Ειδική θερμότητα καύσης κηροζίνης

Τα κύρια θερμοφυσικά χαρακτηριστικά της κηροζίνης

Η κηροζίνη είναι το μεσαίο απόσταγμα της διαδικασίας διύλισης πετρελαίου, που ορίζεται ως η αναλογία αργού πετρελαίου που βράζει μεταξύ 145 και 300°C. Η κηροζίνη μπορεί να ληφθεί από την απόσταξη αργού πετρελαίου (κηροζίνη ευθείας ροής) ή από τη διάσπαση βαρύτερων ρευμάτων πετρελαίου (πυρισμένη κηροζίνη).

Η ακατέργαστη κηροζίνη έχει ιδιότητες που την καθιστούν κατάλληλη για ανάμειξη με διάφορα πρόσθετα απόδοσης που καθορίζουν τη χρήση της σε ποικίλες εμπορικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των καυσίμων μεταφορών. Η κηροζίνη είναι ένα σύνθετο μείγμα ενώσεων διακλαδισμένης και ευθείας αλυσίδας που μπορεί γενικά να χωριστεί σε τρεις κατηγορίες: παραφίνες (55,2% κατά βάρος), ναφθένια (40,9%) και αρωματικές (3,9%).

Για να είναι αποτελεσματικές, όλες οι ποιότητες κηροζίνης πρέπει να έχουν την υψηλότερη δυνατή ειδική θερμότητα καύσης και ειδική θερμική ικανότητα, και επίσης να χαρακτηρίζονται από ένα αρκετά μεγάλο εύρος θερμοκρασιών ανάφλεξης. Για διάφορες ομάδες κηροζινών, αυτοί οι δείκτες είναι:

• Ειδική θερμότητα καύσης, kJ/kg — 43000±1000.
• θερμοκρασία αυτοανάφλεξης, ⁰C, όχι χαμηλότερο - 215.
• Ειδική θερμοχωρητικότητα κηροζίνης σε θερμοκρασία δωματίου, J / kg K - 2000 ... 2020.

Είναι αδύνατο να προσδιοριστούν με ακρίβεια οι περισσότερες από τις θερμοφυσικές παραμέτρους της κηροζίνης, καθώς το ίδιο το προϊόν δεν έχει σταθερή χημική σύνθεση και καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά του αρχικού λαδιού. Επιπλέον, η πυκνότητα και το ιξώδες της κηροζίνης εξαρτάται από τις εξωτερικές θερμοκρασίες. Είναι γνωστό μόνο ότι καθώς η θερμοκρασία πλησιάζει τη ζώνη σταθερής καύσης του προϊόντος πετρελαίου, η ειδική θερμοχωρητικότητα της κηροζίνης αυξάνεται σημαντικά: στους 200⁰Με αυτό είναι ήδη 2900 J / kg K, και στα 270⁰C - 3260 J/kg Κ. Κατά συνέπεια, το κινηματικό ιξώδες μειώνεται. Ο συνδυασμός αυτών των παραμέτρων καθορίζει την καλή και σταθερή ανάφλεξη της κηροζίνης.

Η σειρά προσδιορισμού της ειδικής θερμότητας καύσης

Η συγκεκριμένη θερμογόνος δύναμη της κηροζίνης θέτει τις προϋποθέσεις για την ανάφλεξή της σε διάφορες συσκευές - από κινητήρες έως μηχανές κοπής κηροζίνης. Στην πρώτη περίπτωση, ο βέλτιστος συνδυασμός θερμοφυσικών παραμέτρων θα πρέπει να προσδιορίζεται πιο προσεκτικά. Συνήθως ορίζονται διάφορα χρονοδιαγράμματα για κάθε έναν από τους συνδυασμούς καυσίμων. Αυτά τα διαγράμματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αξιολόγηση:

1. Η βέλτιστη αναλογία του μείγματος των προϊόντων καύσης.
2. Η αδιαβατική θερμοκρασία της φλόγας της αντίδρασης καύσης.
3. Μέσο μοριακό βάρος προϊόντων καύσης.
4. Ειδική αναλογία θερμότητας προϊόντων καύσης.

Αυτά τα δεδομένα χρειάζονται για τον προσδιορισμό της ταχύτητας των καυσαερίων που εκπέμπονται από τον κινητήρα, η οποία με τη σειρά της καθορίζει την ώθηση του κινητήρα.

Η βέλτιστη αναλογία μείγματος καυσίμου δίνει την υψηλότερη ειδική ενεργειακή ώθηση και είναι συνάρτηση της πίεσης στην οποία θα λειτουργεί ο κινητήρας. Ένας κινητήρας με υψηλή πίεση θαλάμου καύσης και χαμηλή πίεση καυσαερίων θα έχει την υψηλότερη βέλτιστη αναλογία μείγματος. Με τη σειρά της, η πίεση στον θάλαμο καύσης και η ενεργειακή ένταση του καυσίμου κηροζίνης εξαρτώνται από τη βέλτιστη αναλογία μείγματος.

Στα περισσότερα σχέδια κινητήρων που χρησιμοποιούν κηροζίνη ως καύσιμο, δίνεται μεγάλη προσοχή στις συνθήκες αδιαβατικής συμπίεσης, όταν η πίεση και ο όγκος που καταλαμβάνεται από το εύφλεκτο μείγμα βρίσκονται σε συνεχή σχέση - αυτό επηρεάζει την ανθεκτικότητα των στοιχείων του κινητήρα. Σε αυτή την περίπτωση, όπως είναι γνωστό, δεν υπάρχει εξωτερική ανταλλαγή θερμότητας, η οποία καθορίζει τη μέγιστη απόδοση.

Η ειδική θερμοχωρητικότητα της κηροζίνης είναι η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να αυξηθεί η θερμοκρασία ενός γραμμαρίου μιας ουσίας κατά ένα βαθμό Κελσίου. Ο συντελεστής ειδικής θερμότητας είναι ο λόγος της ειδικής θερμότητας σε σταθερή πίεση προς την ειδική θερμότητα σε σταθερό όγκο. Η βέλτιστη αναλογία ρυθμίζεται σε μια προκαθορισμένη πίεση καυσίμου στο θάλαμο καύσης.

Οι ακριβείς δείκτες της θερμότητας κατά την καύση της κηροζίνης συνήθως δεν είναι τεκμηριωμένοι, καθώς αυτό το προϊόν πετρελαίου είναι ένα μείγμα τεσσάρων υδρογονανθράκων: δωδεκάνιο (C₁₂H₂₆), τριδεκάνιο (C₁₃H₂₈), τετραδεκάνιο (C₁₄H₃₀) και πενταδεκάνιο (C₁₅H₃₂). Ακόμη και στην ίδια παρτίδα αρχικού λαδιού, η ποσοστιαία αναλογία των αναγραφόμενων συστατικών δεν είναι σταθερή. Επομένως, τα θερμοφυσικά χαρακτηριστικά της κηροζίνης υπολογίζονται πάντα με γνωστές απλουστεύσεις και υποθέσεις.