185 C, а действителната е 180 C.

Крайната точка на кипене на бензина е температурата, при която стандартна (100 ml) порция тестов бензин е напълно дестилирана (сварена) от стъклената колба, в която се намира в хладилника-приемник.

Схема за стабилизираща инсталация.

Крайната точка на кипене на бензина не трябва да надвишава 200 - 225 C. За авиационните бензини крайната точка на кипене е много по-ниска, достигайки в някои случаи до 120 C.

MPa, точката на кипене на бензина е 338 K, средната му моларна маса е 120 kg / kmol, а топлината на изпаряване е 252 kJ / kg.

Началната точка на кипене на бензина, например 40 за авиационния бензин, показва наличието на леки фракции с ниско кипене, но не посочва тяхното съдържание. Точката на кипене на първите 10% фракция, или началната температура, характеризира началните свойства на бензина, неговата летливост, както и тенденцията за образуване на газови брави в системата за подаване на бензин. Колкото по-ниска е точката на кипене на 10% фракция, толкова по-лесно е да стартирате двигателя, но също така е по-голяма възможността за образуване на газови брави, които могат да причинят прекъсвания в подаването на гориво и дори да спрат двигателя. Твърде високата точка на кипене на стартовата фракция затруднява стартирането на двигателя при ниски температури на околната среда, което води до загуби на бензин.

Влияние на крайната точка на кипене на бензина върху неговата консумация по време на работа на превозното средство. Ефектът от температурата на дестилация на 90% бензин върху октановото число на бензините от различен произход.

Намаляването в края на точката на кипене на риформинг бензини води до влошаване на тяхната детонационна устойчивост. За справяне с този проблем са необходими изследвания и икономически изчисления. Трябва да се отбележи, че в чуждестранната практика на редица страни в момента се произвеждат и използват моторни бензини с точка на кипене 215 - 220 С.

Влияние на крайната точка на кипене на бензина върху неговата консумация по време на работа на превозното средство. Влияние на температурата на дестилация на 90% бензин върху октановото число на бензините от различен произход.

Намаляването в края на точката на кипене на риформинг бензини води до влошаване на тяхната детонационна устойчивост. За справяне с този проблем са необходими изследвания и икономически изчисления. Трябва да се отбележи, че в чуждестранната практика на редица страни в момента се произвеждат и използват моторни бензини с точка на кипене 215 - 220 С.

Ако точката на крайно кипене на бензина е висока, тогава съдържащите се в него тежки фракции може да не се изпарят и следователно да не изгорят в двигателя, което ще доведе до увеличен разход на гориво.

Намаляването на точката на кипене на правите бензини води до увеличаване на тяхната устойчивост на детонация.Нискооктановите праволинейни бензини имат октанови числа съответно 75 и 68 и се използват като компоненти на моторните бензини.

Какъв е процесът на горене

Изотермична реакция, при която се отделя определено количество топлинна енергия, се нарича горене. Тази реакция преминава през няколко последователни етапа.

На първия етап дървото се загрява от външен източник на огън до точката на запалване. Тъй като се загрява до 120-150 ℃, дървесината се превръща във въглен, който е способен на самозапалване. При достигане на температура от 250-350 ℃, запалимите газове започват да се отделят - този процес се нарича пиролиза. В същото време горният слой от дърво тлее, което е придружено от бял или кафяв дим - това са смесени пиролизни газове с водна пара.

На втория етап, в резултат на нагряването, пиролизните газове светват със светложълт пламък. Постепенно се разпространява по цялата площ на дървесината, като продължава да загрява дървото.

Следващият етап се характеризира с запалване на дървото. Като правило, за това той трябва да се загрее до 450-620 ℃. За да може дървото да се възпламени, е необходим външен източник на топлина, който ще бъде достатъчно интензивен, за да нагрее бързо дървото и да ускори реакцията.

В допълнение, фактори като:

• сцепление;
• съдържание на влага в дървесината;
• разрез и форма на дърва за огрев, както и техния брой в един раздел;
• дървесна структура - рохките дърва изгарят по-бързо от гъстата дървесина;
• разположение на дървото спрямо въздушния поток - хоризонтално или вертикално.

Нека изясним някои моменти. Тъй като влажната дървесина при изгаряне преди всичко изпарява излишната течност, тя се запалва и изгаря много по-зле от сухата дървесина. Формата също има значение - оребрените и назъбени трупи се запалват по-лесно и по-бързо от гладките и кръгли.

Тягата в комина трябва да е достатъчна, за да осигури притока на кислород и да разсее топлинната енергия вътре в горивната камера към всички предмети в нея, но да не издухва огъня.

Четвъртият етап на термохимичната реакция е стабилен процес на горене, който след избухването на пиролизните газове покрива цялото гориво в пещта. Изгарянето протича в две фази - тлеене и изгаряне с пламък.

В процеса на тлеене въглищата, образувани в резултат на пиролиза, изгарят, докато газовете се отделят доста бавно и не могат да се възпламенят поради ниската си концентрация. Кондензиращите газове образуват бял дим, докато се охлаждат. Когато дървото тлее, свежият кислород постепенно прониква вътре, което води до по-нататъшно разпространение на реакцията към всички останали горива. Пламъкът възниква от изгарянето на пиролизни газове, които се движат вертикално към изхода.

Докато в пещта се поддържа необходимата температура, подава се кислород и има неизгоряло гориво, процесът на горене продължава.

Ако такива условия не се поддържат, тогава термохимичната реакция преминава в последния етап - затихване.

Изгаряне - бензин

Дизайн и принцип на работа Bosch Motronic MED 7 система за директно впръскване на бензин

Изгарянето на бензин, керосин и други течни въглеводороди се случва в газовата фаза. Изгарянето може да се случи само когато концентрацията на горивни пари във въздуха е в определени граници, индивидуални за всяко вещество. Ако малко количество горивни пари се съдържа във въздуха IB, изгарянето няма да се случи, както и в случаите, когато има твърде много горивни пари и няма достатъчно кислород.

Изменение на температурата на повърхността на керосина по време на гасенето с пяна. | Разпределение на температурата в керосина преди началото на гасенето (а и в края.

Когато бензинът изгаря, е известно, че се образува хомотермичен слой, чиято дебелина нараства с времето.

Когато бензинът изгори, се образуват вода и въглероден диоксид. Може ли това да служи като достатъчно потвърждение, че бензинът не е елемент?

Когато бензин, керосин и други течности се изгарят в резервоари, особено ясно се вижда смачкване на газовия поток в отделни обеми и изгарянето на всеки от тях поотделно.

Когато бензинът и маслото се изгарят в резервоари с голям диаметър, характерът на отоплението се различава значително от описания по-горе. Когато изгорят, се появява нагрят слой, чиято дебелина естествено се увеличава с течение на времето и температурата е същата като температурата на повърхността на течността. Под него температурата на течността спада бързо и става почти същата като началната температура. Характерът на кривите показва, че по време на горенето бензинът се разпада на два слоя - горен и долен.

Например изгарянето на бензин във въздуха се нарича химичен процес. В този случай се отделя енергия, равна на приблизително 1300 kcal на 1 мол бензин.

Анализът на продуктите от горенето на бензина и маслата става изключително важен, тъй като познаването на индивидуалния състав на такива продукти е необходимо за изучаване на процесите на горене в двигателя и за изследване на замърсяването на въздуха.

По този начин, когато бензинът се изгаря в широки резервоари, до 40% от топлината, отделена в резултат на горенето, се изразходва за радиация.

Таблица 76 показва скоростта на горене на бензин с тетранитро-метанови добавки.

Експериментите показват, че скоростта на изгаряне на бензин от повърхността на резервоара се влияе значително от неговия диаметър.

Подравняване на силите и средствата при гасене на пожар на участъка.

С помощта на GPS-600 пожарникарите се справиха успешно с елиминирането на изгарянето на бензин, който се разля по железопътната коловоза, осигурявайки движението на операторите на багажника до мястото, където танковете бяха свързани. След като ги разкачиха, с парче контактна жица, те прикрепиха 2 резервоара с бензин към пожарната машина и ги извадиха от пожарната зона.

Скоростта на нагряване на масла в резервоари с различни диаметри.

Особено голямо увеличение на скоростта на затопляне от вятъра е забелязано при изгаряне на бензин. Когато бензин гори в резервоар от 2 64 m при скорост на вятъра 1 3 m / s, скоростта на нагряване е 9 63 mm / min, а при скорост на вятъра 10 m / s, скоростта на нагряване се увеличава до 17 1 мм / мин.

Влажност и интензивност на горенето

Ако дървесината е била наскоро отсечена, тогава тя съдържа от 45 до 65% влага, в зависимост от сезона и вида. При такова сурово дърво температурата на горене в камината ще бъде ниска, тъй като голямо количество енергия ще бъде изразходвано за изпаряване на водата. Следователно, преносът на топлина от сурови дърва за огрев ще бъде доста нисък.

Има няколко начина за постигане на оптимална температура в камината и отделяне на достатъчно количество топлинна енергия за затопляне:

• Изгаряйте два пъти повече гориво наведнъж, за да отоплявате къщата или да готвите храна. Този подход е изпълнен със значителни материални разходи и увеличено натрупване на сажди и кондензат по стените на комина и в проходите.
• Суровите трупи се нарязват, нарязват се на малки трупи и се поставят под навес, за да изсъхнат. Като правило дървата за огрев губят до 20% влага за 1-1,5 години.
• Дърва за огрев можете да закупите вече добре изсушени. Въпреки че са малко по-скъпи, топлопредаването от тях е много по-голямо.

В същото време суровите брезови дърва за огрев имат доста висока калоричност. Освен това суровите трупи от габър, пепел и други видове дървесина с гъста дървесина са подходящи за използване.

Температура - горене - гориво

Зависимост на критерий Б от съотношението на площта на източниците на топлина към площта на цеха.

Интензивността на облъчването на работника зависи от температурата на горене на горивото в пещта, размера на отвора за зареждане, дебелината на стените на пещта в отвора за зареждане и, накрая, от разстоянието, на което работникът е от зареждането дупка.

Съотношенията CO / CO и H2 / HO в продуктите от непълно изгаряне на природен газ, в зависимост от коефициента на консумация на въздух a.

Практически постижимата температура 1L е температурата на горене на горивото в реални условия. При определяне на неговата стойност се вземат предвид топлинните загуби за околната среда, продължителността на горивния процес, методът на горене и други фактори.

Излишъкът от въздух влияе драстично на температурата на горене на горивото. Така, например, действителната температура на горене на природния газ с 10% излишък на въздух е 1868 C, с 20% излишък 1749 C и със 100% излишък на въздух, тя намалява до 1167 C. От друга страна , предварителното нагряване на въздуха, преминаващо към изгаряне на гориво, повишава температурата на изгарянето му. И така, при изгаряне на природен газ (1Max 2003 C) с въздух, нагрят до 200 C, температурата на горене се повишава до 2128 C, а когато въздухът се нагрява до 400 C - до 2257 C.

Обща схема на пещта.

При нагряване на въздух и газообразно гориво температурата на горене на горивото се повишава и следователно температурата на работното пространство на пещта също се повишава. В много случаи е невъзможно да се постигнат необходимите температури за даден технологичен процес без силно нагряване на въздух и газообразно гориво. Например стопяването на стомана в мартеневи пещи, за които температурата на горелката (поток от изгарящи газове) в пространството за топене трябва да бъде 1800 - 2000 C, би било невъзможно без нагряване на въздух и газ до 1000 - 1200 C. Когато отопление на промишлени пещи нискокалорични местни горива (влажни дърва за огрев, торф, кафяви въглища), тяхната работа без нагряване на въздуха често е дори невъзможна.

От тази формула може да се види, че температурата на горене на горивото може да се увеличи чрез увеличаване на неговия числител и намаляване на знаменателя. Зависимостта на температурата на горене на различни газове от съотношението на излишния въздух е показана на фиг.

Излишъкът от въздух също влияе рязко върху температурата на горене на горивото. И така, топлинната мощност на природния газ с излишък на въздух от 10% - 1868 C, с излишък на въздух от 20% - 1749 C и със 100% излишък е равна на 1167 C.

Ако температурата на горещия контакт е ограничена само от температурата на горене на горивото, използването на рекуперация дава възможност да се повиши температурата Тт чрез повишаване на температурата на продуктите от горенето и по този начин да се увеличи общата ефективност на TEG.

Обогатяването на взрива с кислород води до значително повишаване на температурата на горене на горивото. Както графичните данни на фиг. 17, теоретичната температура на изгаряне на горивото е свързана с обогатяване на взрива с кислород чрез зависимост, която е практически линейна до съдържанието на кислород в взрива от 40%. При по-високи степени на обогатяване дисоциацията на продуктите от горенето започва да има значителен ефект, в резултат на което кривите на температурната зависимост от степента на обогатяване на взрива се отклоняват от прави линии и асимптотично се доближават до температурите, ограничаващи за даден гориво. По този начин, разглежданата зависимост на температурата на изгаряне на горивото от степента на обогатяване с кислород на взрива има две области - област с относително ниско обогатяване, където има линейна зависимост, и област с висока обогатеност (над 40%), където повишаването на температурата има гниещ характер.

Важен термотехнически показател за работата на пещта е температурата на пещта, която зависи от температурата на горене на горивото и естеството на потреблението на топлина.

Пепелта от горивото, в зависимост от състава на минералните примеси, при температурата на изгаряне на горивото може да се разтопи на парчета шлака. Характеристиката на горивната пепел в зависимост от температурата е дадена в таблица. НО.

Стойността на tmaK в таблица. IV - З - калориметрична (теоретична) температура на горене на горивото.

Загубите на топлина през стените на пещите навън (в околната среда) намаляват температурата на горене на горивото.

Температура на горене на различни видове въглища

Дървесните видове се различават по плътност, структура, количество и състав на смолите. Всички тези фактори влияят върху калоричността на дървесината, температурата, при която тя гори, и характеристиките на пламъка.
Тополовото дърво е поресто, такива дърва за изгаряне ярко, но индикаторът за максимална температура достига само 500 градуса. Плътните дървесни видове (бук, ясен, габър) при изгаряне отделят над 1000 градуса топлина. Показателите за бреза са малко по-ниски - около 800 градуса. Лиственица и дъб пламват по-горещо, излъчвайки до 900 градуса по Целзий. Дървата за огрев от бор и смърч изгарят при 620-630 градуса.

Брезовите дърва за огрев имат по-добро съотношение на топлинна ефективност и цена - икономически не е изгодно да се отоплява с по-скъпи гори с високи температури на горене.

Смърч, ела и бор са подходящи за разпалване на огньове - тези иглолистни дървета осигуряват относително умерена топлина. Но не се препоръчва използването на такива дърва за огрев в котел на твърдо гориво, в печка или камина - те не отделят достатъчно топлина, за да отопляват ефективно дома и да готвят храна, изгарят с образуването на голямо количество сажди.

Нискокачествените дърва за огрев се считат за гориво от трепетлика, липа, топола, върба и елша - порестото дърво отделя малко топлина при горене. Елша и някои други видове дървесина „изстрелват“ въглища по време на горенето, което може да доведе до пожар, ако дървото се използва за запалване на открита камина.

Когато избирате, трябва да обърнете внимание и на степента на влага в дървесината - суровите дърва за огрев изгарят по-зле и оставят повече пепел.

В зависимост от структурата и плътността на дървесината, както и от количеството и характеристиките на смолите, зависи температурата на горене на дърва за огрев, тяхната калоричност, както и свойствата на пламъка.

Ако дървото е поресто, то ще изгори много ярко и интензивно, но няма да даде високи температури на горене - максималният показател е 500 ℃. Но по-плътното дърво, като габър, ясен или бук, изгаря при температура около 1000 ℃. Температурата на горене е малко по-ниска за бреза (около 800 ℃), както и за дъб и лиственица (900 ℃). Ако говорим за такива видове като смърч и бор, тогава те светят на около 620-630 ℃.

Когато избирате вид дърва за огрев, струва си да вземете предвид съотношението на разходите и топлинния капацитет на конкретно дърво. Както показва практиката, най-добрият вариант може да се счита за брезови дърва за огрев, в които тези показатели са най-добре балансирани. Ако закупите по-скъпи дърва за огрев, разходите ще бъдат по-малко ефективни.

За отопление на къща с котел на твърдо гориво не се препоръчва използването на такива видове дървесина като смърч, бор или ела. Факт е, че в този случай температурата на изгаряне на дървесината в котела няма да бъде достатъчно висока и много сажди ще се натрупват по комините.

Ниска топлинна ефективност и при дърва за огрев от елша, трепетлика, липа и топола поради своята пореста структура. Освен това понякога елша и някои други видове дърва за огрев се изстрелват с въглища по време на процеса на горене. В случай на отворена пещ, такива микро експлозии могат да доведат до пожари.

В допълнение към калоричността, т.е. количеството топлинна енергия, отделяно по време на изгарянето на горивото, съществува и концепцията за топлинна мощност. Това е максималната температура в печката на дърва, която пламъкът може да достигне по време на интензивно изгаряне на дърва. Този показател също напълно зависи от характеристиките на дървото.

По-специално, ако дървото има хлабава и пореста структура, то изгаря при доста ниски температури, образувайки ярък силен пламък и дава доста малко топлина. Но плътното дърво, макар и да пламва много по-зле, дори при слаб и нисък пламък дава висока температура и голямо количество топлинна енергия.

Ефективността и икономичността на отоплителна система с котел на твърдо гориво пряко зависи от вида на горивото. Освен дърва за огрев и дървесни отпадъци, различни видове въглища се използват активно като енергиен източник.Температурата на горене на въглищата е един от важните показатели, но трябва ли да се вземе предвид при избора на гориво за пещ или котел?

Въглищата се различават предимно по произход. Въгленът, който се получава при изгаряне на дърва, както и изкопаеми горива се използват като енергиен носител.

Изкопаемите въглища са естествени горива. Те се състоят от останки от древни растения и битуминозни маси, претърпели редица трансформации в процеса на потъване в земята до голяма дълбочина.

Превръщането на изходните вещества в ефективно гориво протича при високи температури и при условия на недостиг на кислород под земята. Изкопаемите горива включват лигнитни въглища, битуминозни въглища и антрацит.

Кафяви въглища

Сред изкопаемите въглища най-младите са кафяви въглища. Горивото получи името си заради кафявия си цвят. Този вид гориво се характеризира с голямо количество летливи примеси и високо съдържание на влага - до 40%. Освен това количеството чист въглерод може да достигне 70%.

Поради високата влажност, кафявите въглища имат ниска температура на горене и нисък топлообмен. Горивото се запалва при 250 ° C, а температурата на горене на кафявите въглища достига 1900 ° C. Калоричната стойност е приблизително 3600 kcal / kg.

Като енергоносител, кафявите въглища в естествената си форма отстъпват на дърва за огрев, поради което рядко се използват за печки и блокове за твърдо гориво в частни къщи. Но брикетираното гориво се търси постоянно.

Лигнитът в брикетите е специално приготвено гориво. Чрез намаляване на влажността се повишава енергийната му ефективност. Топлопредаването на брикетирано гориво достига 5000 kcal / kg.

Твърди въглища

Битумните въглища са по-стари от кафявите въглища, техните находища се намират на дълбочина до 3 км. В този вид гориво съдържанието на чист въглерод може да достигне 95%, а летливите примеси - до 30%. Този енергоносител съдържа не повече от 12% влага, което има положителен ефект върху топлинната ефективност на минерала.

Температурата на горене на въглищата в идеални условия достига 2100 ° C, но в отоплителна пещ горивото се изгаря при максимум 1000 ° C. Топлопреминаването на въглищното гориво е 7000 kcal / kg. Запалването е по-трудно - за запалване е необходимо нагряване до 400 ° C.

Енергията от въглища най-често се използва за отопление на жилищни сгради и сгради за други цели.

Антрацит

Най-старото твърдо изкопаемо гориво, което практически не съдържа влага и летливи примеси. Съдържанието на въглерод в антрацит надвишава 95%.

Специфичният топлообмен на гориво достига 8500 kcal / kg - това е най-високият показател сред въглищата. При идеални условия антрацитът изгаря при 2250 ° C. Запалва се при температура най-малко 600 ° C - това е показател за най-нискокалоричните видове. Запалването изисква използването на дърво за създаване на необходимата топлина.

Антрацитът е предимно индустриално гориво. Използването му в пещ или котел е нерационално и скъпо. В допълнение към високия топлообмен, предимствата на антрацита включват ниско съдържание на пепел и ниско съдържание на дим.

Въгленът е класифициран като отделна категория, тъй като не е изкопаемо гориво, а продукт на производството.

За да се получи, дървото се обработва по специален начин, за да се промени структурата му и да се премахне излишната влага. Технологията за получаване на ефективен и лесен за използване енергоносител е известна отдавна - преди дървото е било изгаряно в дълбоки ями, блокиращо достъпа на кислород, но днес се използват специални пещи с дървени въглища.

При нормални условия на съхранение съдържанието на влага в дървените въглища е около 15%. Горивото се запалва вече при нагряване до 200 ° C. Специфичната калоричност на енергийния носител е висока - достига 7400 kcal / kg.

Температурата на горене на дървените въглища варира в зависимост от вида на дървесината и условията на горене.

Изгореното дървено гориво е икономично - разходът му е много по-нисък в сравнение с използването на дърва за огрев. В допълнение към високия топлообмен, той се характеризира с ниско съдържание на пепел.

Поради факта, че въгленът гори с малко количество пепел и отделя равномерна топлина без открит пламък, той е идеален за готвене на месо и други храни на открит огън. Може да се използва и за отопление на камина или готвене на готварска печка.

Като се има предвид при каква температура гори определен вид гориво, трябва да се има предвид, че са дадени цифри, които са постижими само при идеални условия. В домашна печка или котел на твърдо гориво такива условия не могат да бъдат създадени и не е необходимо. Тухлен или метален топлинен генератор не е проектиран за това ниво на отопление и охлаждащата течност във веригата бързо ще заври.

Следователно температурата на горене на горивото се определя от начина на неговото изгаряне, т.е. от количеството въздух, подаван в горивната камера.

Изгаряне на въглища в котел

При изгаряне на енергиен носител в котел е невъзможно да се остави топлоносителят да заври във водната риза - ако предпазният клапан не работи, ще възникне експлозия. Освен това смес от пара и вода има вредно въздействие върху циркулационната помпа в отоплителната система.

За контрол на процеса на горене се използват следните методи:

• енергийният носител се зарежда в пещта и се регулира подаването на въздух;
• стърготини от въглища или гориво се дозират на парчета (по същата схема като при котлите на пелети).

Характеристики на горенето

Въглищата се различават по вида на пламъка. Изгарящите въглища и кафявите въглища имат дълги езици на пламъка, антрацитът и въгленът са източници на енергия с кратък пламък. Горивото с къс пламък изгаря почти без остатъци, отделяйки голямо количество топлинна енергия.

Изгарянето на енергоносителите с дълъг пламък се извършва на два етапа. На първо място се отделят летливи фракции - горим газ, който изгаря, издигайки се до върха на горивната камера. В процеса на отделяне на газ въглищата се коксуват и след изгарянето на летливите вещества коксът започва да гори, образувайки кратък пламък. Въглеродът изгаря, остават шлаки и пепел.

Когато избирате кой енергоносител е по-добре да използвате за котел или печка на твърдо гориво, трябва да обърнете внимание на изкопаемите горива и въглищата. Температурата на горене не е критична, тъй като във всеки случай тя ще трябва да бъде ограничена, за да се поддържа оптималният режим на работа на топлинния генератор.

Изгаряне - бензин

Изгарянето на бензин с детонация е придружено от появата на остри метални удари, черен дим върху отработените газове, увеличаване на разхода на бензин, намаляване на мощността на двигателя и други негативни явления.

Изгарянето на бензин в двигателя зависи и от съотношението на излишния въздух. При стойностите a 0 9 - j - 1 1, скоростта на процесите на предпламенно окисляване в работната смес е най-висока. Следователно при тези стойности на а се създават най-благоприятни условия за началото на детонацията.

След изгарянето на бензина общата маса на такива замърсители нараства значително заедно с общото преразпределение на техните количества. Процентът на бензен в кондензата на отработените газове от автомобила е около 1 до 7 пъти по-висок от този в бензина; съдържанието на толуен е 3 пъти по-високо, а съдържанието на ксилол е 30 пъти по-високо. Известно е, че в този случай се образуват кислородни съединения и броят на йоните, характерни за по-тежките ненаситени съединения от серията олефин или циклопарафин и ацетилен или диен, особено последните, се увеличава рязко. Най-общо казано, промените в камерата на Haagen-Smit наподобяват промените, необходими, за да се направи съставът на типичните проби отработени газове, подобни на тези на пробата от смог в Лос Анджелис.

Калоричността на бензина зависи от неговия химичен състав.Следователно, въглеводородите, богати на водород (например парафинови), имат голяма масова топлина на горене.

Продуктите от горенето на бензин се разширяват в двигателя с вътрешно горене по протежение на политропа n1 27 от 30 на 3 at. Началната температура на газовете е 2100 C; масовият състав на продуктите от горенето на 1 kg бензин е както следва: CO23 135 kg, H2 1 305 kg, O20 34 kg, N2 12 61 kg. Определете работата на разширяване на тези газове, ако в цилиндъра се подават 2 g бензин едновременно.

Влияние на ТЕЦ върху образуването на въглерод в двигателя.

Когато бензинът се изгаря от ТЕЦ, се образуват въглеродни отлагания, които съдържат оловен оксид.

Когато бензинът се изгаря в бутални двигатели с вътрешно горене, почти всички образувани продукти се отнасят с отработените газове. Само относително малка част от продуктите от непълно изгаряне на гориво и масло, малко количество неорганични съединения, образувани от елементи, въведени с гориво, въздух и масло, се отлагат под формата на въглеродни отлагания.

Когато бензинът гори с тетраетил олово, очевидно се образува оловен оксид, който се топи само при температура 900 ° С и може да се изпари при много висока температура, надвишаваща средната температура в цилиндъра на двигателя. За да се предотврати отлагането на оловен оксид в двигателя, в етиловата течност - чистачи се въвеждат специални вещества. Халогенираните въглеводороди се използват като чистачи. Обикновено това са съединения, съдържащи бром и хлор, които също изгарят и свързват оловото в нови бромидни и хлоридни съединения.

Влияние на ТЕЦ върху образуването на въглерод в двигателя.

Когато бензинът се изгаря от ТЕЦ, се образуват въглеродни отлагания, които съдържат оловен оксид.

По време на горенето на бензин, съдържащ чист ТЕЦ, в двигателя се отлага плака от оловни съединения. Съставът на етиловата течност клас R-9 (тегловни): тетраетил олово 54 0%, бромоетан 33 0%, монохлоронафтален 6 8 0 5%, пълнител - авиация - бензин - до 100%; боядисвайте тъмно червено 1 g на 1 kg смес.

При изгаряне на бензин, съдържащ ТЕЦ, в двигателя се образува фистулен оксид с ниска летливост; Тъй като точката на топене на оловния оксид е доста висока (888), част от него (около 10%, като се брои оловото, въведено с бензин) се отлага като твърд остатък по стените на горивната камера, свещи и клапани, което води до бърз отказ на двигателя.

Когато бензинът се изгаря в автомобилен двигател, също се образуват по-малки молекули и освободената енергия се разпределя в по-голям обем.

Газовете с нажежаема жичка от изгарянето на бензин преминават около топлообменника 8 (вътре от страната на горивната камера и по-нататък, през прозорците 5 отвън, преминавайки през камерата на отработените газове 6) и загряват въздуха в канала на топлообменника. След това горещите отработени газове се подават през изпускателната тръба 7 под картера и загряват двигателя отвън, а горещият въздух от топлообменника се подава през вентилатора в картера и загрява двигателя отвътре. След 1 5 - 2 минути след началото на нагряването подгревната свещ се изключва и изгарянето в нагревателя продължава без негово участие. След 7 - 13 минути от момента на получаване на импулс за стартиране на двигателя, маслото в картера се загрява до температура 30 C (при температура на околната среда до -25 C) и агрегатът пуска импулси, след което нагревателят е изключен.

Изгаряне - нефтен продукт

Изгарянето на петролни продукти в насипа на резервоарната ферма се елиминира чрез незабавното подаване на пяна.

Изгарянето на петролни продукти в насипа на резервоарната ферма се елиминира чрез незабавно подаване на пяна.

По време на изгарянето на петролните продукти точката им на кипене (виж Таблица 69) постепенно се увеличава поради продължаващата фракционна дестилация, във връзка с което температурата на горния слой също се повишава.

K Схема на противопожарна водоснабдителна система за охлаждане на горящ резервоар през напоителен пръстен ..

При изгаряне на масло в резервоара горната част на горния колан на резервоара е изложена на пламъка.При изгаряне на масло на по-ниско ниво височината на свободната страна на резервоара в контакт с пламъка може да бъде значителна. При този режим на горене резервоарът може да се срути. Водата от пожарни дюзи или от неподвижни напоителни пръстени, попадайки върху външната част на горните стени на резервоара, ги охлажда (фиг. 15.1), като по този начин предотвратява инцидент и разпространение на масло в насипа, създавайки по-благоприятни условия за използване от въздушно-механична пяна.

Интересни са резултатите от изследването на изгарянето на петролните продукти и техните смеси.

Температурата му по време на изгарянето на петролни продукти е: бензин 1200 C, тракторен керосин 1100 C, дизелово гориво 1100 C, суров нефт 1100 C, мазут 1000 C. При изгаряне на дърва в стекове температурата на бурния пламък достига 1200 - 1300 ° С.

През последните 15 години в Централния изследователски институт за противопожарна отбрана (ЦНИИПО), Института по енергетика на Академията на науките на СССР (ENIN) бяха проведени особено големи проучвания в областта на физиката на изгарянето на петролните продукти и тяхното гасене. редица други изследователски и образователни институти.

Пример за отрицателна катализа е потискането на горенето на петролни продукти с добавяне на халогенирани въглеводороди.

Водата насърчава образуването на пяна и образуването на емулсии по време на горенето на петролни продукти с температура на възпламеняване 120 C и по-висока. Емулсията, покриваща повърхността на течността, я изолира от кислорода във въздуха и също така предотвратява изтичането на пари от нея.

Скорост на горене на втечнени въглеводородни газове в изотермични резервоари.

Изгарянето на втечнени въглеводородни газове в изотермични резервоари не се различава от изгарянето на петролни продукти. Скоростта на горене в този случай може да се изчисли по формула (13) или да се определи експериментално. Особеността на изгарянето на втечнени газове при изотермични условия е, че температурата на цялата маса течност в резервоара е равна на точката на кипене при атмосферно налягане. За водород, метан, етан, пропан и бутан тези температури са съответно - 252, - 161, - 88, - 42 и 0 5 С.

Схема за монтаж на генератора GVPS-2000 върху резервоара.

Изследванията и практиката на гасене на пожари показват, че за да спре изгарянето на петролен продукт, пяната трябва напълно да покрива цялата си повърхност със слой с определена дебелина. Всички пени с ниска степен на разширение са неефективни при гасене на пожари от петролни продукти в резервоари при по-ниското ниво на наводнение. Пяната, падаща от голяма височина (6 - 8 м) върху повърхността на горивото, се потапя и обвива във филм от гориво, изгаря или бързо се срутва. Само пяна с кратност 70 - 150 може да се хвърли в горящ резервоар с шарнирни струи.

Пожар прекъсва.

Как течението в печката влияе върху горенето

Ако в пещта попадне недостатъчно количество кислород, интензивността и температурата на изгарянето на дървесината намаляват и в същото време нейният топлообмен намалява. Някои хора предпочитат да покрият вентилатора в печката, за да удължат времето на горене на една отметка, но в резултат горивото гори с по-ниска ефективност.

Ако дърва за огрев се изгарят в открита камина, тогава кислородът свободно тече в камината. В този случай тягата зависи главно от характеристиките на комина.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (топлинна енергия).

Това означава, че когато е наличен кислород, се получава изгаряне на водород и въглерод, което води до топлинна енергия, водни пари и въглероден диоксид.

За максималната температура на горене на сухо гориво, около 130% от кислорода, необходим за горенето, трябва да влезе в пещта. Когато входните капаци са затворени, се получава излишен въглероден окис поради липса на кислород. Такъв неизгорен въглерод изтича в комина, но вътре в пещта температурата на горене пада и топлинният пренос на горивото намалява.

Съвременните котли на твърдо гориво много често са оборудвани със специални акумулатори на топлина. Тези устройства акумулират прекомерно количество топлинна енергия, генерирана по време на изгарянето на горивото, при условие че има добро сцепление и висока ефективност. По този начин можете да спестите гориво.

При печките за изгаряне на дърва няма толкова много възможности за спестяване на дърва за огрев, тъй като те незабавно отделят топлина във въздуха. Самата печка е способна да задържа само малко количество топлина, но желязната печка изобщо не е способна - излишната топлина от нея веднага отива в комина.

Така че с увеличаване на тягата в пещта е възможно да се постигне увеличаване на интензивността на изгарянето на горивото и неговия топлопренос. В този случай обаче загубата на топлина се увеличава значително. Ако осигурите бавното изгаряне на дърва в печката, тогава техният топлообмен ще бъде по-малък и количеството въглероден окис ще бъде повече.

Моля, обърнете внимание, че ефективността на топлинен генератор пряко влияе върху ефективността на изгарянето на дърва. Така че котелът на твърдо гориво може да се похвали с 80% ефективност, а печката - само 40%, а дизайнът и материалът му имат значение.

Температурата на горене на дърва в печката зависи не само от вида дървесина. Значителни фактори са също така съдържанието на влага в дървесината и тяговата сила, която се дължи на конструкцията на отоплителния блок.