Specifik värme vid förbränning av fotogen

De viktigaste termofysiska egenskaperna hos fotogen

Fotogen är mellandestillatet i petroleumraffineringsprocessen, definierat som andelen råolja som kokar mellan 145 och 300°C. Fotogen kan erhållas från destillation av råolja (straight-run fotogen) eller från krackning av tyngre oljeströmmar (krackad fotogen).

Råfotogen har egenskaper som gör den lämplig för blandning med olika prestandatillsatser som bestämmer dess användning i en mängd olika kommersiella tillämpningar, inklusive transportbränslen. Fotogen är en komplex blandning av grenade och rakkedjiga föreningar som generellt kan delas in i tre klasser: paraffiner (55,2 viktprocent), naftener (40,9 %) och aromater (3,9 %).

För att vara effektiva måste alla sorters fotogen ha högsta möjliga specifika förbränningsvärme och specifik värmekapacitet, och dessutom kännetecknas av ett ganska brett område av antändningstemperaturer. För olika grupper av fotogen är dessa indikatorer:

• Specifik värme vid förbränning, kJ/kg — 43000±1000.
• självantändningstemperatur, ⁰C, inte lägre än -215.
• Specifik värmekapacitet för fotogen vid rumstemperatur, J / kg K - 2000 ... 2020.

Det är omöjligt att exakt bestämma de flesta av de termofysiska parametrarna för fotogen, eftersom själva produkten inte har en konstant kemisk sammansättning och bestäms av egenskaperna hos den ursprungliga oljan. Dessutom beror fotogenets densitet och viskositet på yttre temperaturer. Det är bara känt att när temperaturen närmar sig zonen för stabil förbränning av oljeprodukten, ökar den specifika värmekapaciteten för fotogen avsevärt: vid 200⁰Med det är redan 2900 J / kg K, och på 270⁰C - 3260 J/kg K. Följaktligen minskar den kinematiska viskositeten. Kombinationen av dessa parametrar bestämmer den goda och stabila antändningen av fotogen.

Sekvensen för att bestämma det specifika förbränningsvärmet

Det specifika värmevärdet för fotogen sätter villkoren för dess antändning i olika enheter - från motorer till fotogen skärmaskiner. I det första fallet bör den optimala kombinationen av termofysiska parametrar bestämmas mer noggrant. Flera scheman är vanligtvis inställda för var och en av bränslekombinationerna. Dessa diagram kan användas för att utvärdera:

1. Det optimala förhållandet mellan blandningen av förbränningsprodukter.
2. Den adiabatiska temperaturen för förbränningsreaktionslågan.
3. Genomsnittlig molekylvikt för förbränningsprodukter.
4. Specifikt värmeförhållande för förbränningsprodukter.

Dessa data behövs för att bestämma hastigheten på de avgaser som släpps ut från motorn, vilket i sin tur bestämmer motorns dragkraft.

Det optimala bränsleblandningsförhållandet ger den högsta specifika energiimpulsen och är en funktion av det tryck som motorn kommer att arbeta vid. En motor med högt förbränningsrumstryck och lågt avgastryck kommer att ha det högsta optimala blandningsförhållandet. I sin tur beror trycket i förbränningskammaren och fotogenbränslets energiintensitet på det optimala blandningsförhållandet.

I de flesta konstruktioner av motorer som använder fotogen som bränsle ägnas mycket uppmärksamhet åt förhållandena för adiabatisk kompression, när trycket och volymen som upptas av den brännbara blandningen är i konstant förhållande - detta påverkar hållbarheten hos motorelementen. I detta fall, som bekant, finns det ingen extern värmeväxling, vilket bestämmer den maximala effektiviteten.

Den specifika värmekapaciteten för fotogen är den mängd värme som krävs för att höja temperaturen på ett gram av ett ämne med en grad Celsius. Den specifika värmekoefficienten är förhållandet mellan den specifika värmen vid konstant tryck och den specifika värmen vid konstant volym. Det optimala förhållandet ställs in på ett förutbestämt bränsletryck i förbränningskammaren.

De exakta indikatorerna för värme under förbränning av fotogen är vanligtvis inte fastställda, eftersom denna oljeprodukt är en blandning av fyra kolväten: dodekan (C₁₂H₂₆), tridekan (C₁₃H₂₈), tetradekan (C₁₄H₃₀) och pentadekan (C₁₅H₃₂). Även inom samma parti originalolja är procentandelen av de listade komponenterna inte konstant. Därför beräknas de termofysiska egenskaperna hos fotogen alltid med kända förenklingar och antaganden.