Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Топ:
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2021-01-31 | 88 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Элементный состав и горение топлива
По своему основному химическому составу топлива представляют собою углеводороды, то есть соединения углерода с водородом. В относительно заметных количествах в них присутствует сера, в небольших – кислород и некоторые другие элементы (азот, натрий, ванадий, алюминий, кремний). В топливах, хранящихся на судне, может присутствовать вода (иногда до 2%).
Примерное содержание в топливах: углерода – 84…87%, водорода – 11…13%, серы – до 5%, кислорода – 0,4…0,6%.
Горючими веществами являются углерод, водород и сера.
В процессе подготовки к сжиганию и сжигании жидкое топливо проходит следующие фазы:
1. Дробление струй топлива на капли размером 10…50 мкм (распыливание).
2. Испарение капель топлива в камере сгорания при высокой температуре.
3. Перемешивание паров топлива с воздухом и создание горючей смеси.
4. Воспламенение горючей смеси. В установках непрерывного сжигания (топки паровых котлов, камеры сгорания газовых турбин) оно происходит от уже горящего факела, в карбюраторных двигателях – от искры, в дизелях – самовоспламенение под действием высокой температуры в конце процесса сжатия воздушного заряда.
5. Собственно горение, то есть соединение горючих веществ с кислородом. При этом повышается температура среды и увеличивается интенсивность испарения распыливаемого топлива.
При полном сгорании горючих компонентов топлива протекают следующие реакции (в нижеприведенных термохимических уравнениях символы и формулы означают килограмм-атомы или килограмм-молекулы).
Сгорание углерода:
С + О2 = СО2 + 393000 кДж.
Сгорание водорода (с учётом конденсации паров воды):
|
2Н2 + О2 = 2Н2О + 490000 кДж.
Сгорание серы:
S + O2 = SO2 + 294500 кДж.
2S + 3О2 = 2SО3 + 781600 кДж.
При пересчёте на килограмм сгорающего элемента получаем:
- для углерода – 393000/12 = 32750 кДж;
- для водорода – 490000/4 = 122500 кДж;
- для серы при сгорании в SO2 – 294500/32 = 9200 кДж;
- для серы при сгорании в SO3 – 781600/64 = 12200 кДж.
Отсюда видно, что наиболее энергетически ценным в топливе является водород, наименее – сера.
Таким образом, в продуктах сгорания топлив содержатся углекислый газ, вода и серный ангидрид. При неполном сгорании присутствуют угарный газ СО и сернистый ангидрид SО2.
Фракционный состав топлив
Углеводороды, входящие в состав топлив, различаются по количеству входящих в их молекулы атомов и по способам соединения атомов. Различают следующие три основные группы углеводородов.
1. Алифатические. 2. Нафтеновые. 3. Ароматические.
В нефтях различного происхождения соотношение этих компонентов различно. В зависимости от того, какая группа превалирует в той или иной нефти, исходные нефти получают название. Рассмотрим подробно каждую из групп.
Алифатические углеводороды в свою очередь делятся на три подгруппы.
1. Парафины, или алканы. Это предельные углеводороды, имеющие общую формулу СnН2n+2. Молекулы их содержат незамкнутые цепи из атомов углерода, соединённых между собой единичными связями. Простейшим из них является метан СН4:
Другой пример – октан С8Н18:
При атмосферных условиях парафины с числом атомов водорода до 4 – газы, остальные – жидкие или твёрдые вещества. В так называемом петролейном эфире содержатся углеводороды от С5Н12 до С7Н16, в бензине – от С7Н16 до С9Н20, в керосине – от С10Н22 до С16Н34. Дизельные топлива также представляют собой смеси либо растворы углеводородов. Некоторые из них содержат до 20 атомов углерода в молекуле. Ещё более тяжелые углеводороды содержатся в смазочных маслах, мазутах, вазелине и парафине.
|
С увеличением числа атомов в молекулах предельных углеводородов возникает ещё одна качественная особенность – появление всё большего числа изомеров, имеющих разветвлённые углеродные цепи. Метан СН4, этан С2Н6 и пропан С3Н8 изомеров не имеют, пентан С5Н12 имеет три изомера, а формулу С14Н30 могут иметь уже 1818 различных углеводородов.
2. Олефины (алкены). Общая формула для них - СnН2n. В составе их цепей имеются атомы водорода, соединённые двойными связями. Простейший из олефинов – этилен С2Н4:
3. Ацетилены (алкины), имеющие общую формулу СnН2n – 2. Имеют тройные связи между атомами углерода. Простейший из них – собственно ацетилен С2Н2:
Нафтеновым углеводородам свойственно наличие замкнутых колец из атомов углерода. Типичным представителем таких углеводородов является циклопентан С5Н10:
Здесь и далее для упрощения структурной схемы на концах внешних связей подразумевается наличие не показанных атомов водорода.
Ароматические углеводороды характеризуются наличием замкнутых структур типа бензольного кольца. Типичным их представителем является бензол С6Н6:
При подготовке к горению молекулы претерпевают разложение на атомы, причём разложение кольцевых структур, особенно бензольного типа, происходит при температурах, более высоких, чем цепных. С этой точки зрения нефти парафинового происхождения более приемлемы, тем более, что они имеют бóльшую энергетическую ценность (бόльшую теплоту сгорания).
|
|
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!