Продукты сгорания жидкого топлива: Горение топлива и горение газа

Содержание

Стадии горения жидкого топлива

Горения жидкого топлива протекает
главным образом после его испарения.
При этом легкие фракции испаряются в
первую очередь и воспламеняются раньше,
чем тяжелые. Процесс испарения жидкого
топлива ускоряется с увеличением
поверхности и уменьшением размера
капель. Поэтому эффективно распыление
твердого топлива.

Химическая реакция горения не происходит
мгновенно. Продукты сгорания должны
разогреться и стать газообразными.
Некоторые виды топлива затем разлагаются,
начинается процесс горения с образованием
продуктов сгорания. Диаграмма на слайде
показывает схематически процесс сжигания
жидкого топлива.

Практическая сторона горения
В
действительности процесс сжигания
топлива требует большее, чем
стехиометрическое количество воздуха
на килограмм топлива. Например, полное
сгорание углерода в воздухе, достигается
при превращении всего углерода в двуокись
углерода. Если кислорода недостаточно,
образуется моноксид кислорода (СО), а
при значительной нехватке кислорода
некоторая часть углерода в реакцию не
вступает. Энергия, выделяемая при
преобразовании одного килограмма
углерода в СО составляет всего 10,46 Дж/кг,
т.е. менее чем половина энергии, выделяемой
при преобразовании углерода в двуокись.

Для обеспечения полного сгорания, при
протекании процесса горения необходимо
смешивать избыточное количество воздуха
с топливом. Однако, чем больше имеется
избыточного воздуха, тем больше азота
и не сгоревшего кислорода уносят теплоту,
выделяющемся при горении. Одной из задач
разработчиков эффективных горелок
является минимизация количества
требуемого избыточного воздуха.

С точки зрения энергоэффективности
избыточный воздух это отрицательное
явление. Температура тепловых выбросов
при горении часто превышает более чем
на 1000С температуру воздуха, забираемого
для горения. Это означает, что воздух,
не принимающий участия в химических
реакциях, избыточный кислород и
практически весь азот, уносят теплоту
из процесса. Чем больше избыточного
воздуха, тем больше теплоты он может
уносить.

Продукты сгорания топлива

Продукты полного сгорания 1 кг твердого
или жидкого топлива содержат: продукты
полного сгорания углерода и серы; азот
топлива и азот, находящийся в теоретически
необходимом количестве воздуха;
теоретическое количество водяного
пара, включающее в себя пар, образующийся
при испарении влаги топлива и в результате
полного сгорания водорода топлива, пар,
вносимый в топку влажным теоретически
необходимым количеством воздуха, и пар,
используемый иногда для распыления при
сжигании мазута; и, наконец, избыточно
поданный воздух и находящийся в нем
водяной пар.

Полное горение топлива.

Основной качественной характеристикой
процесса горения в топках является
химическая его полнота при минимальном
избытке воздуха, которому соответствует
наибольшая температура горения. Поэтому
при ведении процесса горения необходимо
систематически контролировать состав
продуктов сгорания и определять
коэффициент избытка воздуха и химическую
неполноту горения. Для этого применяется
газовый анализ, выполняемый с помощью
газоанализаторов различных систем и
основанный на расчетной методике,
базирующейся на основном уравнении
горения.

Исследование образования продуктов реакции при горении жидкого топлива различной массы

Авторы:

Бегалы Зере Дидаркызы,

Рыспаева Майя Жумабековна

Рубрика: Технические науки

Опубликовано
в

Молодой учёный

№2 (397) январь 2022 г.

Дата публикации: 16.01.2022
2022-01-16

Статья просмотрена:

43 раза

Скачать электронную версию

Скачать Часть 1 (pdf)

Библиографическое описание:

Бегалы, З. Д. Исследование образования продуктов реакции при горении жидкого топлива различной массы / З. Д. Бегалы, М. Ж. Рыспаева. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2022. — № 2 (397). — С. 30-32. — URL: https://moluch.ru/archive/397/87923/ (дата обращения: 08.11.2022).

В статье проведено исследование, посвященное оценке влияния впрыскиваемой массы жидкого топлива на процесс горения топлива на основе решения дифференциальных уравнений турбулентного реагирующего течения. Получено распределение температуры капель жидкого топлива, концентрации углекислого газа и сажи при горении топлива с различными начальными массами. В работе использована глобальная модель химических реакций, учитывающая образование сажи при горении жидких топлив.

Ключевые слова:

жидкое топливо, камера сгорания, тридекан, сажа, CO
₂
.

Одним из наиболее эффективных способов снижения воздействия человека на окружающую среду является повышение энергоэффективности. На самом деле современная энергетика, основанная прежде всего на использовании ископаемого топлива, оказывает существенное влияние на окружающую среду. От добычи, переработки и транспортировки энергоресурсов до сжигания их для получения тепла и электроэнергии — все это негативно влияет на экологический баланс планеты. В настоящее время статистика показывает, что 40 % общего потребления энергии приходится на жидкое топливо, а более 90 % производства энергии приходится на транспортный сектор. Использование жидких топлив в качестве основного источника энергии обуславливает необходимость акцентировать внимание на повышении эффективности устройств, основанных на сжигании этих видов топлива, и снижении их вредного воздействия. Одной из главных задач сейчас является сокращение количества вредных отходов, образующихся при сжигании жидких топлив, и организация более эффективных способов сжигания жидких топлив [1–2].

В данной статье мы рассмотрим процесс горения жидкого топлива с начальной массой от 5 до 20 мг, в качестве жидкого топлива выбран — тридекан (C
₁₃
H
₂₈
).

Процесс горения жидких топлив рассматривается в модельной камере сгорания с форсункой, расположенной по центру нижней части камеры, через которую в поток окислителя подается основная часть расхода жидкого топлива. Камера имеет конструкцию цилиндра высотой 15 см и радиусом 2 см. Количество контрольных ячеек — 600. Температура стенок камеры сгорания составляет 353 К. Площадь сопла инжектора составляет 2*10 см
²
.

Анализируя результаты численных экспериментов по изучению влияния массы впрыска на процесс горения топлива, следует отметить, что в диапазоне заданной массы топлива температура капель жидкого топлива находится в интервале от 650 К до 660 К без существенных изменений.

На рис.1а показана зависимость концентрации углекислого газа, образующегося в результате горения тридекана, от массы впрыскиваемого топлива. Как видно из рисунка, увеличение массы жидкого топлива приводит к увеличению концентрации СО
₂
, а значит, для организации эффективного процесса горения масса топлива не должна быть достаточно высокой.

На следующем графике (рис. 1б) изображена зависимость концентрации сажи, образующейся в результате процесса горения, от массы топлива. Из этого рисунка видно, что, как и в случае распределения концентрации СО
₂
, концентрация сажи увеличивается по мере увеличения массы впрыска. Изначально было замечено, что концентрация сажи, образовавшейся до значения массы впрыска, равного 9 мг, имела нормальное малое значение, а в дальнейшем значение концентрации сажи, образующейся вследствие увеличения массы, возрастало на все большее значение.

a) б)

Рис. 1. График зависимости концентраций СО
₂
(а) и сажи (б), образующихся в результате горения жидкого топлива, от массы впрыскиваемого топлива

На основе вычислительных экспериментов по оценке влияния начальной массы топлива на процесс горения жидкого топлива в камере сгорания получены следующие результаты.

— распределение концентрации углекислого газа показало, что увеличение массы жидкого топлива, как и ожидалось, приводит к увеличению концентрации СО
₂
, выделяемого в результате процесса горения.

— концентрация сажи, выделяющейся в массе жидкого топлива до 9 мг, имеет стабильно малые значения, в дальнейшем при увеличении массы наблюдается более высокий прирост концентрации сажи, поэтому для организации эффективного процесса горения важно меньшее количество массы распыляемого топлива.

Литература:

1. Аскарова А. С. и др. Компьютерное моделирование процессов распыла и дисперсии капель жидких топлив в камере сгорания //Молодой ученый. — 2016. — №. 27. — С. 41–46.

2. Аскарова, А.С., Гороховски, М.А., Локтионова, И.В., Рыспаева, М. Ж. Горение жидких топлив в камере сгорания // Известия НАН РК, серия физико-математическая. — 2006. — № 3. — С.15–20.

3. Amsden, A.A., O’Kourke, P.J., Butler, T. D. KIVA-II: A computer program for chemically reactive flows with sprays

4. Аскарова, А.С., Волошина, И.Э., Рыспаева, М. Ж. Влияние массы на моделирование процесса горения впрыска жидкого топлива // Вестник КазНУ, серия физическая. — 2007. — № 1 (23). — С.68–72.

Основные термины (генерируются автоматически): жидкое топливо, увеличение массы, концентрация сажи, процесс горения, углекислый газ, камера сгорания, масса топлива, оценка влияния, процесс горения топлива, эффективный процесс горения.

Ключевые слова

сажа,

камера сгорания,

жидкое топливо,

тридекан,

CO2

жидкое топливо, камера сгорания, тридекан, сажа, CO2

Продукты сгорания | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Часть топлива (углеводород) может не полностью сгореть при сгорании и поэтому выбрасывается в атмосферу вместе с продуктами. Продукты, образующиеся при сжигании ископаемого топлива, показаны на изображении ниже:

Продукты, образующиеся при сжигании ископаемого топлива.
Нажмите, чтобы развернуть, чтобы получить дополнительную информацию

Ископаемое топливо, состоящее в основном из углерода, водорода, азота, серы и кислорода, при сгорании образует следующие продукты:

Основными загрязнителями являются окись углерода (CO), двуокись углерода (CO2), сера (SO2), двуокись азота (NOx), окись азота (N2O), летучие органические соединения (ЛОС) и углеводороды (УВ).

Образуемые твердые частицы представляют собой твердые частицы размером менее 10 микрон (PM10), мелкие частицы размером менее 2 микрон (PM2,5) и аммиак (Nh4).

Теперь рассмотрим шесть продуктов сгорания:

Углекислый газ
Оксид углерода
Диоксид серы
Оксиды азота
Свинец
Твердые частицы

Двуокись углерода (CO

₂ )

Двуокись углерода является одним из основных продуктов сгорания ископаемых видов топлива, поскольку углерод составляет 60–90 процентов массы топлива, которое мы сжигаем.

Китай стал крупнейшим источником выбросов CO ₂, связанных с энергетикой, превзойдя США по выбросам углекислого газа еще в 2010 году. Сейчас Китай выбрасывает более 10 миллионов метрических тонн, в то время как США колеблется около 5 миллионов метрических тонн . На приведенной ниже диаграмме показана динамика выбросов углекислого газа с 1980. Можно видеть, что в Азии и Океании, и особенно в Китае и Индии, выбросы значительно увеличились за последние два десятилетия.

Выбросы CO2 с течением времени. Источник: OurWorldinData.org.
Нажмите, чтобы развернуть, чтобы получить дополнительную информацию

Щелкните каждую из вкладок, чтобы увидеть, как выбросы CO2 изменились с течением времени и по всему миру:

В 2019 году 29 % выбросов CO2 приходилось на транспорт, 25 % — на электроэнергию. производство, 23 % приходится на промышленные процессы, оставшаяся четверть приходится на коммерческие, бытовые и сельскохозяйственные приложения.

Окись углерода (СО)

Если топливо на основе углерода и его продукты не полностью окисляются (т.е. не полностью сгорают), образуется окись углерода. Угарный газ, или CO, представляет собой бесцветный газ без запаха. На приведенном ниже рисунке показан вклад различных источников в выбросы CO:

Угарный газ является компонентом выхлопных газов автомобилей, на долю которого приходится около 55 процентов всех выбросов CO в стране. Другие внедорожные двигатели и транспортные средства (например, строительная техника и лодки) составляют около 22 процентов всех выбросов CO в стране. Более высокие уровни CO обычно возникают в районах с интенсивным движением транспорта. В городах от 85 до 95 процентов всех выбросов CO могут быть связаны с выхлопными газами автомобилей.

Другие источники выбросов CO включают промышленные процессы (такие как обработка металлов и химическое производство), сжигание древесины в жилых помещениях, а также естественные источники, такие как лесные пожары. Дровяные печи, газовые плиты, сигаретный дым и невентилируемые газовые и керосиновые обогреватели являются источниками CO в помещении.

Самые высокие уровни содержания CO в наружном воздухе обычно наблюдаются в более холодные месяцы года, когда более часты условия инверсии. Инверсия — это атмосферное состояние, которое возникает, когда загрязнители воздуха задерживаются у земли под слоем теплого воздуха.

Двуокись серы (SO

₂ )

Двуокись серы, или SO ₂ , принадлежит к семейству оксидов серы (SO _x ). Эти газы легко растворяются в воде. Сера присутствует во всех сырьевых материалах, включая сырую нефть, уголь и руды, содержащие обычные металлы, такие как алюминий, медь, цинк, свинец и железо.

SO _x Газы образуются при сжигании топлива, содержащего серу, такого как уголь и нефть, а также при извлечении бензина из нефти или извлечении металлов из руды. ТАК ₂ растворяется в водяном паре с образованием кислоты и взаимодействует с другими газами и частицами в воздухе с образованием сульфатов и других продуктов, которые могут быть вредными для людей и окружающей среды.

Оксиды азота (NO

_x )

Оксиды азота, или NO _x , это общий термин для группы высокореактивных газов, каждый из которых содержит азот и кислород в различных количествах. Многие оксиды азота бесцветны и не имеют запаха.

Оксиды азота образуются при сжигании топлива при высоких температурах, например, в процессе горения. Основные источники NO _x — автомобили, электроэнергия и другие промышленные, коммерческие и бытовые источники, которые сжигают топливо, как показано на рисунке ниже.

Хотя многие из оксидов азота бесцветны и не имеют запаха, один распространенный загрязнитель, диоксид азота (NO ₂ ) вместе с частицами в воздухе часто можно увидеть в виде красновато-коричневого слоя над многими городскими районами.

Смог над Лос-Анджелесом.0003

Свинец (Pb)

Основными источниками выбросов свинца исторически были автомобили (например, легковые и грузовые автомобили) и промышленные источники.

Из-за поэтапного отказа от этилированного бензина обработка металлов сегодня является основным источником выбросов свинца в атмосферу. Самые высокие уровни свинца в воздухе обычно обнаруживаются вблизи свинцовых плавильных заводов (устройств, перерабатывающих свинцовые руды). Другими стационарными источниками являются мусоросжигательные заводы, коммунальные предприятия и производители свинцово-кислотных аккумуляторов.

Свинец – это металл, встречающийся в природе в окружающей среде, а также в промышленных продуктах.

Свинец используется в производстве многих предметов, включая стекло, резину, краску, батареи, инсектициды, сантехнику и защитные экраны для рентгеновских лучей.

Твердые частицы (ТЧ)

Твердые частицы (ТЧ) — это общий термин, используемый для описания смеси твердых частиц и жидких капель, находящихся в воздухе. Некоторые частицы достаточно велики, чтобы их можно было рассматривать как пыль или грязь. Другие настолько малы, что их можно обнаружить только с помощью электронного микроскопа.

Различные размеры частиц включают:

PM 2.5 описывает «мелкие» частицы, диаметр которых меньше или равен 2,5 мкм (микрометр).
Частицы «крупной фракции» имеют диаметр более 2,5 мкм, но менее или равный 10 мкм.
PM 10 относится ко всем частицам диаметром менее или равным 10 мкм (примерно одна седьмая диаметра человеческого волоса). ТЧ могут выбрасываться напрямую или образовываться в атмосфере.

Различные источники частиц включают:

» Первичные » частицы образуются из источников горения и выбрасываются непосредственно в атмосферу. Примерами первичных частиц являются пыль с дорог или черный углерод (сажа).
« Вторичные » частицы образуются в атмосфере из первичных газообразных выбросов. Примерами вторичных частиц являются сульфаты, образующиеся в результате выбросов SO ₂ электростанций и промышленных предприятий; нитраты, образующиеся в результате выбросов NO _x электростанций, автомобилей и других источников горения; и углерод, образующийся в результате выбросов органических газов автомобилями и промышленными предприятиями.

Химический состав ТЧ зависит от местоположения, времени года и погоды. Как правило, первичные частицы составляют крупные ТЧ, а вторичные частицы составляют большую часть мелкодисперсных ТЧ.

Глава 11: Горение (Обновлено 31.05.10)

Глава 11: Возгорание
(Спасибо
к Дэвид
Bayless за помощь в написании
этот раздел)

Введение — До этого
точка теплоты Q во всех задачах и примерах была либо заданной
значение или было получено из отношения первого закона. Однако в различных
тепловые двигатели, газовые турбины и паровые электростанции
полученный в результате процессов сжигания с использованием либо твердого топлива (например,
уголь или дрова). жидкое топливо (например, бензин, керосин или дизельное топливо),
или газообразное топливо (например, природный газ или пропан).

В этой главе мы познакомимся с химией и
термодинамика горения родовых углеводородных топлив — (C _x H _y),
в котором окислителем является кислород, содержащийся в атмосферном воздухе.
Обратите внимание, что мы не будем рассматривать сжигание твердого топлива или
сложные смеси и смеси углеводородов, входящие в состав
бензин, керосин или дизельное топливо.

Атмосферный воздух содержит
примерно 21% кислорода (O ₂ )
по объему. остальные 79% «других газов» в основном
азот (N ₂ ), т.е.
будем считать, что воздух состоит из 21 % кислорода и 79 % азота.
объем. Таким образом, каждый моль кислорода, необходимый для окисления углеводорода,
сопровождается 79/21 = 3,76 моль азота. Используя эту комбинацию
молекулярная масса воздуха становится 29 [кг/кмоль]. Обратите внимание, что это
предполагается, что азот обычно не подвергается никакому химическому воздействию.
реакция.

Процесс горения —
Основной процесс горения можно описать топливом (т.
углеводород) плюс окислитель (воздух или кислород), называемый Реагенты ,
которые подвергаются химическому процессу с выделением тепла с образованием
Продукты
сгорания так, чтобы масса сохранялась. в
простейший процесс горения, известный как стехиометрический
Сгорание , весь углерод в топливе
образует двуокись углерода (CO ₂ )
и весь водород образует воду (H ₂ O)
в продуктах, поэтому химическую реакцию можно записать так:

где
z известен как стехиометрический коэффициент для окислителя (воздуха)

Обратите внимание, что эта реакция дает пять неизвестных: z, a,
b, c, d, поэтому нам нужно решить пять уравнений. стехиометрический
сжигание предполагает, что в продуктах нет избыточного кислорода, поэтому
d = 0. Остальные четыре уравнения получаем из балансировки числа
атомов каждого элемента в реагентах (углерод, водород, кислород
и азот) с количеством атомов этих элементов в
товары. Это означает, что ни один атом не разрушается и не теряется в
реакция горения.

Элемент	Сумма в реагентах	=	Сумма в продуктах	Сокращенное уравнение
Углерод (C)	х		а	а = х
Водород (H)	и		2b	б = у/2
Кислород (O)	2z		2а+б	z = а + b/2
Азот (N)	2(3,76)z		2c	c = 3,76z

Обратите внимание, что образовавшаяся вода может находиться в виде пара или
жидкой фазы в зависимости от температуры и давления
продукты горения.

В качестве примера рассмотрим стехиометрическое горение
метана (СН ₄) в атмосферном воздухе. Приравнивание моляра
коэффициенты реагентов и продуктов получаем:

Теоретическое соотношение воздух-топливо и воздух-топливо -The
минимальное количество воздуха, обеспечивающее полное сгорание
топлива называется Теоретическая
Air (также называемый
Стехиометрический воздух ).
В этом случае продукты не содержат кислорода. Если мы поставляем
меньше, чем теоретический воздух, тогда продукты могут содержать углерод
монооксида (CO), поэтому нормальная практика заключается в подаче более
теоретический воздух, чтобы предотвратить это явление. это Превышение
Air приведет к появлению кислорода в
продукты.

Стандартная мера количества воздуха, используемого в
процесс сгорания Air-Fuel
Соотношение (AF), определяемое следующим образом:

Таким образом, рассматривая только реагенты метана
сгорания с теоретическим воздухом, представленным выше, получаем:

Проблема решена 11. 1 — В
этой задачи мы хотим разработать уравнение горения и определить
соотношение воздух-топливо для полного сгорания н-бутана (C ₄ Н ₁₀ )
с а) теоретическим воздухом и б) 50% избытком воздуха.

Анализ продуктов сгорания
— Горение всегда происходит при повышенных температурах и
будем считать, что все продукты сгорания (включая воду
пар) ведут себя как идеальные газы. Так как газ у них разный.
постоянных, удобно использовать уравнение состояния идеального газа в
через универсальную газовую постоянную следующим образом:

При анализе продуктов сгорания имеется
интересны несколько пунктов:

1) Что такое
объемный процент конкретных продуктов, в частности двуокиси углерода
(CO ₂ ) и углерод
монооксид (СО)?
2) Что такое роса
точка водяного пара в продуктах сгорания? Это требует
оценка парциального давления паровой составляющей водяного пара
продукты.
3) Имеются экспериментальные методы объемного
анализ продуктов сгорания, как правило, делается на Сухой
Основа , что дает объемный процент
всех компонентов, кроме водяного пара. Это позволяет простой
метод определения фактического соотношения воздух-топливо и избытка используемого воздуха
в процессе горения.

Для идеальных газов мы находим, что мольная доля y _i
i-го компонента в смеси газов при удельном давлении P
а температура T равна объемной доле этого компонента.

Так как из молярного отношения идеального газа: P.V = N.R _у .Т,
у нас есть:

Кроме того, поскольку сумма объемов компонентов
V _i должны равняться общему объему V, имеем:

Используя аналогичный подход, мы определяем частичную
давление компонента с использованием закона парциальных давлений Дальтона:

Проблема решена 11. 2 — В
эта проблема Пропан (C ₃ H ₈ )
сжигается с 61% избыточного воздуха, который поступает в камеру сгорания при
25°С. Предполагая полное сгорание и полное давление 1 атм.
(101,32 кПа), определите а) соотношение воздух-топливо [кг воздуха/кг топлива], б)
объемный процент двуокиси углерода в продуктах, и c)
температура точки росы продуктов.

Проблема решена 11.3 — В
эта проблема Этан (C ₂ H ₆ )
сжигается атмосферным воздухом, а объемный анализ
сухие продукты сгорания дают следующее: 10% CO ₂ ,
1% CO, 3% O ₂ и
86% N ₂ . Развивать
уравнение горения, и определить а) процент избытка
воздух, б) соотношение воздух-топливо, и в) точка росы сгорания
товары.

Первый закон анализа горения —
Основной целью горения является получение тепла за счет изменения
энтальпии от реагентов к продуктам. Из первого закона
уравнение в контрольном объеме без учета кинетической и потенциальной энергии
изменения и при условии, что работа не выполняется, мы имеем:

, где суммирование проводится по всем
продукты (p) и реагенты (r). N относится к количеству молей
каждого компонента, а h [кДж/кмоль] относится к молярной энтальпии
каждый компонент.

Поскольку существует ряд различных веществ
нам необходимо установить общее эталонное состояние для оценки
энтальпии, обычно выбирают 25 ° C и 1 атм, что
обычно обозначается верхним индексом о. Проф. С. Бхаттачарджи из
Государственный университет Сан-Диего разработал экспертную веб-систему в
< www.thermofluids.net >
позвонил ТЕСТ
( Т он
E эксперт
S система
для T (гермодинамика)
в который он включил набор таблиц свойств идеального газа, основанных на
на энтальпии h ^или =
0 по этой общей ссылке. Мы адаптировали некоторые из этих таблиц
специально для этого раздела, и их можно найти в
по следующей ссылке:

Горение
Таблицы молярной энтальпии

В качестве примера снова рассмотрим полное сгорание
метана (CH ₄) с теоретическим воздухом:

Обратите внимание, что в реагентах и продуктах
В приведенном выше примере у нас есть основные элементы O ₂ и N ₂ как
а также соединения CH ₄ ,
CO ₂ и H ₂ O.
Когда соединение образуется, изменение энтальпии называется
Энтальпия
пласта , обозначаемый h _f ^o,
и для нашего примера:

Вещество	Формула	hfo [кДж/кмоль]
Углекислый газ	СО ₂ (г)	-393 520
Водяной пар	Н ₂ О(г)	-241 820
Вода	Н ₂ О(л)	-285 820
Метан	CH ₄ (г)	-74 850

где (g) относится к газу и (l) относится к
жидкость.

Знак минус означает, что процесс
Экзотермический ,
т. е. при образовании соединения выделяется тепло. Обратите внимание, что
энтальпия образования основных элементов O ₂ и N ₂ составляет
нуль.

Сначала рассмотрим случай, когда имеется достаточно
теплообмен таким образом, что и реагенты, и продукты находятся в
25°C и давление 1 атм, и что водный продукт является жидким. С
заметного изменения энтальпии нет, уравнение энергии принимает вид:

Это тепло (Qcv) называется энтальпией .
Горения или Отопление
Значение топлива. Если продукты
содержат жидкую воду, то это Высшее
Теплота сгорания (как в нашем примере),
однако, если продукт содержит водяной пар, то это Нижний
Теплотворная способность топлива.
энтальпия сгорания – это наибольшее количество тепла, которое может быть
выделяется данным топливом.

Адиабатическая температура пламени —
Противоположная крайность приведенного выше примера, в котором мы оценивали
энтальпией сгорания является случай адиабатического процесса, в котором
тепло не выделяется. Это приводит к значительной температуре
увеличение продуктов сгорания (обозначается Адиабатическая
Температура пламени ), которая может быть
уменьшается за счет увеличения соотношения воздух-топливо.

Решенная проблема 11.4 — Определить
адиабатическая температура пламени для полного сгорания
Метан ( CH ₄ )
с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме.

Это уравнение может быть решено только итеративным
метод проб и ошибок с использованием таблиц Sensible
Энтальпия против температуры для всех четырех
составные части продукции — СО ₂ ,
Н ₂ О, О ₂ ,
и N ₂ . Быстрый
приближение к адиабатической температуре пламени может быть получено с помощью
при условии, что продукты полностью состоят из воздуха. Этот подход был
представил нас Поттер
и Somerton в их Schaum’s
Краткое изложение термодинамики для инженеров ,
в котором они предполагали, что все продукты будут N ₂ .
Мы находим более удобным использовать воздух, предполагая репрезентативное значение
Конкретный
Теплоемкость воздуха : С _{р, 1000К} = 1,142 [кДж/кг.К].

Таким образом, суммируя все моли продуктов, мы имеем:

Использование таблиц Sensible
Энтальпия против температуры мы оценили
энтальпии всех четырех продуктов при температуре 1280К. Этот
в результате общая энтальпия составила 802 410 [кДж/кмоль топлива], что составляет
очень близко к требуемому значению, что оправдывает такой подход.

Проблема 11.5 — —
Определить адиабатическую температуру пламени.
полное сгорание пропана ( C ₃ H ₈ )
с 250% теоретического воздуха в адиабатическом контрольном объеме [T
= 1300К].

__________________________________________________________________________________________

Инженерная термодинамика Израиля
Уриэли находится под лицензией Creative
Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.

Продукты сгорания жидкого топлива: Горение топлива и горение газа

Стадии горения жидкого топлива

Продукты сгорания топлива

Полное горение топлива.

Исследование образования продуктов реакции при горении жидкого топлива различной массы

Ключевые слова

Похожие статьи

Компьютерное моделирование

Уточненный химизм

Содержание выхлопных

Интенсификация

Теория

Исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной…

Теория

Смесеобразование как первая стадия сжигания

Похожие статьи

Компьютерное моделирование

Уточненный химизм

Содержание выхлопных

Интенсификация

Теория

Исследование сжигания угля в плазменно-циклонной топливной.

Теория

Смесеобразование как первая стадия сжигания

Продукты сгорания | EGEE 102: Энергосбережение и защита окружающей среды

Двуокись углерода (CO

Окись углерода (СО)

Двуокись серы (SO

Оксиды азота (NO

Свинец (Pb)

Твердые частицы (ТЧ)

Глава 11: Горение (Обновлено 31.05.10)

Комментарии

Добавить комментарий Отменить ответ