أنواع وقود غلايات الوقود الصلب وجدول مقارن لقيمتها الحرارية

الاستقرار الكيميائي

بالنظر إلى الخصائص الكيميائية للبنزين ، من الضروري التركيز على المدة التي سيبقى فيها تكوين الهيدروكربونات دون تغيير ، لأنه مع التخزين الطويل ، تختفي المكونات الأخف ويقل الأداء بشكل كبير.
على وجه الخصوص ، تكون المشكلة حادة إذا تم الحصول على وقود عالي الجودة (AI 95) من البنزين بأقل رقم أوكتان عن طريق إضافة البروبان أو الميثان إلى تركيبته. إن صفاتهم المضادة للقرقعة أعلى من تلك الموجودة في الأيزوكتان ، لكنها أيضًا تتبدد على الفور.

وفقًا لـ GOST ، يجب ألا يتغير التركيب الكيميائي للوقود لأي علامة تجارية لمدة 5 سنوات ، وفقًا لقواعد التخزين. ولكن في الواقع ، غالبًا ما يحتوي الوقود الذي تم شراؤه حديثًا بالفعل على رقم أوكتان أقل من الرقم المحدد.

يقع اللوم على البائعين عديمي الضمير في ذلك ، الذين يضيفون الغاز المسال إلى الحاويات التي تحتوي على وقود ، وقد انتهى وقت التخزين ، ولا يفي المحتوى بمتطلبات GOST. عادة ، يتم إضافة كميات مختلفة من الغاز إلى نفس الوقود للحصول على رقم أوكتان 92 أو 95. تأكيد هذه الحيل هو الرائحة النفاذة للغاز في محطة التعبئة.

السرعة - الاحتراق - الوقود

ما هي التكلفة الحقيقية لتر واحد من البنزين
يزداد معدل احتراق الوقود بشكل كبير إذا كان الخليط القابل للاحتراق في حركة دوامة (مضطربة) شديدة. وفقًا لذلك ، يمكن أن تكون شدة انتقال الحرارة المضطرب أعلى بكثير من كثافة الانتشار الجزيئي.

يعتمد معدل احتراق الوقود على عدد من الأسباب التي تمت مناقشتها لاحقًا في هذا الفصل ، وعلى وجه الخصوص ، على جودة خلط الوقود بالهواء. يتم تحديد معدل احتراق الوقود بمقدار الوقود المحروق لكل وحدة زمنية.

يتم تحديد معدل احتراق الوقود وبالتالي معدل إطلاق الحرارة حسب حجم سطح الاحتراق. يحتوي غبار الفحم الذي يبلغ حجم جسيمه الأقصى 300 - 500 ميكرون على سطح احتراق يزيد عشرات الآلاف من المرات عن الوقود المشبك ذي السلسلة الخشنة.

يعتمد معدل احتراق الوقود على درجة الحرارة والضغط في غرفة الاحتراق ، ويزداد مع زيادتهما. لذلك ، بعد الاشتعال ، يزداد معدل الاحتراق ويصبح مرتفعًا جدًا في نهاية غرفة الاحتراق.

تتأثر سرعة احتراق الوقود أيضًا بسرعة المحرك. مع زيادة عدد الثورات ، تقل مدة المرحلة.

يزيد اضطراب تدفق الغاز بشكل حاد من معدل احتراق الوقود بسبب زيادة مساحة سطح الاحتراق وسرعة انتشار مقدمة اللهب مع زيادة معدل انتقال الحرارة.

عند التشغيل على خليط خفيف ، يتباطأ معدل الاحتراق. لذلك ، تزداد كمية الحرارة المنبعثة من الغازات إلى الأجزاء ويزداد سخونة المحرك. علامات الخليط الخالي من الدهون هي ومضات في المكربن ومشعب السحب.

يزيد اضطراب تدفق الغاز بشكل حاد من معدل احتراق الوقود بسبب زيادة مساحة سطح الاحتراق وسرعة انتشار مقدمة اللهب بسبب زيادة معدل انتقال الحرارة.

تحتوي الألكانات العادية على الحد الأقصى لعدد السيتان ، والذي يميز معدل احتراق الوقود في المحرك.

يؤثر تكوين خليط العمل بشكل كبير على معدل احتراق الوقود في المحرك. هذه الشروط تحدث في المعامل.

يتم تحديد تأثير جودة تطوير عملية الاحتراق من خلال معدل احتراق الوقود في المرحلة الرئيسية. عندما يتم حرق كمية كبيرة من الوقود في هذه المرحلة ، تزداد قيم pz و Tz ، وتنخفض نسبة الوقود بعد الاحتراق أثناء عملية التمدد ، ويصبح مؤشر polytrope nz أكبر.هذا التطور للعملية هو الأكثر ملاءمة ، حيث يتم تحقيق أفضل استخدام للحرارة.

في عملية تشغيل المحرك ، تعتبر قيمة معدل احتراق الوقود مهمة جدًا. يُفهم معدل الاحتراق على أنه مقدار (كتلة) الوقود المتفاعل (الاحتراق) لكل وحدة زمنية.

يشير عدد من الظواهر العامة إلى أن معدل احتراق الوقود في المحركات طبيعي تمامًا وليس عشوائيًا. يشار إلى ذلك من خلال إمكانية تكرار دورات أكثر أو أقل لا لبس فيها في أسطوانة المحرك ، والتي ، في الواقع ، تحدد التشغيل المستقر للمحركات. في نفس المحركات ، يتم دائمًا ملاحظة الطبيعة المطولة للاحتراق مع الخلائط الخالية من الدهون. يُلاحظ العمل الشاق للمحرك ، الذي يحدث عند معدل عالٍ من تفاعلات الاحتراق ، كقاعدة عامة ، في محركات الديزل غير الضاغطة ، والعمل الناعم - في المحركات التي تشتعل من شرارة كهربائية. يشير هذا إلى أن تكوين الخليط والاشتعال المختلفين جوهريًا يسببان تغييرًا منتظمًا في معدل الاحتراق. مع زيادة عدد دورات المحرك ، تقل مدة الاحتراق بمرور الوقت ، وتزداد زاوية دوران العمود المرفقي. تشبه المنحنيات الحركية لمسار الاحتراق في المحركات في طبيعتها المنحنيات الحركية لعدد من التفاعلات الكيميائية التي لا ترتبط ارتباطًا مباشرًا بالمحركات وتحدث في ظل ظروف مختلفة.

تشير التجارب إلى اعتماد شدة انتقال الحرارة المشعة على معدل احتراق الوقود. مع الاحتراق السريع عند جذر الشعلة ، تتطور درجات الحرارة المرتفعة ويتكثف نقل الحرارة. يؤدي عدم تجانس مجال درجة الحرارة ، إلى جانب التركيزات المختلفة للجسيمات المنبعثة ، إلى عدم تجانس درجة سواد اللهب. كل ما سبق يخلق صعوبات كبيرة في التحديد التحليلي لدرجة حرارة المبرد ودرجة انبعاث الفرن.

مع اللهب الرقائقي (انظر القسم 3 لمزيد من التفاصيل) ، يكون معدل احتراق الوقود ثابتًا و Q 0 ؛ عملية الاحتراق صامتة. ومع ذلك ، إذا كانت منطقة الاحتراق مضطربة ، وهذه هي الحالة قيد الدراسة ، فعندئذ حتى إذا كان استهلاك الوقود ثابتًا في المتوسط ، يتغير معدل الاحتراق المحلي بمرور الوقت وبالنسبة لعنصر صغير الحجم Q.Q. الاضطراب يزعج اللهب باستمرار ؛ في أي لحظة ، يكون الاحتراق محدودًا بسبب هذا اللهب أو سلسلة من اللهب التي تحتل موقعًا عشوائيًا في منطقة الاحتراق.

درجة حرارة الاحتراق والقيمة الحرارية للحطب

ربما واجه الجميع مشكلة إشعال النار في كوخهم الصيفي أو الحطب في الشواية / الموقد في المنزل ، وسأل نفسه السؤال - لماذا لا يضيء. لذلك ، كقاعدة عامة ، لا تضيء السجلات ، tk. لم يتم تهيئة الظروف لإشعالها ، أي عدم وجود درجة حرارة.

بعد كل شيء ، لا يعلم الجميع أنه من أجل إضاءة الحطب ، هناك حاجة إلى درجة حرارة تزيد عن 290-320 درجة مئوية لأي نوع من الخشب تقريبًا. في الوقت نفسه ، تحترق الشجرة نفسها عند درجة حرارة تتراوح بين 850-950 درجة. في هذه الحالة ، على سبيل المثال ، يتم إشعال الفحم العادي عند درجة حرارة تتراوح بين 550-650 درجة ، ودرجة حرارة الاحتراق من 1000 إلى 1300 درجة مئوية.

وكيف تحدد درجة الحرارة في الموقد أو الموقد أو الشواء بيديك بدون وسائل مرتجلة؟

يمكنك ببساطة معرفة درجة الحرارة التي تحترق بها جذوع الأشجار الخشبية - حسب لون الحطب الخشبي المحترق ، لأن يتغير لون الخشب تبعًا لدرجة الحرارة التي يحترق عندها تحت تأثير منتجات الاحتراق والأكسدة.

يحب الجميع تقريبًا مشاهدة النيران. تتمثل الوظيفة الرئيسية للنار في تسخين الغرفة وتسخين الأشياء المختلفة. تستخدم المنازل الخاصة الوقود الصلب. يجب أن يكون مفهوما أن درجة حرارة حرق الحطب في أي موقد تعتمد على هيكل الموقد وظروفه وكذلك على نوع الخشب. لذلك ، تؤدي السجلات المختلفة مهامًا محددة.

لكي تبدأ المادة أو البروبان في الاحتراق في الفرن ، فإنه يحتاج إلى الأكسجين.يؤدي تفاعل المواد العضوية مع الأكسجين أثناء الاحتراق إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، والذي يتم طرده من خلال مدخنة مثبتة خصيصًا في هيكل الفرن.

أي وقود قابل للاحتراق له تركيبة كيميائية محددة. يختلف أيضًا التركيب الداخلي للخشب أو الزيت أو الفحم. على سبيل المثال ، يمكن أن يحتوي الفحم على كمية صغيرة أو كبيرة من الرماد. يمكن أن يعطي الخشب درجات حرارة مختلفة وله أيضًا تركيبة طعام ممتازة.

يتم فحص درجة حرارة الاحتراق في مختبرات خاصة باستخدام اختبار مقارن ، لأنه من المستحيل ببساطة تنفيذ هذا الإجراء في المنزل بمفردك. للحصول على نتائج دقيقة ، يجب تجفيف الخشب إلى محتوى رطوبة محدد.

القدرة الحرارية للخشب:

بيرش - 4968.
الصنوبر 4907-4952.
شجرة التنوب - 4860.
ألدر - 5050.
آسبن - 4950.

قبل استخدام الحطب ، من الضروري مراعاة درجة الجفاف ، لأن الوقود الرطب سوف يحترق بشكل سيئ ، ونتيجة لذلك ينبعث منه الحد الأدنى من الحرارة. لذلك ، قبل استخدام الوقود الصلب في موقد الحطب ، يجب حفظه في غرفة جافة لفترة من الوقت حتى يجف.

من المهم ملاحظة أن درجة حرارة حرق الأخشاب مفهوم غير دقيق. يجب تقييم المواد القابلة للاحتراق من حيث قدرتها على توليد بعض الحرارة. يقاس هذا المؤشر بالسعرات الحرارية (وحدة حرارة مطلوبة لتسخين الماء بدرجة واحدة).

جودة الحطب

تعتمد الموصلية الحرارية للخشب في الموقد على محتوى الرطوبة فيها. أي شجرة تحتوي على كمية كبيرة من الماء الذي تستخرجه الجذور. أثناء الاحتراق ، لا ينبعث مثل هذا الوقود الحرارة فحسب ، بل ينبعث منه البخار أيضًا ، حيث يتبخر الماء.

لفهم هذا الأمر بشكل أفضل ، عليك أن تعرف أنه إذا كان الخشب لا يحتوي على أكثر من 15٪ من الماء ، فسيكون ناتج الحرارة حوالي 3660 سعرة حرارية. بالمقارنة مع الوقود الجاف ، هذا رقم منخفض للغاية.

يشبه استخدام الوقود الخام التخلص من بعض الوقود الجاف. تقلل الرطوبة من انتقال الحرارة بدرجة كبيرة بحيث تكفي لتسخين عشرة لترات من الماء.

في أغلب الأحيان ، يستخدم الناس الحطب من شعاع البوق ، والزان ، والصنوبر ، والبلوط ، والبتولا ، والسنط. يتم حصاد الصنوبر في الصيف ، ويعطي الصنوبر والقيقب والرماد أقصى درجات الحرارة. أيضًا ، يجب إعطاء الأفضلية للبلوط ، الذي يتم قطعه في الصيف ، تسمح لك درجة حرارته بتسخين غرفة كبيرة.

يعطي الكستناء ، والأرز ، والتنوب ، والتنوب حرارة أقل. لا ينصح بتحضير الوقود من الحور ، الحور ، الآلدر ، الصفصاف والزيزفون ، لأنها تحتوي على كمية كبيرة من الرطوبة.

من الأفضل حصاد الخشب للموقد من الخشب الثقيل والكثيف.

أي حطب يحترق بنفس الطريقة: بعضها شبه كامل ، والبعض الآخر به نوع من البقايا. لا يعتمد فقط على التفاعل الكيميائي ونوع الوقود ، ولكن أيضًا على الفرن نفسه. للتدفئة ، يجب عليك اختيار الحطب ، حيث لا يقل نقل الحرارة عن 3800 سعرة حرارية.

مقياس الحرارة التقليدي غير مناسب لقياس درجة حرارة الوقود. يتطلب هذا الإجراء جهازًا خاصًا يسمى البيرومتر.

من المهم ملاحظة أن ارتفاع درجة حرارة الاحتراق ليس مؤشرًا على أن الخشب سيكون له انتقال حرارة مرتفع. يعتمد الكثير على تصميم الفرن. لزيادة درجة الحرارة ، يكفي تقليل كمية الأكسجين المزودة.

النصيحة

إذا كان باب الفرن مغلقًا بإحكام ، وفي نفس الوقت تفوح منه رائحة الرطوبة ، فأنت بحاجة إلى التحقق من ضيق الهيكل.
يجب أن تتحمل المدخنة البيئات العدوانية جيدًا ، حيث يحتوي الخشب على أحماض مختلفة.
في حالة استخدام الخشب المحتوي على الراتينج ، يجب تنظيف المدخنة جيدًا.
لتسخين الغرفة بسرعة ، يوصى بزيادة إمداد الأكسجين واستخدام الحطب ، حيث تكون درجة حرارة الاحتراق أعلى من البقية.

لفهم عملية تسخين الغرفة باستخدام معدات الموقد ، من الضروري معرفة درجة حرارة احتراق الوقود.

الحطب هو خيار وقود صلب كلاسيكي في مناطق الغابات. يتيح حرق الأخشاب الحصول على الطاقة الحرارية ، بينما تؤثر درجة حرارة احتراق الخشب بشكل مباشر على كفاءة استخدام الوقود. تعتمد درجة حرارة اللهب على نوع الخشب وكذلك على محتوى الرطوبة في الوقود وظروف احتراقه.

تحدد درجة حرارة احتراق الخشب معدلات نقل الحرارة للوقود - فكلما ارتفعت ، زادت الطاقة الحرارية التي يتم إطلاقها أثناء احتراق الحطب. في هذه الحالة ، تعتمد قيمة التسخين المحددة للوقود على خصائص الخشب.

يشار إلى مؤشرات نقل الحرارة في الجدول للحطب المحروق في ظروف مثالية:

الحد الأدنى من محتوى الرطوبة في الوقود ؛
يحدث الاحتراق في حجم مغلق ؛
يتم تحديد جرعات إمداد الأكسجين - يتم توفير الكمية اللازمة للاحتراق الكامل.

من المنطقي الاسترشاد بالقيم الجدولية للقيمة الحرارية فقط لمقارنة أنواع مختلفة من الحطب مع بعضها البعض - في الظروف الحقيقية ، سيكون نقل حرارة الوقود أقل بشكل ملحوظ.

ما هو الاحتراق

الاحتراق ظاهرة متساوية الحرارة - أي تفاعل مع إطلاق الحرارة.

1. الاحماء. يجب تسخين قطعة الخشب بمصدر حريق خارجي لدرجة حرارة الاشتعال. عند تسخينه إلى 120-150 درجة ، يبدأ الخشب في التفحم ، ويتكون الفحم ، ويكون قادرًا على الاحتراق التلقائي. عند التسخين إلى 250-350 درجة ، تبدأ عملية التحلل الحراري إلى مكونات غازية (الانحلال الحراري).

2. احتراق غازات الانحلال الحراري. يؤدي التسخين الإضافي إلى زيادة التحلل الحراري ، وتشتعل غازات الانحلال الحراري المركزة. بعد اندلاع الحريق ، يبدأ الاشتعال تدريجياً في تغطية منطقة التسخين بأكملها. ينتج عن هذا شعلة صفراء فاتحة ثابتة.

3. الاشتعال. مزيد من التسخين سيشعل الخشب. تتراوح درجة حرارة الاشتعال في الظروف الطبيعية من 450 إلى 620 درجة. يشتعل الخشب تحت تأثير مصدر خارجي للطاقة الحرارية ، مما يوفر التدفئة اللازمة لتسريع حاد للتفاعل الكيميائي الحراري.

تعتمد قابلية الوقود الخشبي للاشتعال على عدد من العوامل:

الوزن الحجمي والشكل والمقطع لعنصر خشبي ؛
درجة الرطوبة في الخشب.
قوة الجر
موقع الجسم المراد إشعاله بالنسبة لتدفق الهواء (رأسيًا أو أفقيًا) ؛
كثافة الخشب (تشتعل المواد المسامية بسهولة أكبر وأسرع من المواد الكثيفة ، على سبيل المثال ، من الأسهل إضاءة خشب ألدر من خشب البلوط).

للاشتعال ، مطلوب جر جيد ، ولكن ليس مفرطًا - يلزم توفير إمدادات كافية من الأكسجين والحد الأدنى من تشتت الطاقة الحرارية للاحتراق - وهو ضروري لتسخين أقسام الخشب المجاورة.

4. الاحتراق. في ظل ظروف قريبة من المستوى الأمثل ، لا يتلاشى الاندلاع الأولي لغازات الانحلال الحراري ، فمن الاشتعال تتحول العملية إلى احتراق مستقر مع تغطية تدريجية لكامل حجم الوقود. ينقسم الاحتراق إلى مرحلتين - الاحتراق المشتعل والاحتراق المشتعل.

يتضمن الاحتراق احتراق الفحم ، وهو منتج صلب لعملية الانحلال الحراري. يتم إطلاق الغازات القابلة للاشتعال ببطء ولا تشتعل بسبب التركيز غير الكافي. المواد الغازية ، عند تبريدها ، تتكثف ، وتشكل دخانًا أبيض مميزًا. في عملية الاحتراق ، يخترق الهواء عمق الخشب ، مما يؤدي إلى توسيع منطقة التغطية. يتم توفير احتراق اللهب عن طريق احتراق غازات الانحلال الحراري ، بينما تتحرك الغازات الساخنة إلى الخارج.

يتم الحفاظ على الاحتراق طالما أن هناك ظروفًا للحريق - وجود وقود غير محترق ، وإمداد بالأكسجين ، والحفاظ على مستوى درجة الحرارة المطلوبة.

5. التوهين. إذا لم يتم استيفاء أحد الشروط ، تتوقف عملية الاحتراق وينطفئ اللهب.

لمعرفة درجة حرارة حرق الخشب ، استخدم جهازًا خاصًا يسمى البيرومتر. الأنواع الأخرى من موازين الحرارة ليست مناسبة لهذا الغرض.

هناك توصيات لتحديد درجة حرارة احتراق الوقود الخشبي حسب لون اللهب. تشير ألسنة اللهب ذات اللون الأحمر الداكن إلى احتراق منخفض الحرارة ، بينما تشير النيران البيضاء إلى درجات حرارة عالية بسبب زيادة السحب ، حيث يذهب معظم الطاقة الحرارية إلى المدخنة. اللون الأمثل للهب هو الأصفر ، وهذه هي الطريقة التي يحترق بها البتولا الجاف.

في غلايات ومواقد الوقود الصلب ، وكذلك في المواقد المغلقة ، من الممكن ضبط تدفق الهواء إلى صندوق الاحتراق عن طريق ضبط شدة عملية الاحتراق ونقل الحرارة.

الغليان - البنزين

رقم أوكتان تكوين البنزين

يبدأ البنزين في الغليان عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا ويستمر بشكل مكثف للغاية.

لم يتم تحديد نهاية نقطة غليان البنزين.

بداية غليان البنزين أقل من 40 درجة مئوية ، والنهاية 180 درجة مئوية ، ودرجة حرارة بداية التبلور لا تزيد عن 60 درجة مئوية ، ولا تزيد حموضة البنزين عن 1 مجم / 100 مل.

نقطة الغليان النهائية للبنزين وفقًا لـ GOST هي 185 درجة مئوية ، والنقطة الفعلية هي 180 درجة مئوية.

نقطة الغليان النهائي للبنزين هي درجة الحرارة التي يتم عندها تقطير جزء قياسي (100 مل) من بنزين الاختبار (مغليًا بعيدًا) من الدورق الزجاجي الذي كان موجودًا فيه في مستقبل الثلاجة.

رسم تخطيطي لتثبيت الاستقرار.

يجب ألا تتجاوز نقطة الغليان النهائية للبنزين 200-225 درجة مئوية. بالنسبة لوقود الطائرات ، تكون نقطة الغليان النهائية أقل بكثير ، حيث تصل في بعض الحالات إلى 120 درجة مئوية.

MPa ، نقطة غليان البنزين هي 338 K ، متوسط كتلته المولية 120 كجم / كمول ، وحرارة التبخير 252 كيلو جول / كجم.

تشير نقطة الغليان الأولية للبنزين ، على سبيل المثال 40 لبنزين الطائرات ، إلى وجود كسور خفيفة وقليلة الغليان ، ولكنها لا تشير إلى محتواها. تحدد نقطة الغليان للجزء الأول من 10٪ ، أو درجة حرارة البداية ، خصائص بدء البنزين ، وتقلبه ، وكذلك الميل إلى تكوين أقفال غازية في نظام إمداد البنزين. كلما انخفضت نقطة الغليان لنسبة 10٪ ، كان من الأسهل بدء تشغيل المحرك ، ولكن أيضًا زادت إمكانية تكوين أقفال الغاز ، مما قد يتسبب في حدوث انقطاعات في إمداد الوقود وحتى إيقاف المحرك. تجعل نقطة الغليان العالية جدًا لجزء البداية من الصعب بدء تشغيل المحرك في درجات حرارة محيطة منخفضة ، مما يؤدي إلى فقد البنزين.

تأثير نقطة نهاية نقطة غليان البنزين على استهلاكه أثناء تشغيل السيارة. تأثير درجة حرارة التقطير 90٪ بنزين على عدد أوكتان البنزين بمختلف الأصول.

يؤدي انخفاض نقطة غليان إعادة تشكيل البنزين إلى تدهور مقاومة التفجير. هناك حاجة للبحوث والحسابات الاقتصادية لمعالجة هذه المسألة. وتجدر الإشارة إلى أنه في الممارسة الأجنبية في عدد من البلدان ، يتم حاليًا إنتاج واستخدام البنزين الذي تبلغ درجة غليانه 215-220 درجة مئوية.

تأثير نقطة نهاية غليان البنزين على استهلاكه أثناء تشغيل السيارة. تأثير درجة حرارة التقطير 90٪ بنزين على عدد أوكتان البنزين من مصادر مختلفة.

إذا كانت نقطة غليان البنزين مرتفعة ، فقد لا تتبخر الأجزاء الثقيلة الموجودة فيه ، وبالتالي لا تحترق في المحرك ، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الوقود.

يؤدي خفض نقطة الغليان النهائي للبنزين المستقيم إلى زيادة مقاومة التفجير.تحتوي البنزين منخفض الأوكتان على أرقام أوكتان 75 و 68 على التوالي ، وتستخدم كمكونات لمحركات البنزين.

ما هي عملية الاحتراق

يسمى التفاعل متساوي الحرارة الذي يتم فيه إطلاق قدر معين من الطاقة الحرارية بالاحتراق. يمر هذا التفاعل بعدة مراحل متتالية.

في المرحلة الأولى ، يتم تسخين الخشب بواسطة مصدر حريق خارجي حتى نقطة الاشتعال. مع تسخينه حتى 120-150 ℃ ، يتحول الخشب إلى فحم قادر على الاحتراق التلقائي. عند الوصول إلى درجة حرارة 250-350 ℃ ، تبدأ الغازات القابلة للاشتعال في التطور - وتسمى هذه العملية الانحلال الحراري. في الوقت نفسه ، الطبقة العليا من دخان الخشب ، المصحوبة بدخان أبيض أو بني - عبارة عن غازات انحلال حراري مختلطة مع بخار الماء.

في المرحلة الثانية ، نتيجة للتسخين ، تضيء غازات الانحلال الحراري بلهب أصفر فاتح. ينتشر تدريجياً على كامل مساحة الخشب ، ويستمر في تسخين الخشب.

تتميز المرحلة التالية باشتعال الخشب. كقاعدة عامة ، لهذا ، يجب أن ترتفع درجة حرارته إلى 450-620 درجة مئوية. من أجل اشتعال الخشب ، هناك حاجة إلى مصدر خارجي للحرارة ، والذي سيكون شديدًا بدرجة كافية لتسخين الخشب بسرعة وتسريع التفاعل.

بالإضافة إلى عوامل مثل:

شعبية؛
محتوى الرطوبة في الخشب
قسم وشكل الحطب ، وكذلك عددهم في علامة تبويب واحدة ؛
هيكل خشبي - حرق الحطب السائب أسرع من الخشب الكثيف ؛
وضع الشجرة بالنسبة لتدفق الهواء - أفقياً أو رأسياً.

دعنا نوضح بعض النقاط. نظرًا لأن الخشب الرطب ، عند الاحتراق ، يتبخر أولاً السائل الزائد ، فإنه يشتعل ويحترق بشكل أسوأ بكثير من الخشب الجاف. الشكل مهم أيضًا - تشتعل جذوع الأشجار المضلعة والمسننة بسهولة أكبر وأسرع من الأشجار الملساء والمستديرة.

يجب أن يكون تيار الهواء في المدخنة كافيًا لضمان تدفق الأكسجين وتبديد الطاقة الحرارية داخل صندوق الاحتراق لجميع الأشياء الموجودة فيه ، ولكن لا يجب إطفاء النار.

المرحلة الرابعة من التفاعل الكيميائي الحراري هي عملية احتراق مستقرة ، والتي ، بعد اندلاع غازات الانحلال الحراري ، تغطي كل الوقود الموجود في الفرن. يحدث الاحتراق على مرحلتين - الاحتراق والحرق باللهب.

في عملية الاحتراق ، يتكون الفحم نتيجة حروق الانحلال الحراري ، بينما يتم إطلاق الغازات ببطء إلى حد ما ولا يمكن اشتعالها بسبب تركيزها المنخفض. تنتج غازات التكثيف دخانًا أبيض عندما تبرد. عندما يحترق الخشب ، يتغلغل الأكسجين الطازج تدريجيًا في الداخل ، مما يؤدي إلى مزيد من انتشار التفاعل مع جميع أنواع الوقود الأخرى. ينشأ اللهب من احتراق غازات الانحلال الحراري ، والتي تتحرك عموديًا نحو المخرج.

طالما يتم الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة داخل الفرن ، يتم توفير الأكسجين وهناك وقود غير محترق ، تستمر عملية الاحتراق.

إذا لم يتم الحفاظ على مثل هذه الظروف ، فإن التفاعل الكيميائي الحراري يمر إلى المرحلة النهائية - التوهين.

الاحتراق - البنزين

تصميم ومبدأ التشغيل نظام حقن البنزين المباشر Bosch Motronic MED 7

يحدث احتراق البنزين والكيروسين والهيدروكربونات السائلة الأخرى في الطور الغازي. يمكن أن يحدث الاحتراق فقط عندما يكون تركيز بخار الوقود في الهواء ضمن حدود معينة ، فردية لكل مادة. إذا تم احتواء كمية صغيرة من أبخرة الوقود في هواء IB ، فلن يحدث الاحتراق ، وكذلك في حالة وجود الكثير من أبخرة الوقود وعدم وجود أكسجين كافٍ.

تغير درجة حرارة سطح الكيروسين أثناء الإطفاء بالرغوة توزيع درجة الحرارة في الكيروسين قبل بدء الإطفاء (أ وفي النهاية.

عندما يحترق البنزين ، من المعروف أن طبقة الحرارة المتجانسة تتشكل ، ويزداد سمكها بمرور الوقت.

عندما يحترق البنزين يتكون الماء وثاني أكسيد الكربون. هل يمكن أن يكون هذا بمثابة تأكيد كافٍ على أن البنزين ليس عنصرًا؟

عندما يتم حرق البنزين والكيروسين والسوائل الأخرى في الخزانات ، فإن سحق تدفق الغاز إلى أحجام منفصلة واحتراق كل منها على حدة يكون واضحًا بشكل خاص.

عندما يتم حرق البنزين والزيت في خزانات ذات قطر كبير ، تختلف طبيعة التسخين بشكل كبير عن تلك الموصوفة أعلاه. عندما تحترق ، تظهر طبقة ساخنة ، يزداد سمكها بشكل طبيعي بمرور الوقت وتكون درجة الحرارة مماثلة لدرجة الحرارة على سطح السائل. تحته ، تنخفض درجة حرارة السائل بسرعة وتصبح تقريبًا مماثلة لدرجة الحرارة الأولية. توضح طبيعة المنحنيات أنه أثناء الاحتراق ، ينقسم البنزين إلى طبقتين - أعلى وأخرى سفلية.

على سبيل المثال ، يُطلق على حرق البنزين في الهواء عملية كيميائية. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الطاقة ، أي ما يعادل 1300 كيلو كالوري تقريبًا لكل 1 مول من البنزين.

أصبح تحليل نواتج الاحتراق للبنزين والزيوت مهمًا للغاية ، لأن معرفة التركيب الفردي لهذه المنتجات ضرورية لدراسة عمليات الاحتراق في المحرك ودراسة تلوث الهواء.

وبالتالي ، عندما يتم حرق البنزين في خزانات واسعة ، يتم استهلاك ما يصل إلى 40٪ من الحرارة الناتجة عن الاحتراق للإشعاع.

الطاولة يُظهر 76 معدل احتراق البنزين بإضافات رباعي الميثان.

أظهرت التجارب أن سرعة احتراق البنزين من سطح الخزان تتأثر بشكل كبير بقطره.

محاذاة القوى والوسائل عند إطفاء حريق على امتداد.

بمساعدة GPS-600 ، نجح رجال الإطفاء في التعامل مع القضاء على احتراق البنزين الذي انسكب على طول مسار السكة الحديد ، مما يضمن حركة مشغلي الجذع إلى المكان الذي تقترن فيه الخزانات. بعد فصلهم ، بقطعة من سلك التلامس ، قاموا بتوصيل خزانين بالبنزين بمحرك الإطفاء وسحبوهما من منطقة الحريق.

معدل تسخين الزيوت في خزانات بأقطار مختلفة.

لوحظت زيادة كبيرة بشكل خاص في سرعة الاحترار من الرياح عند حرق البنزين. عندما كان البنزين يحترق في خزان تبلغ مساحته 264 مترًا بسرعة رياح تبلغ 1.3 م / ث ، كان معدل التسخين 9 63 مم / دقيقة ، وبسرعة رياح تبلغ 10 م / ث ، زاد معدل التسخين إلى 17 1 مم / دقيقة.

الرطوبة وشدة الاحتراق

إذا تم قطع الخشب مؤخرًا ، فإنه يحتوي على 45 إلى 65٪ رطوبة ، حسب الموسم والأنواع. مع هذا الخشب الخام ، ستكون درجة حرارة الاحتراق في الموقد منخفضة ، حيث سيتم إنفاق كمية كبيرة من الطاقة على تبخر الماء. وبالتالي ، فإن انتقال الحرارة من الحطب الخام سيكون منخفضًا جدًا.

هناك عدة طرق لتحقيق درجة الحرارة المثلى في الموقد وإطلاق كمية كافية من الطاقة الحرارية للتدفئة:

احرق ضعف كمية الوقود في المرة الواحدة لتدفئة المنزل أو طهي الطعام. هذا النهج محفوف بتكاليف مادية كبيرة وتراكم متزايد للسخام والمكثفات على جدران المدخنة وفي الممرات.
تُنشر الأخشاب الخام وتُقطع إلى كتل صغيرة وتوضع تحت مظلة حتى تجف. كقاعدة عامة ، يفقد الحطب ما يصل إلى 20٪ من الرطوبة خلال 1-1.5 سنة.
يمكن شراء الحطب بالفعل بعد تجفيفه جيدًا. على الرغم من أنها أغلى ثمناً إلى حد ما ، إلا أن نقل الحرارة منها أكبر بكثير.

في الوقت نفسه ، فإن حطب البتولا الخام له قيمة عالية من السعرات الحرارية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جذوع الأشجار الخام من شعاع البوق والرماد وأنواع أخرى من الخشب مع الخشب الكثيف مناسبة للاستخدام.

درجة الحرارة - الاحتراق - الوقود

اعتماد المعيار B على نسبة منطقة مصادر الحرارة إلى منطقة ورشة العمل.

تعتمد شدة إشعاع العامل على درجة حرارة احتراق الوقود في الفرن ، وحجم فتحة الشحن ، وسمك جدران الفرن عند فتحة الشحن ، وأخيراً على المسافة التي يكون فيها العامل من الشحن الفجوة.

نسب CO / CO و H2 / H O في منتجات الاحتراق غير الكامل للغاز الطبيعي ، اعتمادًا على معامل استهلاك الهواء أ.

درجة الحرارة التي يمكن تحقيقها عمليًا 1L هي درجة حرارة احتراق الوقود في الظروف الحقيقية. عند تحديد قيمتها وفقدان الحرارة في البيئة ومدة عملية الاحتراق وطريقة الاحتراق وعوامل أخرى تؤخذ في الاعتبار.

يؤثر الهواء الزائد بشكل كبير على درجة حرارة احتراق الوقود. لذلك ، على سبيل المثال ، درجة حرارة الاحتراق الفعلي للغاز الطبيعي مع زيادة 10٪ من الهواء هي 1868 درجة مئوية ، مع زيادة بنسبة 20٪ بمقدار 1749 درجة مئوية وبنسبة 100٪ من الهواء الزائد ، تنخفض إلى 1167 درجة مئوية. ، فإن التسخين المسبق للهواء ، والذهاب إلى احتراق الوقود ، يزيد من درجة حرارة احتراقه. لذلك ، عند حرق الغاز الطبيعي (1Max 2003 C) مع تسخين الهواء إلى 200 درجة مئوية ، ترتفع درجة حرارة الاحتراق إلى 2128 درجة مئوية ، وعندما يتم تسخين الهواء إلى 400 درجة مئوية - حتى 2257 درجة مئوية.

رسم تخطيطي عام للفرن.

عند تسخين الهواء والوقود الغازي ، ترتفع درجة حرارة احتراق الوقود ، وبالتالي ترتفع أيضًا درجة حرارة مساحة عمل الفرن. في كثير من الحالات ، من المستحيل تحقيق درجات الحرارة المطلوبة لعملية تكنولوجية معينة بدون تسخين عالي للهواء والوقود الغازي. على سبيل المثال ، صهر الفولاذ في أفران ذات مواقد مفتوحة ، حيث يجب أن تكون درجة حرارة الشعلة (تدفق الغازات المحترقة) في مساحة الصهر 1800-2000 درجة مئوية ، سيكون مستحيلاً بدون تسخين الهواء والغاز إلى 1000 - 1200 درجة مئوية. تسخين الأفران الصناعية بالوقود المحلي منخفض السعرات الحرارية (الحطب الرطب والجفت والفحم البني) ، وغالبًا ما يكون عملهم دون تسخين الهواء مستحيلًا.

يتضح من هذه الصيغة أنه يمكن زيادة درجة حرارة احتراق الوقود بزيادة البسط وتقليل المقام. يوضح الشكل اعتماد درجة حرارة احتراق الغازات المختلفة على نسبة الهواء الزائد.

يؤثر الهواء الزائد أيضًا بشكل حاد على درجة حرارة احتراق الوقود. إذن ، ناتج حرارة الغاز الطبيعي مع وجود فائض من الهواء بنسبة 10٪ - 1868 درجة مئوية ، مع وجود فائض من الهواء بنسبة 20٪ - 1749 درجة مئوية وبزيادة بنسبة 100٪ يساوي 1167 درجة مئوية.

إذا كانت درجة حرارة الوصلة الساخنة محدودة فقط بدرجة حرارة احتراق الوقود ، فإن استخدام الاسترداد يجعل من الممكن زيادة درجة الحرارة Тт عن طريق زيادة درجة حرارة منتجات الاحتراق وبالتالي زيادة الكفاءة الإجمالية لـ TEG.

يؤدي إثراء الانفجار بالأكسجين إلى زيادة كبيرة في درجة حرارة احتراق الوقود. كبيانات الرسم البياني في الشكل. في الشكل 17 ، ترتبط درجة الحرارة النظرية لاحتراق الوقود بإثراء الانفجار بالأكسجين عن طريق الاعتماد ، والذي يكون عمليا خطيًا يصل إلى محتوى الأكسجين في الانفجار بنسبة 40 ٪. عند درجات الإثراء الأعلى ، يبدأ تفكك منتجات الاحتراق في إحداث تأثير كبير ، ونتيجة لذلك تنحرف منحنيات درجة الحرارة عن درجة إثراء الانفجار عن الخطوط المستقيمة وتقترب بشكل مقارب من درجات الحرارة التي تحد من درجة حرارة معينة. وقود. وبالتالي ، فإن الاعتماد المدروس لدرجة حرارة احتراق الوقود على درجة تخصيب الأكسجين للانفجار له منطقتان - منطقة منخفضة التخصيب نسبيًا ، حيث يوجد اعتماد خطي ، ومنطقة عالية التخصيب (أكثر من 40٪) ، حيث ارتفاع درجة الحرارة له طابع متحلل.

من المؤشرات التقنية الحرارية المهمة لتشغيل الفرن درجة حرارة الفرن ، والتي تعتمد على درجة حرارة احتراق الوقود وطبيعة استهلاك الحرارة.

يمكن دمج رماد الوقود ، اعتمادًا على تكوين الشوائب المعدنية ، عند درجة حرارة احتراق الوقود في قطع من الخبث. يتم إعطاء خصائص رماد الوقود حسب درجة الحرارة في الجدول. لكن.

قيمة tmaK في الجدول. IV - - درجة حرارة احتراق الوقود المسعرية (النظرية).

يقلل فقد الحرارة عبر جدران الأفران إلى الخارج (في البيئة) من درجة حرارة احتراق الوقود.

درجة حرارة الاحتراق لأنواع مختلفة من الفحم

تختلف أنواع الأخشاب في الكثافة والبنية والكمية والتركيب للراتنجات. تؤثر كل هذه العوامل على القيمة الحرارية للخشب ودرجة الحرارة التي يحترق عندها وخصائص اللهب.
خشب الحور مسامي ، مثل هذا الحطب يحترق بشكل مشرق ، لكن مؤشر درجة الحرارة القصوى يصل إلى 500 درجة فقط. أنواع الأخشاب الكثيفة (الزان ، الرماد ، النير) ، عند حرقها ، تنبعث منها أكثر من 1000 درجة من الحرارة. مؤشرات البتولا أقل قليلاً - حوالي 800 درجة. ترتفع درجة حرارة الصنوبر والبلوط بدرجة أعلى ، مما يؤدي إلى خروج ما يصل إلى 900 درجة مئوية. يحترق حطب الصنوبر والتنوب عند 620-630 درجة.

يتمتع حطب البتولا بنسبة أفضل من الكفاءة الحرارية والتكلفة - فمن غير المربح اقتصاديًا التسخين باستخدام الأخشاب الأكثر تكلفة مع درجات حرارة الاحتراق العالية.

تعتبر أشجار التنوب والصنوبر مناسبة لإشعال الحرائق - توفر هذه الصنوبريات دفئًا معتدلًا نسبيًا. لكن لا ينصح باستخدام مثل هذا الحطب في غلاية تعمل بالوقود الصلب أو في موقد أو مدفأة - فهي لا تنبعث منها حرارة كافية لتدفئة المنزل بشكل فعال وطهي الطعام ، وتحترق بتكوين كمية كبيرة من السخام.

يعتبر الحطب منخفض الجودة وقودًا مصنوعًا من الحور الرجراج والزيزفون والحور والصفصاف والألدر - ينبعث الخشب المسامي القليل من الحرارة عند الاحتراق. ألدر وبعض الأنواع الأخرى من الفحم أثناء الاحتراق ، مما قد يؤدي إلى نشوب حريق إذا تم استخدام الخشب لإشعال موقد مفتوح.

عند الاختيار ، يجب أيضًا الانتباه إلى درجة محتوى الرطوبة في الخشب - فالحطب الخام يحترق بشكل أسوأ ويترك المزيد من الرماد.

اعتمادًا على بنية الخشب وكثافته ، وكذلك كمية وخصائص الراتنجات ، تعتمد درجة حرارة احتراق الحطب وقيمته الحرارية ، فضلاً عن خصائص اللهب.

إذا كانت الشجرة مسامية ، فسوف تحترق بشدة وبكثافة ، لكنها لن تعطي درجات حرارة احتراق عالية - الحد الأقصى للمؤشر هو 500. لكن الخشب الأكثر كثافة ، مثل شعاع البوق أو الرماد أو الزان ، يحترق عند درجة حرارة تبلغ حوالي 1000 درجة مئوية. درجة حرارة الاحتراق أقل قليلاً بالنسبة للبتولا (حوالي 800 درجة مئوية) ، وكذلك البلوط والصنوبر (900 درجة مئوية). إذا كنا نتحدث عن أنواع مثل شجرة التنوب والصنوبر ، فإنها تضيء عند حوالي 620-630 ℃.

عند اختيار نوع من الحطب ، يجدر النظر في نسبة التكلفة والسعة الحرارية لخشب معين. كما تبين الممارسة ، يمكن اعتبار أفضل خيار هو حطب البتولا ، حيث تكون هذه المؤشرات متوازنة بشكل أفضل. إذا اشتريت حطبًا أكثر تكلفة ، فستكون التكاليف أقل كفاءة.

لتدفئة منزل بغلاية تعمل بالوقود الصلب ، لا ينصح باستخدام أنواع من الخشب مثل خشب التنوب أو الصنوبر أو التنوب. الحقيقة هي أنه في هذه الحالة ، لن تكون درجة حرارة احتراق الخشب في الغلاية مرتفعة بدرجة كافية ، وسوف يتراكم الكثير من السخام على المداخن.

انخفاض الكفاءة الحرارية أيضًا في حطب الآلدر والحور الرجراج والزيزفون والحور بسبب هيكلها المسامي. بالإضافة إلى ذلك ، في بعض الأحيان يتم إطلاق النار على ألدر وبعض أنواع الحطب الأخرى بالفحم أثناء عملية الاحتراق. في حالة وجود فرن مفتوح ، يمكن أن تؤدي هذه الانفجارات الدقيقة إلى نشوب حرائق.

بالإضافة إلى القيمة الحرارية ، أي كمية الطاقة الحرارية المنبعثة أثناء احتراق الوقود ، هناك أيضًا مفهوم ناتج الحرارة. هذه هي درجة الحرارة القصوى في موقد حرق الأخشاب التي يمكن أن يصل إليها اللهب في وقت الاحتراق الشديد للأخشاب. يعتمد هذا المؤشر أيضًا تمامًا على خصائص الخشب.

على وجه الخصوص ، إذا كان للخشب بنية سائبة ومسامية ، فإنه يحترق في درجات حرارة منخفضة نوعًا ما ، ويشكل لهبًا عاليًا ساطعًا ، ولا يعطي سوى القليل من الحرارة. لكن الخشب الكثيف ، على الرغم من اشتعاله أسوأ بكثير ، حتى مع وجود لهب ضعيف ومنخفض يعطي درجة حرارة عالية وكمية كبيرة من الطاقة الحرارية.

تعتمد كفاءة واقتصاد نظام التدفئة بغلاية الوقود الصلب بشكل مباشر على نوع الوقود. بالإضافة إلى الحطب ونفايات النجارة ، يتم استخدام أنواع مختلفة من الفحم بنشاط كمصدر للطاقة.تعتبر درجة حرارة احتراق الفحم من المؤشرات المهمة ، ولكن هل يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار وقود للفرن أو المرجل؟

يختلف أصل الفحم في المقام الأول. يستخدم الفحم ، الذي يتم الحصول عليه عن طريق حرق الأخشاب ، وكذلك الوقود الأحفوري كناقل للطاقة.

الفحم الأحفوري هو وقود طبيعي. وهي تتكون من بقايا النباتات القديمة والكتل البيتومينية التي خضعت لعدد من التحولات في عملية الغرق في الأرض إلى أعماق كبيرة.

تم تحويل المواد الأولية إلى وقود فعال في درجات حرارة عالية وتحت ظروف نقص الأكسجين تحت الأرض. تشمل أنواع الوقود الأحفوري الليغنيت والفحم القاري والأنثراسايت.

الفحم البني

أصغر أنواع الفحم الحجري هو الفحم البني. حصل الوقود على اسمه بسبب لونه البني. يتميز هذا النوع من الوقود بكمية كبيرة من الشوائب المتطايرة ومحتوى رطوبة مرتفع - يصل إلى 40٪. علاوة على ذلك ، يمكن أن تصل كمية الكربون النقي إلى 70٪.

نظرًا لارتفاع نسبة الرطوبة ، يتميز الفحم البني بدرجة حرارة احتراق منخفضة ونقل حرارة منخفض. يشتعل الوقود عند 250 درجة مئوية ، وتصل درجة حرارة احتراق الفحم البني إلى 1900 درجة مئوية. تبلغ القيمة الحرارية حوالي 3600 كيلو كالوري / كجم.

كحامل للطاقة ، يعتبر الفحم البني في شكله الطبيعي أدنى من الحطب ، لذلك نادرًا ما يستخدم في المواقد ووحدات الوقود الصلب في المنازل الخاصة. لكن هناك طلب ثابت على الوقود المضغوط.

Lignite في قوالب وقود مُعد خصيصًا. عن طريق تقليل الرطوبة ، يتم زيادة كفاءة الطاقة. يصل انتقال حرارة الوقود المضغوط إلى 5000 كيلو كالوري / كجم.

الفحم الصلب

الفحم البيتوميني أقدم من الفحم البني ، وتقع رواسبه على عمق يصل إلى 3 كم. في هذا النوع من الوقود ، يمكن أن يصل محتوى الكربون النقي إلى 95٪ ، والشوائب المتطايرة - حتى 30٪. لا يحتوي حامل الطاقة هذا على أكثر من 12٪ رطوبة ، مما له تأثير إيجابي على الكفاءة الحرارية للمعادن.

تصل درجة حرارة احتراق الفحم في الظروف المثالية إلى 2100 درجة مئوية ، ولكن في فرن التسخين ، يتم حرق الوقود بحد أقصى 1000 درجة مئوية. نقل حرارة وقود الفحم 7000 كيلو كالوري / كجم. يكون الاشتعال أكثر صعوبة - حيث يلزم تسخين حتى 400 درجة مئوية للاشتعال.

غالبًا ما تستخدم طاقة الفحم لتدفئة المباني السكنية والمباني لأغراض أخرى.

أنثراسايت

أقدم وقود أحفوري صلب ، وهو عمليًا خالي من الرطوبة والشوائب المتطايرة. يتجاوز محتوى الكربون في أنثراسايت 95٪.

يصل نقل الحرارة النوعي للوقود إلى 8500 كيلو كالوري / كجم - وهذا هو أعلى مؤشر بين أنواع الفحم. في ظل الظروف المثالية ، يحترق أنثراسيت عند 2250 درجة مئوية. تشتعل عند درجة حرارة لا تقل عن 600 درجة مئوية - وهذا مؤشر على أقل أنواع السعرات الحرارية. يتطلب الاشتعال استخدام الخشب لتوليد الحرارة اللازمة.

أنثراسايت هو وقود صناعي في المقام الأول. استخدامه في الفرن أو المرجل غير منطقي ومكلف. بالإضافة إلى ارتفاع معدل نقل الحرارة ، تشتمل مزايا أنثراسايت على نسبة منخفضة من الرماد ومحتوى منخفض من الدخان.

يصنف الفحم على أنه فئة منفصلة لأنه ليس وقودًا أحفوريًا ، بل منتجًا للإنتاج.

للحصول عليه تتم معالجة الخشب بطريقة خاصة لتغيير هيكله وإزالة الرطوبة الزائدة. إن تقنية الحصول على ناقل طاقة فعال وسهل الاستخدام معروفة منذ فترة طويلة - من قبل ، كان الخشب يُحرق في حفر عميقة ، مما يمنع وصول الأكسجين ، ولكن اليوم يتم استخدام أفران الفحم الخاصة.

في ظل ظروف التخزين العادية ، يبلغ محتوى الرطوبة في الفحم النباتي حوالي 15٪. يشتعل الوقود بالفعل عند تسخينه إلى 200 درجة مئوية. القيمة الحرارية المحددة لناقل الطاقة عالية - تصل إلى 7400 كيلو كالوري / كجم.

تختلف درجة حرارة احتراق الفحم حسب نوع الخشب وظروف الاحتراق.

يعتبر وقود الحطب المحترق اقتصاديًا - استهلاكه أقل بكثير مقارنة باستخدام الحطب. بالإضافة إلى نقل الحرارة المرتفع ، فإنه يتميز بمحتوى رماد منخفض.

نظرًا لحقيقة أن الفحم النباتي يحترق بكمية صغيرة من الرماد ويعطي حرارة متساوية بدون لهب مفتوح ، فهو مثالي لطهي اللحوم والأطعمة الأخرى على نار مفتوحة. يمكن استخدامه أيضًا لتدفئة الموقد أو الطهي على موقد الطهي.

بالنظر إلى درجة الحرارة التي يحرقها نوع معين من الوقود ، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه يتم إعطاء الأرقام التي يمكن تحقيقها فقط في ظل ظروف مثالية. في موقد منزلي أو غلاية تعمل بالوقود الصلب ، لا يمكن إنشاء مثل هذه الظروف ، وهي ليست ضرورية. لم يتم تصميم مولد الحرارة من الطوب أو المعدن لهذا المستوى من التسخين ، وسيغلي المبرد في الدائرة بسرعة.

لذلك ، يتم تحديد درجة حرارة احتراق الوقود من خلال طريقة احتراقه ، أي من كمية الهواء التي يتم توفيرها لغرفة الاحتراق.

حرق الفحم في غلاية

عند حرق ناقل طاقة في غلاية ، من المستحيل السماح للناقل الحراري بالغليان في سترة الماء - إذا لم يعمل صمام الأمان ، فسيحدث انفجار. بالإضافة إلى ذلك ، فإن مزيج البخار والماء له تأثير ضار على مضخة الدورة الدموية في نظام التدفئة.

للتحكم في عملية الاحتراق ، يتم استخدام الطرق التالية:

يتم تحميل ناقل الطاقة في الفرن ويتم تنظيم إمداد الهواء ؛
يتم تقسيم رقائق الفحم أو الوقود إلى قطع (وفقًا لنفس المخطط المستخدم في غلايات الحبيبات).

ميزات الاحتراق

يختلف الفحم في نوع اللهب. الفحم المحترق والفحم البني له ألسنة طويلة من اللهب ، والأنثراسايت والفحم هي مصادر طاقة قصيرة اللهب. يحترق الوقود قصير اللهب تقريبًا بدون بقايا ، مما يؤدي إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة الحرارية.

يحدث احتراق ناقلات الطاقة طويلة اللهب على مرحلتين. بادئ ذي بدء ، يتم إطلاق الكسور المتطايرة - غاز قابل للاشتعال يحترق ، يرتفع إلى أعلى غرفة الاحتراق. في عملية تطور الغاز ، يتم فحم الكوك ، وبعد احتراق المواد المتطايرة ، يبدأ فحم الكوك الناتج في الاحتراق ، مكونًا لهبًا قصيرًا. يحترق الكربون ويبقى الخبث والرماد.

عند اختيار ناقل الطاقة الأفضل استخدامه لغلاية أو موقد يعمل بالوقود الصلب ، يجب الانتباه إلى الوقود الأحفوري والفحم. درجة حرارة الاحتراق ليست حرجة ، لأنه في أي حال يجب أن تكون محدودة من أجل الحفاظ على وضع التشغيل الأمثل لمولد الحرارة.

الاحتراق - البنزين

يترافق احتراق البنزين مع التفجير مع ظهور طرق معدنية حادة ، ودخان أسود على العادم ، وزيادة في استهلاك البنزين ، وانخفاض في قوة المحرك وظواهر سلبية أخرى.

يعتمد احتراق البنزين في المحرك أيضًا على نسبة الهواء الزائدة. عند القيم a 0 9 - j - 1 1 ، يكون معدل عمليات الأكسدة السابقة للهب في خليط العمل هو الأعلى. لذلك ، عند هذه القيم ، يتم تهيئة الظروف الأكثر ملاءمة لبدء التفجير.

بعد احتراق البنزين ، ازدادت الكتلة الإجمالية لهذه الملوثات بشكل كبير مع إعادة التوزيع العام لكمياتها. كانت النسبة المئوية للبنزين في مكثف غازات عادم السيارات أعلى بنحو 1 إلى 7 مرات من تلك الموجودة في البنزين ؛ كان محتوى التولوين أعلى بثلاث مرات ، وكان محتوى الزيلين أعلى بمقدار 30 مرة. من المعروف أن مركبات الأكسجين تتشكل في هذه الحالة ، وأن عدد الأيونات المميزة للمركبات غير المشبعة الثقيلة من سلسلة الأوليفين أو السيكلوبرافين وسلسلة الأسيتيلين أو الديين ، خاصة الأخيرة ، تزداد بشكل حاد. بشكل عام ، تشبه التغييرات التي تم إجراؤها على غرفة Haagen-Smit التغييرات اللازمة لجعل تكوين عينات عادم السيارة النموذجية مماثلة لتلك الموجودة في عينة الضباب الدخاني في لوس أنجلوس.

تعتمد القيمة الحرارية للبنزين على تركيبته الكيميائية.لذلك ، تحتوي الهيدروكربونات الغنية بالهيدروجين (على سبيل المثال ، البارافيني) على حرارة احتراق جماعية كبيرة.

تتوسع منتجات احتراق البنزين في محرك الاحتراق الداخلي على طول polytrope n1 27 من 30 إلى 3 في. درجة الحرارة الأولية للغازات هي 2100 درجة مئوية ؛ التركيب الكتلي لمنتجات الاحتراق من 1 كجم من البنزين هو كما يلي: CO23 135 كجم ، H2 1305 كجم ، O20 34 كجم ، N2 12 61 كجم. حدد عمل تمدد هذه الغازات إذا تم إدخال 2 جم من البنزين في الأسطوانة في نفس الوقت.

تأثير TPP على تكوين الكربون في المحرك.

عندما يتم حرق البنزين من محطة للطاقة الحرارية ، تتشكل رواسب الكربون التي تحتوي على أكسيد الرصاص.

عندما يتم حرق البنزين في محركات الاحتراق الداخلي الترددية ، يتم نقل جميع المنتجات المتكونة تقريبًا مع غازات العادم. يتم ترسيب جزء صغير نسبيًا فقط من منتجات الاحتراق غير الكامل للوقود والزيت ، وكمية صغيرة من المركبات غير العضوية المكونة من عناصر يتم إدخالها بالوقود والهواء والزيت ، في شكل رواسب كربونية.

عندما يحترق البنزين مع رباعي إيثيل الرصاص ، يتشكل أكسيد الرصاص على ما يبدو ، والذي يذوب فقط عند درجة حرارة 900 درجة مئوية ويمكن أن يتبخر عند درجة حرارة عالية جدًا ، متجاوزًا متوسط درجة الحرارة في أسطوانة المحرك. لمنع ترسب أكسيد الرصاص في المحرك ، يتم إدخال مواد خاصة في سائل الإيثيل - كاسحات. يتم استخدام الهيدروكربونات المهلجنة كقمامة. عادةً ما تكون هذه مركبات تحتوي على البروم والكلور ، والتي تحرق أيضًا الرصاص وتلتصق به في مركبات البروميد والكلوريد الجديدة.

تأثير TPP على تكوين الكربون في المحرك.

عندما يتم حرق البنزين من محطة للطاقة الحرارية ، تتشكل رواسب الكربون التي تحتوي على أكسيد الرصاص.

أثناء احتراق البنزين المحتوي على TPP النقي ، تترسب لوحة من مركبات الرصاص في المحرك. تركيبة سائل الإيثيل R-9 (بالوزن): رباعي إيثيل الرصاص 54 0٪ ، بروموإيثان 33 0٪ ، أحادي كلورونافثالين 6 8 0 5٪ ، حشو - طيران - بنزين - حتى 100٪ ؛ صبغ أحمر غامق 1 جم لكل 1 كجم من الخليط.

عندما يتم حرق البنزين المحتوي على TPP ، يتشكل في المحرك أكسيد ناسور منخفض التطاير ؛ نظرًا لأن نقطة انصهار أكسيد الرصاص عالية جدًا (888) ، يتم ترسيب جزء منه (حوالي 10 ٪ ، اعتمادًا على الرصاص الذي يتم إدخاله بالبنزين) كبقايا صلبة على جدران غرفة الاحتراق والشموع والصمامات ، مما يؤدي إلى فشل المحرك السريع.

عندما يتم حرق البنزين في محرك السيارة ، تتشكل أيضًا جزيئات أصغر ويتم توزيع الطاقة المنبعثة بكميات أكبر.

الغازات المتوهجة الناتجة عن احتراق البنزين تتدفق حول المبادل الحراري 8 (من الداخل من جانب غرفة الاحتراق وبعد ذلك ، من خلال النوافذ 5 بالخارج ، مروراً بغرفة غاز العادم 6) وتسخن الهواء في قناة المبادل الحراري. بعد ذلك ، يتم تغذية غازات العادم الساخنة من خلال أنبوب العادم 7 أسفل الحوض وتسخين المحرك من الخارج ، ويتم تغذية الهواء الساخن من المبادل الحراري عبر الفتحة في علبة المرافق وتسخين المحرك من الداخل. في 1 5 - 2 دقيقة بعد بدء التسخين ، يتم إيقاف تشغيل قابس التوهج ويستمر الاحتراق في السخان دون مشاركته. بعد 7 - 13 دقيقة من لحظة تلقي نبضة لبدء تشغيل المحرك ، ترتفع درجة حرارة الزيت الموجود في علبة المرافق إلى درجة حرارة 30 درجة مئوية (عند درجة حرارة محيطة تصل إلى -25 درجة مئوية) وتبدأ الوحدة بالنبضات ، وبعد ذلك السخان متوقف.

الاحتراق - منتج نفطي

يتم التخلص من احتراق المنتجات النفطية في جسر مزرعة الخزانات عن طريق الإمداد الفوري بالرغوة.

أثناء احتراق المنتجات البترولية ، تزداد نقطة غليانها (انظر الجدول 69) تدريجيًا بسبب التقطير التجزيئي المستمر ، فيما يتعلق بارتفاع درجة حرارة الطبقة العليا أيضًا.

K رسم تخطيطي لنظام إمداد المياه لمكافحة الحرائق لتبريد خزان محترق من خلال حلقة ري ..

عند حرق الزيت في الخزان ، يتعرض الجزء العلوي من الحزام العلوي للخزان للهب.عند حرق الزيت عند مستوى منخفض ، يمكن أن يكون ارتفاع الجانب الحر للخزان الملامس للهب كبيرًا. في هذا الوضع من الاحتراق ، قد ينهار الخزان. الماء من فوهات الحريق أو من حلقات الري الثابتة ، والوصول إلى الجزء الخارجي من الجدران العلوية للخزان ، يبردها (الشكل 15.1) ، وبالتالي منع وقوع حادث وانتشار النفط في السد ، مما يخلق ظروفًا أكثر ملاءمة للاستخدام من الرغوة الهوائية الميكانيكية.

نتائج دراسة احتراق المنتجات البترولية وخلائطها مثيرة للاهتمام.

درجة حرارته أثناء احتراق المنتجات النفطية هي: بنزين 1200 درجة مئوية ، كيروسين جرار 1100 درجة مئوية ، وقود ديزل 1100 درجة مئوية ، زيت خام 1100 درجة مئوية ، زيت وقود 1000 درجة مئوية عند حرق الأخشاب في المداخن ، تصل درجة حرارة اللهب المضطرب إلى 1200 - 1300 ج.

تم إجراء دراسات كبيرة بشكل خاص في مجال فيزياء احتراق المنتجات البترولية وإطفاءها على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية في المعهد المركزي لبحوث الدفاع عن الحرائق (TsNIIPO) ومعهد الطاقة التابع لأكاديمية العلوم في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية (ENIN) و عدد من المعاهد البحثية والتعليمية الأخرى.

مثال على التحفيز السلبي هو قمع احتراق المنتجات البترولية مع إضافة الهيدروكربونات المهلجنة.

يعزز الماء تكوين الرغوة وتكوين المستحلبات أثناء احتراق المنتجات البترولية بنقطة وميض تبلغ 120 درجة مئوية وما فوق. يقوم المستحلب الذي يغطي سطح السائل بعزله عن الأكسجين الموجود في الهواء ، كما يمنع تسرب الأبخرة منه.

معدل احتراق غازات الهيدروكربون المسال في خزانات متساوية الحرارة.

لا يختلف احتراق غازات الهيدروكربون المسال في خزانات متساوية الحرارة عن احتراق المنتجات البترولية. يمكن حساب معدل الاحتراق في هذه الحالة بالصيغة (13) أو تحديده تجريبياً. إن خصوصية احتراق الغازات المسيلة في ظل ظروف متساوية الحرارة هي أن درجة حرارة كتلة السائل بأكملها في الخزان تساوي نقطة الغليان عند الضغط الجوي. بالنسبة للهيدروجين والميثان والإيثان والبروبان والبيوتان ، تكون درجات الحرارة هذه على التوالي - 252 ، - 161 ، - 88 ، - 42 و 0 5 درجة مئوية.

مخطط تركيب مولد GVPS-2000 على الخزان.

أظهرت الأبحاث والممارسات الخاصة بإطفاء الحرائق أنه من أجل إيقاف احتراق منتج زيتي ، يجب أن تغطي الرغوة سطحها بالكامل بطبقة ذات سماكة معينة. جميع الرغوات ذات معدل التمدد المنخفض غير فعالة في إطفاء حرائق المنتجات النفطية في الخزانات عند المستوى الأدنى من الغمر. يتم غمس الرغوة ، المتساقطة من ارتفاع كبير (6-8 م) على سطح الوقود ، وتغليفها في فيلم من الوقود ، أو تحترق أو تنهار بسرعة. يمكن إلقاء الرغوة ذات التعددية 70-150 فقط في خزان محترق بطائرات مفصلية.

فواصل النار.

كيف تؤثر المسودة في الموقد على الاحتراق

إذا دخلت كمية غير كافية من الأكسجين إلى الفرن ، تنخفض كثافة ودرجة حرارة احتراق الخشب ، وفي نفس الوقت ينخفض نقل الحرارة. يفضل بعض الأشخاص تغطية المنفاخ في الموقد لإطالة وقت الاحتراق لإشارة مرجعية واحدة ، ولكن نتيجة لذلك ، يحترق الوقود بكفاءة أقل.

إذا تم حرق الحطب في مدفأة مفتوحة ، فإن الأكسجين يتدفق بحرية في صندوق النار. في هذه الحالة ، تعتمد المسودة بشكل أساسي على خصائص المدخنة.

C 2H2 2O2 = CO2 2H2O Q (طاقة حرارية).

هذا يعني أنه عندما يتوفر الأكسجين ، يحدث احتراق الهيدروجين والكربون ، مما ينتج عنه طاقة حرارية وبخار الماء وثاني أكسيد الكربون.

لأقصى درجة حرارة احتراق للوقود الجاف ، يجب أن يدخل الفرن حوالي 130٪ من الأكسجين المطلوب للاحتراق. عند إغلاق فتحات المدخل ، يتولد فائض من أول أكسيد الكربون بسبب نقص الأكسجين. يتسرب هذا الكربون غير المحترق إلى المدخنة ، ولكن داخل الفرن تنخفض درجة حرارة الاحتراق ويقل انتقال حرارة الوقود.

غالبًا ما تكون غلايات الوقود الصلب الحديثة مجهزة بمراكم حرارة خاصة. تجمع هذه الأجهزة كمية زائدة من الطاقة الحرارية المتولدة أثناء احتراق الوقود ، بشرط أن يكون هناك جر جيد وكفاءة عالية. بهذه الطريقة يمكنك توفير الوقود.

في حالة مواقد الحطب ، لا توجد الكثير من الفرص لتوفير الحطب ، حيث إنها تطلق الحرارة على الفور في الهواء. الموقد نفسه قادر على الاحتفاظ بكمية صغيرة فقط من الحرارة ، لكن الموقد الحديدي غير قادر على الإطلاق - الحرارة الزائدة منه تذهب على الفور إلى المدخنة.

لذلك ، مع زيادة الدفع في الفرن ، من الممكن تحقيق زيادة في كثافة احتراق الوقود ونقل الحرارة. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يزداد فقدان الحرارة بشكل كبير. إذا تأكدت من الاحتراق البطيء للخشب في الموقد ، فسيكون نقل الحرارة أقل ، وستكون كمية أول أكسيد الكربون أكثر.

يرجى ملاحظة أن كفاءة مولد الحرارة تؤثر بشكل مباشر على كفاءة حرق الأخشاب. لذلك ، تتميز غلاية الوقود الصلب بكفاءة 80 ٪ ، وموقد - 40 ٪ فقط ، وتصميمها وموادها مهمة.

لا تعتمد درجة حرارة حرق الخشب في الموقد على نوع الخشب فقط. العوامل المهمة أيضًا هي المحتوى الرطوبي للخشب وقوة الجر ، والتي ترجع إلى تصميم وحدة التدفئة.