ГОУ ВПО

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КСРС

на тему: «Физико-химические основы горения топлива»

Вариант 1

Выполнил: студент группы ТЭД-101

Факультета АД

Акчурин А. А.

Проверил:

Свирский Станислав Эдуардович

2011г.

Дано:

Топливо: метан сн4 Окислитель: кислород o2(ж). Задания. Часть №1.

1. Составить эквивалентную формулу и на ее основе - уравнения реакции горения топливной смеси.

2. Определите кислородный баланс окислителя в %.

3. Рассчитать стехиометрический состав химического топлива в процентах, в мольных долях, в эквивалентных (массовых долях.

4. Определить стехиометрический коэффициент топлива.

5. Определить плотность топливной смеси.

6. Рассчитать низшую и высшую теплотворность химического топлива по тепловому эффекту процесса горения(в кДж).

7. Рассчитать количество воздуха, необходимого для полного сгорания обычного топлива.

8. Определить объем продуктов горения 1 кг обычного топлива.

9. Определить удельный объем газообразных продуктов сгорания химического топлива.

10.Рассчитать процентное содержание составных частей продуктов сгорания топлива.

11. Определить теоретическую температуру (пирометрический коэффициент) процесса горения.

12.Определить КПД топлива.

13. Рассчитать теоретическую скорость истечения газов.

14. Определить удельную тягу.

Часть №2.

Дать полную характеристику: горючего, окислителя, продуктов сгорания (химический состав, основные физические свойства, энергохимические характеристики, токсичность).

Часть №3.

Дать оценку рассчитанного топлива в зависимости от его назначения на основе соответствующей справочной литературы.

Введение

Горение – окислительно-восстановительная реакция, сопровождаемая излучением, переносом тепла и вещества.

Горение – это сложный, быстро протекающий экзотермический процесс, в котором вследствие преобладания скорости выделения тепла над скоростью теплоотвода возникает характерные процессы переноса массы и энергии, обеспечивающие самоподдержание процесса.

Горение – один из важнейших технических процессов, овладения которым сыграло огромную роль в становлении человечества. Сжигание топлива – главный способ получения энергии современных силовых установок. Горение – один из способов прямого воздействия средств поражения.

Физико-химические механизмы горения крайне сложны и разнообразны. Их нельзя представить в форме конкретных химических уравнений, они представляются суммарно на основе закономерностей химической кинетики, диффузии и самообмена.

Топлива называют вещества, расходуемые с целью получения тепловой энергии.

В двигателе внутреннего сгорания процессы сжигания топлива, выделение тепла и преобразование части тепла в механическую работу происходит внутри рабочего цилиндра двигателя. В авиационных двигателях выделяемая энергия за счет горения топлив сообщается газовому рабочему телу и с его помощью преобразуется в механическую работу отброса газовой струи, а образующиеся в результате горения продукты являются рабочим телом.

Все современные двигатели работают на химическом топливе. Таким образом, реакция горения топлива используется для получения тепловой энергии, кроме того, топливо служит поставщиком рабочего тела в реактивных двигателях или самим рабочим телом вместе с окислителем в ракетных двигателях.

Критерием оценки химического топлива является плотность, удельный объем газообразных продуктов, выделяемых в процессе горения, теплота сгорания, теплопроизводительность, от которой зависит удельный расход, и другие энергохимические показатели.

Эффективность и надежность работы двигателей внутреннего сгорания, авиационных, реактивных и ракетных двигателей зависит от энергетических и физико-химических свойств топлив. Поэтому необходимо научиться определять свойства топлив, продуктов сгорания, энергоемкость, КПД топлив путем стехиометрических и термохимических расчетов. Выполняя экспериментальные работы по горению, определению состава продуктов горения топлив, можно судить о работоспособности и эксплуатационной надежности топливных систем, надежности деталей газового тракта.