Īpatnējais petrolejas sadegšanas siltums

Petrolejas galvenās termofizikālās īpašības

Petroleja ir naftas rafinēšanas procesa vidējais destilāts, kas definēts kā jēlnaftas daļa, kas vārās no 145 līdz 300 °C. Petroleju var iegūt, destilējot jēlnaftu (tiešās destilācijas petroleja) vai no smagāku naftas plūsmu plaisāšanas (krekinga petroleja).

Neapstrādātai petrolejai ir īpašības, kas padara to piemērotu sajaukšanai ar dažādām veiktspējas piedevām, kas nosaka tās izmantošanu dažādos komerciālos lietojumos, tostarp transporta degvielā. Petroleja ir sarežģīts sazarotu un taisnu ķēžu savienojumu maisījums, ko parasti var iedalīt trīs klasēs: parafīni (55,2% no svara), naftēni (40,9%) un aromātiskie savienojumi (3,9%).

Lai visu marku petroleja būtu efektīva, tai jābūt ar augstāko iespējamo īpatnējo sadegšanas siltumu un īpatnējo siltumietilpību, kā arī jāraksturo diezgan plašs aizdegšanās temperatūru diapazons. Dažādām petrolejas grupām šie rādītāji ir:

• Īpatnējais sadegšanas siltums, kJ/kg — 43000±1000.
• pašaizdegšanās temperatūra, ⁰C, ne zemāka par -215.
• Petrolejas īpatnējā siltumietilpība istabas temperatūrā, J / kg K - 2000 ... 2020.

Nav iespējams precīzi noteikt lielāko daļu petrolejas termofizikālo parametru, jo pašam produktam nav nemainīga ķīmiskā sastāva un to nosaka sākotnējās eļļas īpašības. Turklāt petrolejas blīvums un viskozitāte ir atkarīga no ārējās temperatūras. Ir tikai zināms, ka, temperatūrai tuvojoties naftas produkta stabilas sadegšanas zonai, petrolejas īpatnējā siltumietilpība ievērojami palielinās: pie 200⁰Ar to jau ir 2900 J / kg K un pie 270⁰C - 3260 J/kg K. Attiecīgi samazinās kinemātiskā viskozitāte. Šo parametru kombinācija nosaka labu un stabilu petrolejas aizdegšanos.

Īpatnējā sadegšanas siltuma noteikšanas secība

Petrolejas specifiskā siltumspēja nosaka apstākļus tās aizdegšanai dažādās ierīcēs – no dzinējiem līdz petrolejas griešanas mašīnām. Pirmajā gadījumā rūpīgāk jānosaka optimālā termofizikālo parametru kombinācija. Katrai degvielas kombinācijai parasti tiek iestatīti vairāki grafiki. Šīs diagrammas var izmantot, lai novērtētu:

1. Optimāla sadegšanas produktu maisījuma attiecība.
2. Degšanas reakcijas liesmas adiabātiskā temperatūra.
3. Sadegšanas produktu vidējā molekulmasa.
4. Sadegšanas produktu īpatnējā siltuma attiecība.

Šie dati ir nepieciešami, lai noteiktu no dzinēja izdalīto izplūdes gāzu ātrumu, kas savukārt nosaka dzinēja vilci.

Optimālā degvielas maisījuma attiecība dod visaugstāko īpatnējo enerģijas impulsu un ir atkarīga no spiediena, ar kādu dzinējs darbosies. Dzinējam ar augstu spiedienu sadegšanas kamerā un zemu izplūdes spiedienu būs visaugstākā optimālā maisījuma attiecība. Savukārt spiediens sadegšanas kamerā un petrolejas degvielas enerģijas intensitāte ir atkarīga no optimālās maisījuma attiecības.

Lielākajā daļā dzinēju konstrukciju, kurās kā degviela tiek izmantota petroleja, liela uzmanība tiek pievērsta adiabātiskās kompresijas apstākļiem, kad spiediens un degošā maisījuma aizņemtais tilpums ir nemainīgā attiecībā - tas ietekmē dzinēja elementu izturību. Šajā gadījumā, kā zināms, nav ārējās siltuma apmaiņas, kas nosaka maksimālo efektivitāti.

Petrolejas īpatnējā siltumietilpība ir siltuma daudzums, kas nepieciešams, lai viena grama vielas temperatūru paaugstinātu par vienu grādu pēc Celsija. Īpatnējais siltuma koeficients ir īpatnējā siltuma attiecība nemainīgā spiedienā pret īpatnējo siltumu nemainīgā tilpumā. Optimālā attiecība tiek iestatīta pie iepriekš noteikta degvielas spiediena sadegšanas kamerā.

Precīzi siltuma rādītāji petrolejas sadegšanas laikā parasti nav noteikti, jo šis naftas produkts ir četru ogļūdeņražu maisījums: dodekāns (C₁₂H₂₆), tridekāns (C₁₃H₂₈), tetradekāns (C₁₄H₃₀) un pentadekāns (C₁₅H₃₂). Pat tajā pašā oriģinālās eļļas partijā uzskaitīto komponentu procentuālā attiecība nav nemainīga. Tāpēc petrolejas termofizikālās īpašības vienmēr tiek aprēķinātas ar zināmiem vienkāršojumiem un pieņēmumiem.