1.1.2. Характеристики топлив

К основным характеристикам, определяющим ценность топлив, относят следующие:

1. вязкость;

2. температура воспламенения;

3. температура вспышки;

4. токсичность;

5. температура замерзания;

6. температура перегонки;

7. запыленность (для газообразных горючих);

8. теплота сгорания q, дж – это количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании горючего.

Для инженерных расчетов процессов горения пользуются понятием удельная теплота сгорания q, Дж/кг. Это количество теплоты, выделяющейся при полном сгорании 1кг твердого (жидкого) или одного нормального кубического метра (1 нм³) газообразного горючего.

1 нм³ - это кубический метр при нормальных условиях (t = 0 ­­⁰C, Р = 760 мм. рт. ст.).

Принято различать высшую и низшую теплоту сгорания.

q_в  q_н +0,025 (9H_р + W_p), МДж / кг,

где q_в высшая теплота сгорания – это количество теплоты, выделяющейся при сгорании топлива с учетом теплоты конденсации водяных паров, образующихся при сгорании водорода Н_р и испарении влаги W_p;

q_н  низшая теплота сгорания – теплота сгорания топлива, при условии, что влага, образующаяся при сгорании водорода топлива 9Н_р, и влага топлива W_p находятся в парообразном состоянии;

0,025 МДж/кг теплота парообразования воды;

9Н_р – количество влаги, выделяющейся при полном сгорании рабочей массы водорода топлива;

W_р – количество влаги, которое содержится в горючем.

1.1.3. Разновидности горения

Горением называется химическая реакция взаимодействия горючего с окислителем, сопровождающаяся интенсивным выделением теплоты и резким повышением температуры.

Горение возможно только в газообразной фазе.

Если горючее и окислитель находятся в одной газообразной фазе, то горение называют гомогенным.

Если один из компонентов топлива находится в отличном от газообразного состоянии, то горение называют гетерогенным.

При гетерогенном горении происходит изменение агрегатного состояния вещества.

1.1.4. Основные стадии гетерогенного горения

1. Подогрев (до 100 ⁰С).

2. Подсушка или испарение влаги (102 - 105 ⁰С).

3. Выход летучих соединений (200 - 400 ⁰С).

4. Воспламенение или инициирование горения (600 - 800 ⁰С).

5. Горение (800 - 3000 ⁰С).

6. Догорание или тление (600 - 800 ⁰С).

1.1.5. Фазы горения

Время, за которое происходит полное сгорание топлива, можно условно разделить на две фазы:

_г = _ф + _к,

где _г  продолжительность горения;

_ф  физическая фаза (время смесеобразования);

_к  кинетическая фаза (время химической реакции окисления).

В зависимости от продолжительности той или иной фазы, различают два предельных случая:

1)_ф >>_к диффузионное горение (факельное сжигание топлива, горение спички, горелки);

2) _к >> _ф кинетическое горение (взрыв).

1.1.6. Скорость горения

Под скоростью горения понимают скорость, с которой перемещается фронт пламени.

Нормальная скорость распространения фронта пламени (Uн) обозначается вектором, направленным перпендикулярно к фронту пламени.

В зависимости от величины скорости перемещения фронта пламени, различают нормальное и детонационное горение.

Uн = 0,4 50 м/с  нормальное горение,

где Uн = 0,4 13 м/с  ламинарное горение (пламя);

Uн = 13 50 м/с  турбулентное горение.

Uн = 1500 3500 м/с  детонационное горение.