Основные реакции горения топлива

ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВА [c.105]

Ухудшение основных характеристик камеры сгорания (воспламеняемость, устойчивость к срыву пламени и полнота сгорания) при давлениях ниже 1 ama вызывает необходимость детального изучения процесса горения топлива в этих условиях. С понижением давления в камере изменяется продолжительность протекания всех стадий процесса преобразования топлива в продукты сгорания распада струи и ее распыления на капли, смесеобразования, а также скорость промежуточных и основных реакций горения. [c.39]

Зная элементарный состав рабочего топлива и учитывая основные реакции горения, можно определить кр-личество воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива. Это количество воздуха называется теоретическим или минимальным и обозначается буквой 0. [c.211]

Далее определяем состав продуктов горения, применяя уравнения основных реакций горения для 100 кг топлива. [c.118]

Источником теплоты является топливо, используемое в настоящее время во все возрастающих количествах. При горении органического топлива протекают химические реакции соединения горючих элементов топлива (углерода С, водорода Н и серы S) с окислителем — главным образом кислородом воздуха. Реакции горения протекают с выделением тепла при образовании более стойких соединений — СО2, SO2 и Н2О. Эти реакции связаны с изменением электронных оболочек атомов и не касаются ядер, так как при химических реакциях ядра реагирующих атомов остаются нетронутыми и целиком переходят в молекулы новых соединений. В 1954 г., после пуска в СССР первой в мире промышленной атомной электростанции мощностью 5 Мет, наступил век промышленного использования ядерного топлива, т. е. тепла, выделяющегося при реакциях распада атомных ядер некоторых изотопов тяжелых элементов и Ри . Вследствие ограниченности ресурсов топлива в Европейской части СССР, а также в районах, удаленных от месторождений органического топлива, в СССР строят мощные атомные электрические станции, и тем не менее основным источником тепла остается органическое топливо, о котором ниже приведены краткие сведения. В качестве топлива используют различные сложные органические соединения в твердом, жидком и газообразном состоянии. В табл. 16-1 приведена общепринятая классификация топлива по его происхождению и агрегатному состоянию. [c.206]

Так как реакции горения водорода, окиси углерода и углеводородов идут по разветвленным цепям, а перечисленные газы являются основными горючими составляющими газообразного топлива, то и горение любого горючего газа носит в целом цепной характер. [c.228]

В процессе горения составных горючих частей топлива необходимо подводить в топку определенное количество кислорода воздуха для полного окисления горючих частей. Это количество кислорода воздуха, подсчитанное по вышеуказанным реакциям горения, называется теоретическим количеством кислорода воздуха. Состав воздуха по весу и объему и основные его характеристики представлены в табл. 16. Из реакций горения можно вычислить также количество образовавшихся газообразных продуктов сгорания. [c.32]

Реакция горения частиц твердого топлива в основном имеет гетерогенный характер. Анализ этого процесса дан в работе [12]. При наличии предварительного смешения газа с окислителем горение газообразного топлива представляет собой чисто гомогенный процесс. В этом случае реагирование протекает во всем объеме. Газовые реакции, как известно, протекают по сложному цепному механизму, который, конечно, трудно учесть при комплексном рассмотрении процесса горения. [c.251]

Следует отметить также, что замена твердого и жидкого топлива газовым является одной из наиболее эффективных мер, обеспечивающих резкое сокращение выбросов в атмосферу твердых частиц в виде воды и сажи, сернистых соединений, окислов азота и других вредных веществ. Практически, кроме двуокиси углерода и водяного пара, являющихся результатом реакций горения, при сжигании газа в основном образуются окислы азота, количество которых зависит от коэффициента избытка воздуха и температуры. Так, при сжигании газа с коэффициентом избытка воздуха а =1,03—1,05 количество окислов азота примерно в [c.243]

Длина факела. Скорость реакций горения мазута в основном определяет длину факела (пламени). Факел представляет собой путь горения топлива, поэтому его длина определяется произведением средней скорости движения горящих частиц топлива на время их горения. Скорость движения горящих частиц в факеле зависит от аэродинамических свойств факела, которые определяются диаметром сопла форсунки и скоростью распыления. [c.59]

Энергии, выделенной при образовании одной молекулы двуокиси углерода (при сгорании угля), достаточно для того, чтобы началось горение соседних атомов углерода. Таким образом, химическое горение является примером самоподдерживающейся цепной реакции однажды начавшись, она быстро распространяется по всему горючему (по цепочкам участвующих в ней атомов). При благоприятных условиях ядерное расщепление также может стать самоподдерживающимся процессом, однако, как мы увидим, крайне мало химических элементов, которые можно рассматривать как ядерное горючее . Так, уран — единственный встречающийся в природе элемент, в котором расщепление может превратиться в самоподдерживающуюся реакцию, а плутоний — другое основное ядерное топливо — получается искус- [c.50]

Физико-химические особенности процесса плавки чугуна в вагранке. Основным источником тепла для расплавления и перегрева чугуна в вагранке является горение углерода топлива, происходящее по следующим реакциям [c.42]

Процессы горения представляют собой быстрые реакции в основном энергичного соединения горючих элементов топлива с кислородом при большом выделении тепла. Скорость реакции зависит от концентрации реагирующих веществ и температуры. С весьма малыми скоростями реакция окисления происходит и при небольших температурах, но лишь при достижении некоторого температурного предела наступает энергичная реакция соединения горючего с кислородом, т. е. горение. Температура, при которой тепловыделение при горении превышает тепло-потери, является температурой воспламенения. [c.170]

В топочном процессе щелочные металлы легче других компонентов минеральной части угля переходят в газовую фазу. Термодинамические расчеты показывают, что при температуре горения угля натрий и калий присутствуют в газах в основном в виде гидроокисей, в меньших количествах — свободных металлов и сульфатов [48] с небольшими примесями хлорида, если в исходном топливе есть хлор [45]. С понижением температуры уходящих газов преобладающими становятся сульфаты, образующиеся по реакциям [c.58]

Все тепло реакции выделяется на поверхности горения и распространяется частично внутрь, расходуясь на испарение топлива и нагрев пара до температуры горения, и по направлению к поверхности приведенной пленки, через которую отводится основное тепло реакции (так как теплота испарения и перегрева возвращается с парами к поверхности горения). [c.193]

В процессе горения потока жидкого топлива мы имеем неоднородную систему, состоящую из частиц жидкого топлива, его паров, реагирующего с ними окислителя, продуктов сгорания и сажистых частиц. Одним из основных уравнений системы является уравнение непрерывности с учетом химической реакции. Не менее важно уравнение переноса энергии тепла [c.252]

И, наконец, следует еще раз подчеркнуть, как это и было замечено в наших докладах, что при очень большой сложности рассматриваемого вопроса дается только первый, можно сказать, эскизный подход к комплексному анализу протекающих совместно основных явлений процесса горения на базе применения замкнутой системы уравнений сохранения массы, энергии, импульсов и некоторых закономерностей химических реакций. Этот путь не отрицает необходимости изучения механизма отдельных явлений, в частности, процесса испарения частиц жидкого топлива, которым занимался И. И. Палеев, а также и наша лаборатория, достаточно подробно. Но, опираясь на это изучение, следует, однако, отметить, что мы считаем такое изучение не самоцелью, а подчиненным общей идее комплексного анализа. [c.376]

При расчетах горения газообразного топлива обычно используют результативные реакции соединения горючих составляющих топлива и окислителя, приведенные в гл. 1. Эти реакции дают представление только о конечных результатах сгорания отдельных составляющих топлива, не отражая фактического хода процесса горения. В действительности механизм горения газа более сложен и характеризуется наличием ряда промежуточных хим.ических преобразований, протекающих в определенных физических условиях. Напомним, что горение основных составляющих газов протекает по разветвленным цепным реакциям. [c.78]

К стадии горения относится горение летучих, кокса при температуре выше 1000° С, сопровождаемое потреблением большей части необходимого воздуха и выделением основного количества тепла. Стадия горения характеризуется наиболее высокой температурой. Горение летучих протекает быстро, поэтому крайне важно концентрированно подводить достаточное количество воздуха в условиях полного смесеобразования. Кокс горит более медленно, и реакция углерода с кислородом происходит на поверхности коксовых частиц. Интенсивность сгорания кокса тем выше, чем мельче раздроблено топливо. Завершающей стадией горения твердого топлива является дожигание, требующее меньшего количества воздуха и сопровождающееся меньшим выделением тепла. Развитие этой стадии затягивается вследствие обволакивания коксовых частиц золой, затрудняющей доступ воздуха к ним, особенно у топлив с легкоплавкой золой. [c.212]

Основной частью всех видов топлива является углерод. Различают полное и неполное горение углерода. При полном сгорании, когда в зоне горения имеется достаточное количество воздуха (кислорода), углерод полностью сгорает, образуя углекислый газ по реакции С+0г=С02. При этом на каждый килограмм сгоревшего углерода выделяется 8138 ккал теплоты. При неполном сгорании, которое обычно имеет место при недостатке воздуха, углерод, соединяясь с кислородом воздуха, образует угарный газ 2=С0 с выделением 2498 ккал теплоты. [c.32]

Горение углерода топлива происходит главным образом возле фурм, где основная масса кокса, нагреваясь, встречается с нагретым до температуры 900— 1200 °С кислородом воздуха, поступающим через фурмы. Образовавшаяся при этом углекислота вместе с азотом воздуха, поднимаясь, встречается с раскаленным коксом и взаимодействует с ним по реакции СОа + С 2С0. [c.50]

Основная масса топлива, поданного форсункой на горячую стенку поршня, растекается по ней и с помощью интенсивно завихренного (при впуске) воздуха превращается в очень тонкую пленку с толщиной, не превышающей 0,2 мм. Тонкая пленка, попавшая на стенку, под воздействием горячих потоков воздуха испаряется, а пары ее перемешиваются с воздухом и. попадая в зону горения меньшей части впрыснутого (запального) топлива, воспламеняются и сгорают. Однако быстрого повышения давления быть не может, так как сравнительно медленно протекающий процесс испарения лимитирует скорость химических реакций сгорания. [c.124]

Горение в форсажной камере происходит в потоке смеси мелкораспыленного топлива и газов, содержащих в своем составе в качестве окислителя кислород. В камере создаются такие температурные условия, что топливо сгорает немедленно при соприкосновении с кислородом, в результате чего скорость химической реакции получается несоизмеримо большей, чем скорость смесеобразования. Поэтому скорость сгорания определяется скоростью перемешивания топлива с окислителем, и основным средством увеличения теплонапряженности и форсировки камеры является интенсификация процесса смесеобразования. [c.205]

В загруженном в газогенератор топливе в зависимости от степени нагревания устанавливаются по высоте три основные зоны зона подсушки топлива горячими газами, зона сухой перегонки, где выделяются газы, пары кислот, смол и оснований и образуется кокс, и активная зона газификации кокса, где происходят экзотермические реакции полного и неполного горения углерода [c.153]

При более высоких температурах скорость реакций окисления столь велика, что полное время горения определяется уже в основном временем смесеобразования при горении газообразного топлива или летучих веществ и продуктов. неполного сгорания твердого топлива, временем, нужным для процесса массообмена на поверхности горящих частиц кокса (подвода кислорода к поверхности реакции, отгона от нее оболочки продуктов сгорания и пр.), т. е. факторами физического порядка. В этих условиях приобретают особо боль- [c.168]

В начале стадии горения, непосредственно после момента зажигания топлива, температура еще не очень высока. Соответственно невысока и скорость горения. Поэтому очень важны быстрый розжиг топлива и быстрый подъем температуры процесса. Далее, в основной части стадии горения уровень температур в котельных топках уже достаточно высок. Соответственно высока и скорость реакции углерода с кислородом на поверхности коксовых частиц. Поэтому быстрота выгорания кокса лимитируется в основной части стадии горения кокса не этим фактором, а диффузионными процессами подвода кислорода к горящим частицам, протекающими относительно более медленно. При правильной организации начальной части стадии горения именно эти процессы и служат в большинстве случаев основным фактором, регулирующим интенсивность горения кокса в котельных топках. [c.168]

Нагревательные печи служат для нагрева заготовок под обработку давлением. В них теплота к заготовке поступает из окружающего ее нагретого рабочего пространства печи. Нагревательные печи классифицируют по следующим основным признакам 1) источнику энергии — пламенные, в которых теплоту получают за счет химических реакций горения топлива, и электрические печн 2) назначению — кузнечные печи и печи прокатного производства 3) принципу действия — камерные и методические. Пламенные печи дополнительно классифицируют по роду применяемого топлива, по способу использования теплоты отходящих газов (печи рекуперативные и регенеративные) и по степени механизации. [c.208]

При описании структуры факела эжекционной горелки было указано, что часть горючих компонентов газового топлива, не успевших вступить в реакцию горения в первом фронте пламени, пересекает его, подвергаясь нагреву, и затем, взаимодействуя с кислородом вторичного воздуха, образует второй фронт пламени. Нагрев газа при пересечении им первого фронта пламени и прохождении пространства, заключенного между внутренним и наружным конусами факела, сопровождается двумя основными процессами окислением, которое начинается при сравнительно низких температурах, и термическим разложением, если горючий газ представлярп в основном смесь высокомолекулярных углеводородов (природный, нефтяной попутный газ). Процесс окисления благоприятствует успешному ходу горения. Пронесс термического разложения углеводородов ос- [c.29]

Горение представляет собой совокупность сложных процессов, состоящих из химических реакций соединения элементов топлива с окислителем, сопровождающихся значительным выделением тепла и резким 1ЮБышением температуры, и ряда физических процессов, одновременно протекающих с химическими реакциями и оказывающих на них большое влияние. Такими физическими процессами являются процессы тепло-и массообмена, в свою очередь зависящие от характера течения газовоздушного потока. Важнейшими задачами теории горения является изучение основных химических закономерностей, которым подчиняется протекание реакций горения, и влияния, оказываемого на скорость и полноту протекания этих реакций вышеуказанными физическими процессами. [c.74]

Цепное воспламенение. Различают две основных стадии процесса горения топлива стадию воспламенения и стадию собственного горения. Воспламенение может произойти или в результате саморазгона реакций, приводящего к цепному воспламенению (а при высоких температурах— к взрыву), или в результате такого теплового режима протекания реакций, при котором имеет место прогрессирующий разогрев горючей смеси, также приводящий к воспламенению топлива. В первом случае воспламенение называется цепным, во втором — тепловым. [c.80]

Теплое процессы при плавке в вагранке определяются горении топлива, теплообменом между топливом, продуктами его сгорания и шихтовыми материалами, а также химическим взаимодействием между металлическими компонентами, шлаком и газовой фазой. В качестве топлива в коксовых вагранках, кроме кокса, иногда используются различные виды коксобрикетов, термоантрацит и литейный антрацит. Основной горючей составляющей в них является лерод, горение которого может протекать по следующим реакциям [c.159]

Работы, связанные с изучением основных физико-химических процессов сгорания топлива в д. в. с. К ним, прежде всего, следует отнести исследования А. С. Соколика [44, 45], А. Н. Воинова [8], Ю. Б. Свиридова [43] и др. Основываясь на представлении о цепных реакциях, предложенных H.H. Семеновым, авторы этих исследований разработали общую картину физико-химических превращений в процессе горения топлива. [c.29]

В соответствии с различными принципами смесеобразования различаются и требования, которые предъявляют карбюраторные двигатели и дизели к применяемым в них жидким топливам. Для карбюраторного двигателя важно, чтобы топливо хорошо испарялось в воздухе, который имеет температуру окружающей среды. Поэтому в них применяют бензины. Основной проблемой, препятствующей повышению степени сжатия в таких двигателях сверх уже достигнутых значений, является детонация. Упрощая явление, можно сказать, что это — преждевременное самовоспламенение горючей смеси, нагретой в процессе сжатия. При этом горение принимает характер детонационной (ударной, несколько напоминающей волну от взрыва бомбы) волны, которая резко ухудшает работу двигателя, вызывает его быстрый износ и даже поломки. Для ее предотвращения выбирают топлива с достаточно высокой температурой воспламенения или добавляют в топливо антидетонаторы — вещества, пары которых уменьшают скорость реакции. Наиболее распространенный антидетонатор — тетраэтил свинца РЬ ( 2Hs)4 — сильнейший яд, действующий на мозг человека, поэтому при обращении с этилированным бензином нужно быть крайне осторожным. Соединения, содержащие свинец, выбрасываются [c.180]

Тщательно перемешанные топливо и окислитель, или, как говорят, предварительно подготовленная смесь, сгорают обычно в виде пламени. Оно носит название кинетического, или нормального, поскольку в этих условиях скорость его распространения определяется только кинетикой реакций, а не скоростью смешения реагентов. Распределение температур и концентраций реагентов во фронте пламени в координатах, движущихся вместе с ним, представлено на рис. 17.2. В этих координатах свежая смесь с плотностью ро подходит к фронту со скоростью Нн, а продукты сгорания с плотностью Рг<Ро уходят со скоростью Нг>Нн. Массовые количества подходящих и отходящих газов одинаковы ро н=РгМг. Процесс горения, т. е. химического взаимодействия молекул топлива и окислителя, в основном протекает в очень узкой зоне (она называется [c.146]

Дизельное топливо в основном состоит из средней фракции продуктов перегонки нефти, из которой удалены как летучие, так и более тяжелые фракции. Это топливо должно быть более тяжелым, чем бензин, в связи с тем, что оно впрыскивается в цилиндры под высоким давлением (более 3,5 МПа), образуя мелкодисперсные частицы, процесс горения которых оптимизируется. Дизельное топливо характеризуется цетановым числом, которое служит показателем воспламеняемости. Как и октановое число для бензина, цетановое число определяется сравнением работы эталонного двигателя на аттестуемом и на эталонном топливе, представляющем собой смесь цетана с плохо воспламеняемым а-метилнафталином.. В табл. 4.2 приведены параметры разных видов топлива, в том числе дизельного. Различия в свойствах топлива и работе двигателей с искровым зажиганием и зажиганием при сжатии приводят к тому, что в дизельном двигателе проблемы эмиссии носят существенно иной характер. Вы.хлопные газы его содержат в десять раз меньше СО, чем бензинового двигателя, примерно одинаковое количество НС и, видимо, несколько большее количество NO . Эти выбросы можно существенно снизить с помощью РВГ. Остается проблема дыма и запаха выхлопных газов, характерных для дизельного двигателя. Согласно постановлению правительства США от 1970 г. статические выбросы дыма из дизельного двигателя не должны снижать прозрачность воздуха более чем на 20 %. Добавка в топливо менее 0,25 % бария позволяет снизить задымленность на 50 %. Соответствующие химические реакции недостаточно изучены, выяснено однако, что барий присутствует в выхлопных газах в виде BaS04. [c.68]

Горение жидкого и газообразного топлива происходит в виде диффузионного факела, характерными особешюстями которого являются наличие высокотемпературной облает, где реагирует основная масса горючего вещества и существует направленное движение потоков с достаточно четко обозначенными пограничными зонами, в которых завершаются химические реакции. [c.20]

Изложение начинается с краткого обзора принципов работы ракетного двигателя и более детального рассмотрения характеристических параметров двигателей при неравновесных химических реакциях (гл. 1). В гл. 2 описаны характеристики твердых ракетных топлив (ТРТ), технология их промышленного производства и методы экспериментального исследования затрагиваются также вопросы взрывоопасности ТРТ. В гл. 3, посвященной исследованиям механизма горения, приведены основные уравнения теоретической модели горения в ракетном двигателе на твердом топливе (РДТТ). Эта модель использована в гл. 4 для описания процесса воспламенения твердотопливного заряда. Кроме того, в гл. 4 приведен обзор исследований по воспламенению и гашению зарядов ТРТ. Далее, в гл. 5, рассмотрены проблемы расчета характеристик РДТТ. В эту главу включены разделы, посвященные модели внутренней баллистики двигате- [c.13]

В гл. 1 характеристики ракетных двигателей на химическом топливе рассматривались в общем виде с учетом влияния процессов химического превращения, включая неравновесные химические реакции. В этой главе рассмотрены главным образом методы прогнозирования реальных характеристик горения ТРТ с учетом различных потерь и основных эффектов, вызывающих отклонение от идеальных характеристик ТРТ, таких, как эрозионное горение, вращение РДТТ и деформация заряда. Описываемые методы разработаны Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе (США) во второй половине 1960-х гг. и описаны в работе [122J. С тех пор эти методы не претерпели каких-либо существенных изменений, хотя база данных значительно расширилась [26] и разработаны более сложные вычислительные программы, такие, как SPP (программа расчета характеристик ТРТ [34, 52, 105]). [c.102]

I — вход топлива в камеру предварительного горения 2 — камера предварительного горения 3 — вход основного топлива 4 — инжектор основного топлива J — катализатор 6 — видеокамера 7 — емкость для посткаталитической реакции 8 — участок перехода 9 — сопловая коробка (вход газов в турбину) 10 — вход воздуха II — перфорированная пластина [c.81]

Результаты исследований представлены на рис. 2.2, а из-за низкой реакционной способности топлива АШ начальный участок пылеугольного факела оказывается достаточно продолжительным. По мнению И.П. Ивановой, на этом участке факела основным источником образования сернистого ангидрида является колчеданная сера. Горение колчедана происходит в две стадии. Вначале реакция термического разложения с образованием сульфида железа и выделением парообразной серы, затем окисление РеЗ и 82 кислородом. Для диссоциации РеЗг определяющей является химическая реакция. Для горения Ре32 при 600—900 °С определяющим процессом является диффузия. [c.47]

Горение протекает в газовой фазе. Для того чтобы окислительные реакции могли развиваться с достаточно высокими скоростями, жидкое топливо должно быть превращено в пар, а его пары пере-люшаны с воздухом. Наиболее быстро протекают процессы сгорання в однородных смесях, когда молекулы топлива равномерно распределены между молекулами кпслорода. В неоднородных газовых смесях скорость горения в основном определяется скоростями взаимной диффузии паров топлива и воздуха, скорость же химических реакций приобретает второстепенное значение. Скорость горения жидкого топлива определяется скоростями его испарения и сме-шеипя образующихся паров с воздухом. [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...