Căldura specifică de ardere a kerosenului

Principalele caracteristici termofizice ale kerosenului

Kerosenul este distilatul mediu al procesului de rafinare a petrolului, definit ca proporția de țiței care fierbe între 145 și 300°C. Kerosenul poate fi obținut din distilarea țițeiului (kerosenul de curgere directă) sau din cracarea fluxurilor de petrol mai grele (kerosenul cracat).

Kerosenul brut are proprietăți care îl fac potrivit pentru amestecarea cu diverși aditivi de performanță care determină utilizarea sa într-o varietate de aplicații comerciale, inclusiv combustibili de transport. Kerosenul este un amestec complex de compuși cu catenă ramificată și liniară care poate fi împărțit în general în trei clase: parafine (55,2% în greutate), naftene (40,9%) și aromatice (3,9%).

Pentru a fi eficiente, toate mărcile de kerosen trebuie să aibă cea mai mare căldură specifică de combustie și capacitate termică specifică și, de asemenea, să fie caracterizate printr-o gamă destul de largă de temperaturi de aprindere. Pentru diferite grupuri de keroseni, acești indicatori sunt:

• Căldura specifică de ardere, kJ/kg — 43000±1000.
• temperatură de autoaprindere, ⁰C, nu mai jos - 215.
• Capacitatea termică specifică a kerosenului la temperatura camerei, J/kg K - 2000 ... 2020.

Este imposibil să se determine cu exactitate majoritatea parametrilor termofizici ai kerosenului, deoarece produsul în sine nu are o compoziție chimică constantă și este determinat de caracteristicile uleiului original. În plus, densitatea și vâscozitatea kerosenului depind de temperaturile exterioare. Se știe doar că, pe măsură ce temperatura se apropie de zona de ardere stabilă a produsului petrolier, capacitatea termică specifică a kerosenului crește semnificativ: la 200⁰Cu el este deja 2900 J / kg K și la 270⁰C - 3260 J/kg K. În consecință, vâscozitatea cinematică scade. Combinația acestor parametri determină aprinderea bună și stabilă a kerosenului.

Secvența determinării căldurii specifice de ardere

Puterea calorică specifică a kerosenului stabilește condițiile pentru aprinderea acestuia în diverse dispozitive - de la motoare la mașini de tăiat kerosen. În primul caz, combinația optimă a parametrilor termofizici ar trebui determinată cu mai multă atenție. De obicei, sunt stabilite mai multe programe pentru fiecare dintre combinațiile de combustibil. Aceste diagrame pot fi folosite pentru a evalua:

1. Raportul optim al amestecului de produse de ardere.
2. Temperatura adiabatică a flăcării de reacție de ardere.
3. Greutatea moleculară medie a produselor de ardere.
4. Raportul termic specific al produselor de ardere.

Aceste date sunt necesare pentru a determina viteza gazelor de eșapament emise de motor, care, la rândul său, determină tracțiunea motorului.

Raportul optim al amestecului de combustibil dă cel mai mare impuls de energie specifică și este o funcție de presiunea la care va funcționa motorul. Un motor cu presiune mare în camera de ardere și presiune scăzută de evacuare va avea cel mai mare raport optim de amestec. La rândul lor, presiunea din camera de ardere și intensitatea energetică a combustibilului kerosen depind de raportul optim al amestecului.

În majoritatea modelelor de motoare care utilizează kerosen ca combustibil, se acordă multă atenție condițiilor de compresie adiabatică, când presiunea și volumul ocupat de amestecul combustibil sunt în relație constantă - acest lucru afectează durabilitatea elementelor motorului. În acest caz, după cum se știe, nu există schimb de căldură extern, ceea ce determină eficiența maximă.

Capacitatea termică specifică a kerosenului este cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura unui gram de substanță cu un grad Celsius. Coeficientul de căldură specifică este raportul dintre căldura specifică la presiune constantă și căldura specifică la volum constant. Raportul optim este stabilit la o presiune de combustibil predeterminată în camera de ardere.

Indicatorii exacti ai căldurii în timpul arderii kerosenului nu sunt de obicei stabiliți, deoarece acest produs petrolier este un amestec de patru hidrocarburi: dodecan (C₁₂H₂₆), tridecan (C₁₃H₂₈), tetradecan (C₁₄H₃₀) și pentadecan (C₁₅H₃₂). Chiar și în cadrul aceluiași lot de ulei original, raportul procentual al componentelor enumerate nu este constant. Prin urmare, caracteristicile termofizice ale kerosenului sunt întotdeauna calculate cu simplificări și ipoteze cunoscute.