Petrooleumi eripõlemissoojus

Petrooleumi peamised termofüüsikalised omadused

Petrooleum on nafta rafineerimisprotsessi keskmine destillaat, mis on määratletud toornafta osakaaluna, mis keeb vahemikus 145–300 °C. Petrooleumi võib saada toornafta destilleerimisel (otsedestilleerimispetrooleum) või raskemate naftavoogude krakkimisel (krakitud petrooleum).

Toorpetrooleumil on omadused, mis muudavad selle sobivaks segamiseks erinevate lisanditega, mis määravad selle kasutamise mitmesugustes kaubanduslikes rakendustes, sealhulgas transpordikütustes. Petrooleum on hargnenud ja sirge ahelaga ühendite komplekssegu, mille võib üldiselt jagada kolme klassi: parafiinid (55,2% massist), nafteenid (40,9%) ja aromaatsed ühendid (3,9%).

Tõhususe tagamiseks peavad kõik petrooleumi kaubamärgid olema võimalikult kõrge eripõlemissoojuse ja erisoojusmahuga ning neid iseloomustama ka üsna lai süttimistemperatuuride vahemik. Erinevate petrooleumirühmade puhul on need näitajad järgmised:

• Eripõlemissoojus, kJ/kg — 43000±1000.
• isesüttimistemperatuur, ⁰C, mitte madalam - 215.
• Petrooleumi erisoojusmahtuvus toatemperatuuril, J / kg K - 2000 ... 2020.

Enamikku petrooleumi termofüüsikalisi parameetreid on võimatu täpselt määrata, kuna tootel endal ei ole püsivat keemilist koostist ja selle määravad algse õli omadused. Lisaks sõltub petrooleumi tihedus ja viskoossus välistemperatuuridest. On vaid teada, et kui temperatuur läheneb naftasaaduse stabiilse põlemise tsoonile, suureneb petrooleumi erisoojusmaht oluliselt: 200⁰Sellega on juba 2900 J / kg K ja 270 juures⁰C – 3260 J/kg K. Vastavalt sellele väheneb kinemaatiline viskoossus. Nende parameetrite kombinatsioon määrab petrooleumi hea ja stabiilse süttimise.

Eripõlemissoojuse määramise järjekord

Petrooleumi spetsiifiline kütteväärtus seab tingimused selle süttimiseks erinevates seadmetes - mootoritest petrooleumi lõikamismasinateni. Esimesel juhul tuleks hoolikamalt määrata termofüüsikaliste parameetrite optimaalne kombinatsioon. Iga kütusekombinatsiooni jaoks määratakse tavaliselt mitu ajakava. Neid diagramme saab kasutada hindamiseks:

1. Põlemissaaduste segu optimaalne suhe.
2. Põlemisreaktsiooni leegi adiabaatiline temperatuur.
3. Põlemissaaduste keskmine molekulmass.
4. Põlemissaaduste erisoojussuhe.

Neid andmeid on vaja mootorist eralduvate heitgaaside kiiruse määramiseks, mis omakorda määrab mootori tõukejõu.

Optimaalne kütusesegu suhe annab kõrgeima erienergiaimpulsi ja on funktsioon rõhust, mille juures mootor töötab. Kõrge põlemiskambri rõhu ja madala heitgaasirõhuga mootoril on kõrgeim optimaalne segusuhe. Optimaalsest segusuhtest omakorda sõltub rõhk põlemiskambris ja petrooleumi kütuse energiaintensiivsus.

Enamiku mootorite puhul, mis kasutavad kütusena petrooleumi, pööratakse suurt tähelepanu adiabaatilise kompressiooni tingimustele, kui põleva segu rõhk ja maht on pidevas seoses - see mõjutab mootori elementide vastupidavust. Sel juhul, nagu teada, puudub väline soojusvahetus, mis määrab maksimaalse efektiivsuse.

Petrooleumi erisoojusmahtuvus on soojushulk, mis on vajalik ühe grammi aine temperatuuri tõstmiseks ühe Celsiuse kraadi võrra. Erisoojuskoefitsient on konstantsel rõhul erisoojuse ja konstantse ruumala erisoojuse suhe. Optimaalne suhe seatakse põlemiskambris etteantud kütuserõhule.

Tavaliselt ei ole petrooleumi põlemisel tekkiva kuumuse täpsed näitajad kindlaks määratud, kuna see naftasaadus on nelja süsivesiniku segu: dodekaan (C₁₂H₂₆), tridekaan (C₁₃H₂₈), tetradekaan (C₁₄H₃₀) ja pentadekaan (C₁₅H₃₂). Isegi sama originaalõli partii sees ei ole loetletud komponentide protsentuaalne suhe konstantne. Seetõttu arvutatakse petrooleumi termofüüsikalised omadused alati teadaolevate lihtsustuste ja eeldustega.