Specifična toplina izgaranja kerozina

Glavne termofizičke karakteristike kerozina

Kerozin je srednji destilat procesa rafiniranja nafte, definiran kao udio sirove nafte koji vrije između 145 i 300°C. Kerozin se može dobiti destilacijom sirove nafte (kerozin ravnog pogona) ili krekiranjem težih tokova nafte (krekirani kerozin).

Sirovi kerozin ima svojstva koja ga čine prikladnim za miješanje s raznim aditivima koji određuju njegovu upotrebu u raznim komercijalnim primjenama, uključujući transportna goriva. Kerozin je složena mješavina spojeva razgranatog i ravnog lanca koji se općenito mogu podijeliti u tri klase: parafini (55,2% po masi), nafteni (40,9%) i aromati (3,9%).

Da bi bili učinkoviti, sve marke kerozina moraju imati najveću moguću specifičnu toplinu izgaranja i specifični toplinski kapacitet, a također ih karakterizira prilično širok raspon temperatura paljenja. Za različite skupine kerozina ovi pokazatelji su:

• Specifična toplina izgaranja, kJ/kg — 43000±1000.
• temperatura samozapaljenja, ⁰C, ne niže - 215.
• Specifični toplinski kapacitet kerozina na sobnoj temperaturi, J / kg K - 2000 ... 2020.

Nemoguće je točno odrediti većinu termofizičkih parametara kerozina, budući da sam proizvod nema stalan kemijski sastav i određen je karakteristikama izvornog ulja. Osim toga, gustoća i viskoznost kerozina ovise o vanjskim temperaturama. Poznato je samo da kako se temperatura približava zoni stabilnog izgaranja naftnog proizvoda, specifični toplinski kapacitet kerozina značajno raste: na 200⁰S njim je već 2900 J/kg K, a na 270⁰C - 3260 J/kg K. Sukladno tome, kinematička viskoznost se smanjuje. Kombinacija ovih parametara određuje dobro i stabilno paljenje kerozina.

Redoslijed određivanja specifične topline izgaranja

Specifična ogrjevna vrijednost kerozina postavlja uvjete za njegovo paljenje u raznim uređajima – od motora do strojeva za rezanje kerozina. U prvom slučaju treba pažljivije odrediti optimalnu kombinaciju termofizičkih parametara. Obično se postavlja nekoliko rasporeda za svaku od kombinacija goriva. Ovi se grafikoni mogu koristiti za procjenu:

1. Optimalni omjer smjese produkata izgaranja.
2. Adijabatska temperatura plamena reakcije izgaranja.
3. Prosječna molekularna masa produkata izgaranja.
4. Specifični toplinski omjer produkata izgaranja.

Ti su podaci potrebni za određivanje brzine ispušnih plinova koji se emitiraju iz motora, koji zauzvrat određuje potisak motora.

Optimalni omjer mješavine goriva daje najveći specifični energetski impuls i funkcija je tlaka pri kojem će motor raditi. Motor s visokim tlakom u komori za izgaranje i niskim tlakom ispušnih plinova imat će najveći optimalni omjer smjese. Zauzvrat, tlak u komori za izgaranje i energetski intenzitet kerozinskog goriva ovise o optimalnom omjeru smjese.

U većini konstrukcija motora koji koriste kerozin kao gorivo, velika se pozornost posvećuje uvjetima adijabatske kompresije, kada su tlak i volumen koji zauzima zapaljiva smjesa u stalnom odnosu - to utječe na trajnost elemenata motora. U ovom slučaju, kao što je poznato, ne postoji vanjska izmjena topline, što određuje maksimalnu učinkovitost.

Specifični toplinski kapacitet kerozina je količina topline potrebna da se temperatura jednog grama tvari podigne za jedan stupanj Celzijusa. Specifični toplinski koeficijent je omjer specifične topline pri konstantnom tlaku i specifične topline pri konstantnom volumenu. Optimalni omjer se postavlja pri unaprijed određenom tlaku goriva u komori za izgaranje.

Točni pokazatelji topline tijekom izgaranja kerozina obično se ne utvrđuju, budući da je ovaj naftni proizvod mješavina četiri ugljikovodika: dodekana (C₁₂H₂₆), tridekan (C₁₃H₂₈), tetradekan (C₁₄H₃₀) i pentadekan (C₁₅H₃₂). Čak i unutar iste serije originalnog ulja postotni omjer navedenih komponenti nije stalan. Stoga se termofizičke karakteristike kerozina uvijek izračunavaju uz poznata pojednostavljenja i pretpostavke.