Nhiệt lượng riêng của quá trình đốt cháy dầu hỏa

Các đặc điểm vật lý nhiệt chính của dầu hỏa

Dầu hỏa là sản phẩm chưng cất giữa của quá trình lọc dầu, được định nghĩa là tỷ lệ dầu thô sôi từ 145 đến 300 ° C. Dầu hỏa có thể thu được từ quá trình chưng cất dầu thô (dầu hỏa chạy thẳng) hoặc từ quá trình crackinh các dòng dầu nặng hơn (dầu hỏa nứt nẻ).

Dầu hỏa thô có các đặc tính thích hợp để pha trộn với các chất phụ gia hiệu suất khác nhau, quyết định việc sử dụng nó trong nhiều ứng dụng thương mại, bao gồm cả nhiên liệu vận tải. Dầu hỏa là một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất mạch nhánh và mạch thẳng, thường có thể được chia thành ba loại: parafin (55,2% trọng lượng), naphthenes (40,9%) và chất thơm (3,9%).

Để có hiệu quả, tất cả các nhãn hiệu dầu hỏa phải có nhiệt lượng riêng của quá trình cháy và nhiệt dung riêng cao nhất có thể, và cũng được đặc trưng bởi một phạm vi nhiệt độ bắt lửa khá rộng. Đối với các nhóm dầu hỏa khác nhau, các chỉ số này là:

• Nhiệt lượng riêng của quá trình cháy, kJ / kg - 43000 ± 1000.
• Nhiệt độ tự bốc cháy, ⁰C, không thấp hơn - 215.
• Nhiệt dung riêng của dầu hỏa ở nhiệt độ phòng, J / kg K - 2000 ... 2020.

Không thể xác định chính xác hầu hết các thông số nhiệt lý của dầu hỏa, vì bản thân sản phẩm không có thành phần hóa học không đổi và được xác định bởi các đặc tính của dầu gốc. Ngoài ra, tỷ trọng và độ nhớt của dầu hỏa còn phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài. Người ta chỉ biết rằng khi nhiệt độ tiến gần đến vùng cháy ổn định của sản phẩm dầu thì nhiệt dung riêng của dầu hỏa tăng lên đáng kể: ở 200⁰Với nó đã là 2900 J / kg K, và ở mức 270⁰C - 3260 J / kg K. Theo đó, độ nhớt động học giảm dần. Sự kết hợp của các thông số này quyết định khả năng bắt lửa tốt và ổn định của dầu hỏa.

Trình tự xác định nhiệt dung riêng của quá trình cháy

Nhiệt trị cụ thể của dầu hỏa đặt ra các điều kiện để nó bắt lửa trong các thiết bị khác nhau - từ động cơ đến máy cắt dầu hỏa. Trong trường hợp đầu tiên, sự kết hợp tối ưu của các thông số nhiệt vật lý cần được xác định cẩn thận hơn. Một số lịch trình thường được thiết lập cho mỗi sự kết hợp nhiên liệu. Các biểu đồ này có thể được sử dụng để đánh giá:

1. Tỷ lệ hỗn hợp sản phẩm cháy tối ưu.
2. Nhiệt độ đoạn nhiệt của ngọn lửa phản ứng cháy.
3. Khối lượng phân tử trung bình của sản phẩm cháy.
4. Tỷ nhiệt riêng của sản phẩm cháy.

Dữ liệu này cần thiết để xác định tốc độ của khí thải thải ra từ động cơ, từ đó xác định lực đẩy của động cơ.

Tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu tối ưu mang lại xung năng lượng riêng cao nhất và là hàm của áp suất tại đó động cơ sẽ hoạt động. Động cơ có áp suất buồng đốt cao và áp suất khí thải thấp sẽ có tỷ lệ hỗn hợp tối ưu cao nhất. Đổi lại, áp suất trong buồng đốt và cường độ năng lượng của nhiên liệu dầu hỏa phụ thuộc vào tỷ lệ hỗn hợp tối ưu.

Trong hầu hết các thiết kế của động cơ sử dụng dầu hỏa làm nhiên liệu, người ta chú ý nhiều đến điều kiện nén đoạn nhiệt, khi áp suất và thể tích chiếm của hỗn hợp cháy có mối quan hệ không đổi - điều này ảnh hưởng đến độ bền của các phần tử động cơ. Trong trường hợp này, như đã biết, không có sự trao đổi nhiệt bên ngoài, điều này quyết định hiệu suất tối đa.

Nhiệt dung riêng của dầu hỏa là nhiệt lượng cần thiết để nâng nhiệt độ của một gam chất lên một độ C. Hệ số nhiệt dung riêng là tỉ số giữa nhiệt dung riêng ở áp suất không đổi và nhiệt dung riêng ở thể tích không đổi. Tỷ lệ tối ưu được đặt ở áp suất nhiên liệu xác định trước trong buồng đốt.

Các chỉ số chính xác về nhiệt trong quá trình đốt cháy dầu hỏa thường không được thiết lập, vì sản phẩm dầu này là hỗn hợp của bốn hydrocacbon: dodecan (C₁₂H₂₆), tridecane (C₁₃H₂₈), tetradecan (C₁₄H₃₀) và pentadecane (C₁₅H₃₂). Ngay cả trong cùng một lô dầu gốc, tỷ lệ phần trăm của các thành phần được liệt kê là không đổi. Do đó, các đặc tính nhiệt lý của dầu hỏa luôn được tính toán với các giả thiết và đơn giản hóa đã biết.