Specifična toplota zgorevanja kerozina

Glavne termofizikalne lastnosti kerozina

Kerozin je srednji destilat procesa rafiniranja nafte, opredeljen kot delež surove nafte, ki vre med 145 in 300 °C. Kerozin je mogoče pridobiti z destilacijo surove nafte (direktni kerozin) ali s krekiranjem težjih naftnih tokov (krekirani kerozin).

Surovi kerozin ima lastnosti, zaradi katerih je primeren za mešanje z različnimi dodatki za učinkovitost, ki določajo njegovo uporabo v različnih komercialnih aplikacijah, vključno z gorivi za prevoz. Kerozin je kompleksna mešanica spojin z razvejano in ravno verigo, ki jo lahko na splošno razdelimo v tri razrede: parafini (55,2 % teže), nafteni (40,9 %) in aromati (3,9 %).

Da bi bili učinkoviti, morajo vse vrste kerozina imeti najvišjo možno specifično toploto zgorevanja in specifično toplotno kapaciteto, poleg tega pa morajo biti značilne za precej širok razpon temperatur vžiga. Za različne skupine kerozina so ti kazalniki:

• Specifična toplota zgorevanja, kJ / kg - 43000±1000.
• temperatura samovžiga, ⁰C, ne nižje od -215.
• Specifična toplotna kapaciteta kerozina pri sobni temperaturi, J / kg K - 2000 ... 2020.

Večine termofizikalnih parametrov kerozina je nemogoče natančno določiti, saj sam izdelek nima stalne kemične sestave in ga določajo lastnosti originalnega olja. Poleg tega je gostota in viskoznost kerozina odvisna od zunanjih temperatur. Znano je le, da ko se temperatura približa območju stabilnega zgorevanja naftnega proizvoda, se specifična toplotna kapaciteta kerozina znatno poveča: pri 200⁰Pri njem je že 2900 J/kg K, pri 270⁰C - 3260 J/kg K. V skladu s tem se kinematična viskoznost zmanjša. Kombinacija teh parametrov določa dober in stabilen vžig kerozina.

Zaporedje določanja specifične toplote zgorevanja

Specifična toplota zgorevanja kerozina določa pogoje za njegov vžig v različnih napravah – od motorjev do strojev za rezanje kerozina. V prvem primeru je treba natančneje določiti optimalno kombinacijo termofizikalnih parametrov. Običajno je določenih več urnikov za vsako kombinacijo goriva. S temi grafikoni je mogoče oceniti:

1. Optimalno razmerje mešanice produktov zgorevanja.
2. Adiabatna temperatura reakcijskega plamena zgorevanja.
3. Povprečna molekulska masa produktov zgorevanja.
4. Specifično toplotno razmerje produktov zgorevanja.

Ti podatki so potrebni za določitev hitrosti izpušnih plinov, ki jih oddaja motor, kar posledično določa potisk motorja.

Optimalno razmerje mešanice goriva daje največji specifični energijski impulz in je funkcija tlaka, pri katerem bo motor deloval. Motor z visokim tlakom v zgorevalni komori in nizkim tlakom izpušnih plinov bo imel najvišje optimalno razmerje mešanice. Po drugi strani sta tlak v zgorevalni komori in energetska intenzivnost kerozinskega goriva odvisna od optimalnega razmerja mešanice.

V večini modelov motorjev, ki kot gorivo uporabljajo kerozin, se veliko pozornosti posveča pogojem adiabatne kompresije, ko sta tlak in prostornina, ki ju zaseda gorljiva zmes, v stalnem razmerju - to vpliva na vzdržljivost elementov motorja. V tem primeru, kot je znano, ni zunanje izmenjave toplote, kar določa največjo učinkovitost.

Specifična toplotna kapaciteta kerozina je količina toplote, ki je potrebna za dvig temperature enega grama snovi za eno stopinjo Celzija. Specifični toplotni koeficient je razmerje med specifično toploto pri konstantnem tlaku in specifično toploto pri konstantnem volumnu. Optimalno razmerje je nastavljeno pri vnaprej določenem tlaku goriva v zgorevalni komori.

Natančni kazalniki toplote med zgorevanjem kerozina običajno niso določeni, saj je ta naftni produkt mešanica štirih ogljikovodikov: dodekan (C₁₂H₂₆), tridekan (C₁₃H₂₈), tetradekan (C₁₄H₃₀) in pentadekan (C₁₅H₃₂). Tudi znotraj iste serije originalnega olja odstotno razmerje navedenih komponent ni konstantno. Zato so toplotnofizikalne lastnosti kerozina vedno izračunane z znanimi poenostavitvami in predpostavkami.