Специфична топлина на изгаряне на керосин

Основните топлофизични характеристики на керосина

Керосинът е средният дестилат от процеса на рафиниране на нефт, дефиниран като част от суровия нефт, която кипи между 145 и 300°C. Керосинът може да се получи от дестилацията на суров нефт (керосин с директен поток) или от крекинг на по-тежки нефтени потоци (крекиран керосин).

Суровият керосин има свойства, които го правят подходящ за смесване с различни експлоатационни добавки, които определят използването му в различни търговски приложения, включително транспортни горива. Керосинът е сложна смес от съединения с разклонена и права верига, които обикновено могат да бъдат разделени на три класа: парафини (55,2% тегловни), нафтени (40,9%) и ароматни (3,9%).

За да бъдат ефективни, всички марки керосин трябва да имат възможно най-високата специфична топлина на горене и специфичен топлинен капацитет, както и да се характеризират с доста широк диапазон от температури на запалване. За различни групи керосин тези показатели са:

• Специфична топлина на горене, kJ/kg — 43000±1000.
• температура на самозапалване, ⁰С, не по-ниска от - 215.
• Специфичен топлинен капацитет на керосин при стайна температура, J / kg K - 2000 ... 2020.

Невъзможно е точно да се определят повечето топлофизични параметри на керосина, тъй като самият продукт няма постоянен химичен състав и се определя от характеристиките на оригиналното масло. В допълнение, плътността и вискозитетът на керосина зависи от външните температури. Известно е само, че когато температурата се приближи до зоната на стабилно изгаряне на нефтопродукта, специфичният топлинен капацитет на керосина се увеличава значително: при 200⁰С него вече е 2900 J/kg K, а при 270⁰C - 3260 J/kg K. Съответно кинематичният вискозитет намалява. Комбинацията от тези параметри определя доброто и стабилно запалване на керосина.

Последователността на определяне на специфичната топлина на горене

Специфичната калоричност на керосина определя условията за запалването му в различни устройства – от двигатели до машини за рязане на керосин. В първия случай оптималната комбинация от топлофизични параметри трябва да се определи по-внимателно. За всяка от горивните комбинации обикновено се задават няколко графика. Тези диаграми могат да се използват за оценка на:

1. Оптималното съотношение на сместа от продукти на горенето.
2. Адиабатната температура на пламъка на реакцията на горене.
3. Средно молекулно тегло на продуктите от горенето.
4. Специфично топлинно съотношение на продуктите от горенето.

Тези данни са необходими за определяне на скоростта на отработените газове, отделяни от двигателя, което от своя страна определя тягата на двигателя.

Оптималното съотношение на горивната смес дава най-високия специфичен енергиен импулс и е функция от налягането, при което двигателят ще работи. Двигател с високо налягане в горивната камера и ниско налягане на отработените газове ще има най-високото оптимално съотношение на сместа. От своя страна налягането в горивната камера и енергийната интензивност на керосиновото гориво зависят от оптималното съотношение на сместа.

В повечето конструкции на двигатели, използващи керосин като гориво, много внимание се отделя на условията на адиабатно компресиране, когато налягането и обемът, заемани от горимата смес, са в постоянна връзка - това се отразява на издръжливостта на елементите на двигателя. В този случай, както е известно, няма външен топлообмен, което определя максималната ефективност.

Специфичният топлинен капацитет на керосина е количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на един грам вещество с един градус по Целзий. Специфичният топлинен коефициент е съотношението на специфичната топлина при постоянно налягане към специфичната топлина при постоянен обем. Оптималното съотношение се задава при предварително определено налягане на горивото в горивната камера.

Точните показатели за топлина по време на изгарянето на керосин обикновено не се установяват, тъй като този нефтопродукт е смес от четири въглеводорода: додекан (C₁₂H₂₆), тридекан (C₁₃H₂₈), тетрадекан (C₁₄H₃₀) и пентадекан (C₁₅H₃₂). Дори в рамките на една и съща партида оригинално масло, процентното съотношение на изброените компоненти не е постоянно. Следователно топлофизичните характеристики на керосина винаги се изчисляват с известни опростявания и допускания.