Температура термодинамическа сгорания топлива

Как показано в 3.3, наибольший термический КПД в заданном диапазоне температур имеет цикл Карно. При его осуществлении предполагается использование горячего источника с постоянной температурой, т. е. фактически с бесконечной теплоемкостью. Между тем на практике в работу превращается теплота продуктов сгорания топлива, теплоемкость которых конечна. Отдавая теплоту, они охлаждаются, поэтому осуществить изотермическое расширение рабочего тела при максимальной температуре горения не удается. В этих условиях необходимо установить общие принципы, определяющие наибольшую термодинамическую эффективность теплосилового цикла, в частности, с позиций потери эксергии. [c.56]

При ходе поршня из левого мертвого положения в крайнее правое через всасывающий клапан засасывается горючая смесь, состоящая из паров и мелких частиц топлива и воздуха. Этот процесс изображается на диаграмме кривой 0-1, которая называется линией всасывания. Очевидно, линия 0-1 не является термодинамическим процессом, так как в нем основные параметры не изменяются, а изменяются только массовое количество и объем смеси в цилиндре. При обратном движении поршня всасывающий клапан закрывается, происходит сжатие горючей смеси. Процесс сжатия на диаграмме изображается кривой 1-2, которая называется линией сжатия. В точке 2, когда поршень еще немного не дошел до левого мертвого положения, происходит воспламенение горючей смеси при помощи электрической искры. Сгорание горючей смеси происходит почти мгновенно, т. е. практически при постоянном объеме. Этот процесс на диаграмме изображается кривой 2-3. В результате сгорания топлива температура газа резко возрастает и давление увеличивается (точка 3). Затем продукты горения расширяются. Поршень перемещается в правое мертвое положение, и газы совершают полезную работу. На индикаторной диаграмме процесс расширения изображается кривой 3-4, называемой линией расширения. Затем откры- [c.261]

Мероприятия по снижению токсичности и шумности турбинных установок. Основными токсичными веществами, выбрасываемыми в атмосферу ПТУ и ГТУ, являются продукты полного сгорания (окислы серы 80г и зола) и неполного (окись углерода СО, сажа и углеводороды НС), а также окислы азота N0 , образующиеся при высоких температурах горения. Поскольку термодинамический цикл ПТУ замкнут, то токсичные вещества выбрасываются в атмосферу только в топках паровых котлов. В мощных паротурбинных блоках современных электростанций осуществляется процесс сгорания топлива с полнотой, близкой к 100%. Блоки оборудованы золоуловителями, имеющими КПД 95 — 99%. Поэтому даже при сжигании угля и мазута доля ПТУ в общем загрязнении среды сравнительно невелика, а выбросы в основном представляют собой БОа и NO, Наиболее сложным оказывается предупреждение выбросов соединений серы. Способы очистки продуктов сгорания или топлива от серы имеют высокую стоимость и не нашли широкого использования. Радикальным возможным путем решения этой задачи является газификация угля или мазута и очистка газа [c.218]

Эксергетический анализ теплотехнологического процесса указывает, например, на пути повышения его термодинамической эффективности. Так, повышение температуры подогрева окислителя, а также подогрев газообразного топлива ведут к повышению температуры продуктов сгорания, вследствие чего снижаются потери эксергии от необратимости процесса горения. Повышение параметров вырабатываемого в ЭТА пара способствует уменьшению потерь от неравновесного теплообмена. [c.102]

В ближайшем будущем большой вклад в решение энергетической проблемы возможен с использованием магнитогидродинамических (МГД) генераторов за счет повышения термодинамического коэффициента полезного действия тепловых электростанций. Ионизированные горячие продукты сгорания топлива в виде низкотемпературной плазмы с температурой около 2500 °С пропускают с большой скоростью через сильное магнитное [c.830]

С термодинамической точки зрения теплофикационная установка предназначается для преобразования с возможно меньшей степенью необратимости тепла Q, выделяющегося при сгорании топлива, в полезную работу (электрическую энергию) I и тепло отданное при температуре 2 > 0 на бытовые и технологические нужды (здесь Qz=zGq, /, = 01). [c.306]

Определить эксергию 1 кг горячих газов в котельном агрегате, если известно, что температура пламени при сгорании топлива равна 1400 °С, а давление газов близко к атмосферному. Параметры окружающей среды (воздуха) ро=0,1 МПа и о = = 20 °С. Считать, что термодинамические свойства газов идентичны свойствам азота. [c.53]

Процесс сжатия создает условия, необходимые для воспламенения и сгорания топлива. При термодинамическом расчете принимают, что конец сжатия соответствует наименьшему объему цилиндра, а параметры рабочего тела характеризуются давлением Рс и температурой Тс (точка с, см. рис. 110). В двигателе с самовоспламенением необходимо, чтобы температура воздуха в конце сжатия была достаточной для самовоспламенения топлива, поданного в цилиндр. Это условие определяет наименьшую степень сжатия. Действительная степень сжатия выбирается больше наименьшего значения по следующим соображениям [c.165]

Основным термодинамическим циклом газотурбинной установки является цикл, состоящий из адиабатического сжатия, подвода тепла при постоянном давлении и адиабатического расширения. Большое количество избыточного воздуха, необходимое для поддержания на сравнительно низком уровне максимальной температуры газа, поступающего на лопатки турбины, является причиной низкого отношения величины полезной работы газовой турбины к величине доли ее работы, затраченной на привод компрессора. В то же время благодаря высокой степени сжатия воздуха в компрессоре его температура на выходе из компрессора сравнительно высока, что ограничивает возможность введения большого количества тепла с подаваемым в камеру сгорания топливом, чтобы не превысить допустимое значение температуры газа перед турбиной. Так, при температуре газа на входе в турбину 815° С с увеличением степени сжатия компрессора от 2 до 4 (при коэффициенте полезного действия как турбины, так и компрессора равном 80%), значение условного коэффициента полезного действия на валу газотурбинного двигателя снижается с 51,1 до 42,3%. [c.200]

Текучесть 30 Температура Кельвина, международная практическая 117 Температура Кельвина, термодинамическая 117 Температура Цельсия, международная практическая Ц7 Температура Цельсия, термодинамическая 117 Температуропроводность 36 Теплоемкость, массовая, газон 34 Теплоемкость, объемная, газов 35 Теплоемкость системы 34 Теплоемкость, удельная 34 Теплопроводность 35 Теплота сгорания топлива 36 Теплота фазового превращения 34 Теплота фазового превращения, [c.221]

Как известно, в качестве одного из средств борьбы с сернокислотной коррозией предлагаются режимы сгорания с коэффициентами избытка воздуха 1,01—1,05 [Л. 8-3-4, 8-25 и 8-36]. Согласно данным прямых измерений содержание SO3 снижается при этом в 5—6 раз ио сравнению с обычным, а температура точки росы со 140—150 до 60 С [Л. в-23, 8-35]. Из диаграммы состояний, однако, видно, что названному изменению концентраций соответствует уменьшение термодинамической температуры точки росы не более чем на 10° С. Показателен и тот факт, что по данным ряда исследователей измеренная на котлах температура точки росы достигает 190° С, чему по диаграмме состояний отвечает переход в SO3 почти всей серы топлива, т. е. положение явно неправдоподобное. [c.223]

Следует отметить также, что в том случае, когда учитывается степень термодинамического совершенства процесса горения топлива, величину Ql необходимо умножать на коэффициент преобразования ф ооЗ, 3 не на ф1з, так как получение продуктов сгорания при температуре Т1 можно рассматривать как обесценивание химической энергии топлива. [c.206]

В предыдущем разделе характеристические параметры двигателя определены в виде функций от параметров рабочего процесса Тку Мг и у. В действительности обычно известен лишь начальный состав топлива, поэтому температуру и состав продуктов сгорания необходимо рассчитывать по заданному значению Рк. Прежде чем приступить к описанию процедуры расчета, целесообразно вспомнить некоторые основные термодинамические понятия. [c.18]

Следует отметить также, что в том случае, когда учитывается степень термодинамического совершенства процесса горения топлива, Ql необходимо умножить на коэффициент преобразования Ч ,х,з> а не на Ч ],з, так как получение продуктов сгорания при температуре Г] следует рассматривать как некоторое обесценивание химической эксергии топлива. [c.231]

В результате взаимодействия термодинамической системы и окружающей среды состояние системы будет изменяться. Применительно к термодинамической системе, представляющей собой газообразное тело, которое в этом случае называется рабочим телом, изменение состояния системы будет в общем случае проявляться в изменении ее температуры, удельного объема и давления. Эти характерные для данной системы (рабочего тела) величины называют основными параметрами ее состояния. Таким образом, результатом взаимодействия рабочего х ла и окружающей среды будет также и изменение параметров состояния рабочего тела, и, следовательно, судить о том, взаимодействует термо динамическая система с окружающей средой или нет, можно по тому, изменяются ли параметры состояния системы или нет. Следует иметь в виду, что в теплотехнике в качестве рабочих тел очень широко применяются газы вследствие присущей им упругости и способности в огромных пределах изменять свой объем. Такими газами, например, в двигателях внутреннего сгорания и газовых турбинах являются продукты сгорания жидкого и газообразного топлива, а в паровых турбинах — водяной пар. [c.17]

Необходимые сведения о физико-химических свойствах топлива включают в себя термодинамические характеристики продуктов их сгорания в виде зависимостей изменения газовой постоянной К, температуры Т и показателя адиабаты к в широком диапазоне изменения коэффициента соотношения компонентов топлива К , и давления газов р данные о температуре воспламенения, скрытой теплоте испарения, давлении упругости пара, плотности, скорости звука, вязкости и теплоемкости компонентов топлива в жидком и газообразном состояниях. [c.32]

Возможности повышения топливной экономичности двигателей при использовании газового топлива основываются на смещении предела эффективного обеднения рабочей смеси в сторону более бедных составов. За счет этого повышается термодинамический к. п. д. двигателя и его топливная экономичность. Смещение предела эффективного обеднения имеет еще большее значение для экологических показателей двигателя. Газовое топливо (наиболее перспективен в этом смысле сжатый природный газ) допускает устойчивую работу двигателя на столь бедных смесях, что образование токсичных веществ оказывается подавленным. Продукты неполного сгорания (СО) не образуются вследствие большого избытка воздуха, а окислы азота — вследствие низких температур процесса. Конечно, сильное обеднение смеси приводит к потере мощности, которую необходимо компенсировать дополнительной форсировкой рабочего процесса. Наглядно эти особенности иллюстрируются диаграммой (рис. 24). [c.79]

Эффективность. Экономический эффект от использования предложенной установки достигается благодаря совмещению в едином термодинамическом цикле теплового и холодильного циклов, рабочим телом для которых служит одна и та же среда. Повышенное давление продуктов сгорания в экономайзере (2,5—4,5 кгс/см ) интенсифицирует теплообмен. Это позволяет снизить металлоемкость теплообменной аппаратуры, повысить температуру точки росы водяных паров, присутствующих в продуктах сгорания, что способствует использованию их теплоты конденсации и приводит в конечном счете к утилизации высшей теплотворной способности топлива. Наибольшая экономичность достигается при комплексной выработке тепла, холода и электроэнергии. [c.167]

Как было указано при анализе термодинамических циклов, для улучшения показателей работы следует стремиться к повышению степени сжатия. В то же время степень сжатия должна быть такова, чтобы температура и давление в конце сжатия не достигали таких значений, при которых могли бы возникнуть преждевременные вспышки или детонационное сгорание. Поэтому верхний предел степени сжатия зависит от свойств топлива, состава горючей смеси, условий теплоотдачи, конструктивных форм камеры сгорания и т, п, [c.125]

В природе, строго говоря, не существует сухих газов. Такие широко применяющиеся газы, как атмосферный воздух или продукты сгорания топлива всегда содержат, как известно, некоторое количество водяного пара. Но даже небольшое количество пара при определенных условиях может оказать весьма существенное влияние на термодинамические свойства газа и результаты изменения его состояния. Если же содержание пара оказывается более значительным или изменение состояния смеси происходит в такой области параметров, когда пар в течение всего процесса или некоторой его части претерпевает фазовый переход, то парогазовая смесь должна рассматриваться как особое тело, обладающее необычными для пара или газа термодинамическими свойствами. Изхорная и изобарная теплоемкости получают значения от О до оо и находятся в большой зависимости от давления и температуры, показатель адиабаты приближается к единице, количественный состав смеси влияет на параметры состояния и на их приращение и т. п. Термодинамический расчет такого процесса во многом усложняется. [c.6]

Одним из результатов работы, проведенной в конце 1960-х гг. американской Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе RPG, стало признание того, что экономичность, устойчивость и работоспособность ЖРД взаимосвязаны. Такой вывод был сделан на основании анализа дробления, испарения и горения распыленного топлива, который стал отправной точкой для поиска технических решений в этих трех направлениях. В результате появилась возможность оптимизировать процесс выбора конструкторских решений, сократив тем самым период разработки и уменьшив массу двигателя. Большинство ЖРД, разработанных до 1970 г., создавались методом проб и ошибок. Случалось, что до нахождения оптимальной конструкции приходилось опробовать до 100 вариантов смесительной головки. Обычно лишь после достижения требуемого уровня экономичности и обеспечения устойчивой работы начинались поиски способов обеспечения требуемого ресурса. Поэтому разработанные ранее ЖРД (эксплуатация некоторых из них еш е продолжается) имели неоптимальное соотношение компонентов топлива, в них использовались специальные устройства для повышения устойчивости, а масса конструкции оказывалась завышенной. Маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл и экспериментальный ЖРД с кольцевой камерой сгорания и центральным телом стали первыми двигателями, разработанными с применением новых методов. Рабочие характеристики ЖРД определяются выбором установочных параметров, к которым относятся свойства компонентов топлива и технические требования к системе подачи топлива, смесительной головке и камере сгорания. Исходя из них, можно рассчитать полноту сгорания, удельный импульс, устойчивость горения и температуру стенки камеры. Достигнутый удельный импульс, как и для РДТТ, представляет собой разницу между термодинамическим потенциалом топлива и потерями, сопутст-вуюш.ими его реализации. Динамическая устойчивость определяется балансом между причинами, вызываюш ими внутрика- [c.164]

Калория - [кал al] — внесистемная единица кол-ва теплоты, в т. ч. фазового превращения, химической реакции , термодинамических потенциалов , теплоты сгорания топлива. В калориях нередко выражали также энергию и работу. Ранее ед. нередко наз. грамм-калорией и малой калорией. К. — исторически первая практ. ед. кол-ва теплоты. Само слово калория" происходит от лат. alor, означающего тепло, жар". Впервые оно было применено швед, физиком И. Вильке (1732—1796). Опред. К. связано с теплоемкостью воды, к-рая зависит от температуры. Поэтому и К. зависит от условий нагревания, от нач. тем-ры и тем-рной шкапы. В связи с этим было предложено узаконить единую К. В 1929 г. I МКСВиВП (г. Лондон) постановила ввести международную килокалорию, определив ее как 1/860 часть междунар. [c.272]

Qn.ne —потери тепла вследствие несовершенства процессов, т. е. вследствие отклонения действительного цикла от термодинамического это в основном теплоотдзчз в стенки, утечкз газов из полости цилиндра в кзртер и потери от несвоевременности сгорания топлива. Последние выражаются в том, что вместо полного сгорания топлива на участке с—z диаграммы термодинамического цикла имеет место его догорание по линии расширения. Выделившееся при догорании тепло используется тем менее эффективно, чем позже оно выделяется при догорании увеличиваются теплоотдача в стенки и потери с выпускными газами ввиду повышения их температуры в дизелях на участке догорания выделяется обычно 10—20 /о затраченного тепла [c.133]

Выражение (15.239) показывает, что удельная сила тяги ракетного двигателя (единичный импульс двигателя) зависит от температуры газов в камере сгорания, молярной массы газов и степени расширения газов в сопле Рк/Ро- Чем выше температура газов в камере сгорания Гк, тем больше скорость их истечения с. Температура газов в камере сгорания ракетного двигателя зависит от тепловой эфс ктивности (теплоты сгорания) топлива. Чем меньше молярная масса газов, истекаюпщх из сопла двигателя, тем также больше удельная сила тяги. Если принять Рк/Ро = idem, то удельная сила тяги ракетного двигателя полностью определяется характеристиками топлива. Поэтому удельная сила тяги характеризует термодинамические свойства топлива. [c.495]

Работу ракетного двигателя можно представить в виде последовательности квазиравновесных процессов, таких как нагревание топлива, его горение, расширение продуктов сгорания до давления истечения из сопла. Особенность их состоит в зависимости химического состава продуктов сгорания от условий проведения процесса. Термодинамика позволяет рассчитать равновесный молекулярный состав газов на каждом из этапов работы двигателя, если известны необходимые свойства исходных веществ и продуктов сгорания. В итоге удается отделить термодинамические задачи от газодинамических и оценить удельную тягу двигателя при заданном топливе или, не прибегая к прямому эксперименту, подобрать горючее и окислитель, обеспечивающие необходимые характеристики двигателя. Другой пример — расчет электропроводности низкотемпературной газовой плазмы, являющейся рабочим телом в устройствах для магнитно-гидродинамического преобразования теплоты в работу. Электропроводность относится к числу важнейших характеристик плазмы она пропорциональна концентрации заряженных частиц, в основном электронов, и их подвижности. Концентрация частиц может сложным образом зависеть от ис- ходного элементного состава газа, температуры, давления и свойств компонентов, но для равновесной плазмы она строго рассчитывается методами термодинамики. Что касается подвижности частиц, то для ее нахождения надо использовать другие, нетермодипамические методы. Сочетание обоих подходов позволяет теоретически определить, какие легкоионизирующиеся вещества и в каких количествах следует добавить в плазму, чтобы обеспечить ее требуемую электропроводность. [c.167]

Ранее были рассмотрены так называемые разомкнутые циклы ГТУ, в которых продукты сгорания после раширения в газовой турбине выбрасываются в атмосферу. Таким образом, рабочее тело в цикле все время меняется. Существуют циклы, в схеме которых циркулирует неизменное количество рабочего тела. Такие циклы называются замкнутыми. Принципиальная тепловая схема ГТУ с замкнутым циклом представлена на рис. 93. В качестве рабочего тела в этих циклах может использоваться воздух или другой газ с лучшими термодинамическими характеристиками (более высокой, чем у воздуха, теплоемкостью, большим показателем адиабаты и др.), например гелий, аргон, водород, фреон. Подогрев рабочего тела до требуемой температуры производится в специальном нагревателе с внешней топкой, поэтому в ГТУ замкнутого цикла можно сжигать твердое топливо, что практически невозможно в ГТУ открытого цикла. [c.212]

В [37] приведены термодинамические расчеты равновесного состояния продуктов сгорания, содержащих кроме щелочных металлов серу и хлор. Было изучено влияние температуры и коэффициента избытка воздуха на равновесный состав системы. Расчеты проведены для следующего состава топлива С=67,8% Н= =4,7% N=1,11% 8=4,5% 0=8,0% Na20=0,62% КгО= =0,23% С1=0,66% А=12,09%. В расчетах принято, что 95% серы, 40% натрия и 20% калия переходит в продукты сгорания в газообразном состоянии. Для упрощения расчетов количество калия в газе пересчитано на эквивалентное содержание натрия. [c.30]

Камера сгорания этого двигателя в течение такта сжатия остается заполненной только воздухом. В определенный момент, когда воздух достаточно нагревается за счет сжатия, в камеру сгорания вспрыскивается топливо. Происходит спонтанное зажигание и поршень выталкивается вниз, выполняя рабочий такт. При запуске двигателя температура может оказаться слишком низкой для спонтанного зажигания. В этих случаях используется запальная свеча, показанная на рис. 4.8. Термодинамический дизельный цикл эквивалентен циклу Отто, за исключением того, что зажигание происходит за счет сжатия и условия, при которых происходит горение, другие. В теоретическом цикле Дизеля примем, что горение 1дет в изобарных условиях. На рис. 4.9 процесс Ь—с — сгорание, с—d — рабочий ход, а—е — выпуск, е—а —впуск воздуха. [c.67]

Чтобы определить параметры плазмы, представляющей собой высокотемпературную равновесно реагирующую газовую смесь, прежде всего необходимо найти ее состав. Очевидно, что точность расчета состава будет определяться не только погрешностью вычислительного процесса, но в первую очередь — полнотой учета физических и химических эффектов, имеющих место в реагирующей смеси. Однако полный учет этих явлений затруднен. В то же время для получения результатов с достаточной для инженерных расчетов точностью можно принять следующие допущения в реакции горения участвует все топливо воздух состоит только из азота и кислорода смесь газов, составляющих продукты сгорания, является идеальным газом в исследуемом диапазоне температур и давлений полностью отсутствует термическая ионизация газовых компонент рассматривается однокомпонентпая легкоионизируемая присадка ее влияние на термодинамические параметры газовой смеси учитывается в приближенной форме введением соответствующих поправочных коэффициентов влияние присадки на вязкость и теплопроводность не учитывается а электропроводность рассчитывается методом малых возмущений. [c.109]

Следует отметить, что подобный процесс имеет широкое техническое применение для получения сажи, являющейся наполнителем резиновых смесей и ряда пластмасс. Многотоннажное производство сажи осуществляется сжиганием метана при недостатке кислорода. При этом итогом процесса является сгорание водорода с выделением необходимого для крекинга тепла (Р ) и выпадение чистого углерода в виде сажи. Можно ожидать, что внешним нагревом углеводорода без доступа воздуха будет осуществлен процесс по уравнению (4). При этом, как и в реакциях (1)—(2), продукты получаются в разных агрегатных состояниях водород—газ, углерод—твердое вещество. Реакция должна протекать до конца при малой разности термодинамических потенциалов. Кроме того, получается водород, который может быть использован как топливо, сжигание которого поддерживает температуру в реакции крекинга (4). [c.174]

Воздух, сжатый в компрессоре, подается в камеру сгорания парогенератора, работающего на газовом или жидком топливе при постоянном (повышенном по сравнению с атмосферным) давлении р. Образующийся в парогенераторе водяной пар поступает в пароперегреватель и затем в паровую турбину. Продукты сгорания, температура которых снижена за счет отдачи теплоты на парообразование до приемлемой величины, подаются в газовую турбину, а из последней — в газоводяной подогреватель, служащий для подогрева питательной воды. Термодинамический цикл состоит из двух циклов — пароводяного и газового. [c.169]

Главы 4—6 охватывают целый ряд вопросов проектирования ракетных двигателей, работающих на твердом топливе. В гл. 4 отмечаются преимущества РДТТ по сравнению с другими типами двигателей, приводятся характеристики как самих двигателей, так и топлив для них, а также рассматривается технология изготовления зарядов. В первой части гл. 5 даны термодинамические соотношения, позволяющие определить для проектируемого заряда давление и температуру в различных областях камеры сгорания, излагаются основные принципы проектирования двигателей с подробными примерами и пояснениями. Примеры составлены для двигателей с трубчатым и горящим по торцу зарядами. [c.8]

Теоретический расчет выходных характеристик затруднителен также потому, что при наличии конденсированной фазы в продуктах сгорания процесс их течения по каналу сопла не является изэн-гропическим. При этом недостоверность рабочей гипотезы о термодинамических процессах при движении продуктов сгорания по каналу сопла делает бессмысленными все попытки уточнения решения за счет повышения точности вычисления путем использования ЭВЦМ. Только аналитическое решение главной термодинамической задачи расчета РДТТ, основанное на уравнении первого начала термодинамики dQ = dU + с1Ь, позволяет в значительной степени обойти эти затруднения путем введения в расчет опытной величины калорийности топлива. При этом под калорийностью топлива следует понимать то количество тепла, которое выделяется в калориметре при охлаждении продуктов сгорания до начальной (исходной) температуры заряда. [c.129]

Для выработки генераторного газа обычно используются жидкие одно- и двухкомпонентные топлива, при разложении или сгорании которых в газогенераторах образуются газы с температурой около 900.. .1200 К. Однокомпонеитные топлива размещаются в специальных топливных бачках (см. рис. 5.24, а). Если для генерации газа используются основные двухкомпонентные топлива, то они отбираются из топливных магистралей высокого давления после ТНА (см. рис. 5.24, б) и поступают в газогенератор при соотношениях, обеспечивающих образование генераторного газа с заданными термодинамическими характеристиками. В ТНА обычно применяется восстановительный генераторный газ (с избытко.м горючего), который оказывает меньшее разрушительное воздействие на лопатки турбины и арматуру системы подачи. [c.148]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...