Savitoji žibalo degimo šiluma
Pagrindinės žibalo termofizinės savybės
Žibalas yra vidutinis naftos perdirbimo proceso distiliatas, apibrėžiamas kaip žalios naftos, verdančios 145–300 °C temperatūroje, dalis. Žibalas gali būti gaunamas distiliuojant žalią naftą (tiesioginis žibalas) arba iš sunkesnių naftos srovių krekingo (krekingo žibalas).
Neapdorotas žibalas turi savybių, dėl kurių jį galima maišyti su įvairiais efektyviais priedais, kurie lemia jo naudojimą įvairiose komercinėse srityse, įskaitant transporto kurą. Žibalas yra sudėtingas šakotų ir tiesių grandinių junginių mišinys, kurį paprastai galima suskirstyti į tris klases: parafinus (55,2 % masės), naftenus (40,9 %) ir aromatinius junginius (3,9 %).
Kad būtų efektyvus, visų markių žibalas turi turėti didžiausią įmanomą savitąją degimo šilumą ir savitąją šiluminę talpą, taip pat pasižymėti gana plačiu užsidegimo temperatūrų diapazonu. Įvairioms žibalo grupėms šie rodikliai yra:
- Savitoji degimo šiluma, kJ/kg — 43000±1000.
- savaiminio užsidegimo temperatūra, 0C, ne žemesnė - 215.
- Žibalo savitoji šiluminė talpa kambario temperatūroje, J / kg K - 2000 ... 2020 m.
Neįmanoma tiksliai nustatyti daugumos termofizinių žibalo parametrų, nes pats produktas neturi pastovios cheminės sudėties ir yra nulemtas pirminės alyvos savybių. Be to, žibalo tankis ir klampumas priklauso nuo išorinės temperatūros. Tik žinoma, kad temperatūrai artėjant prie stabilaus naftos produkto degimo zonos, savitoji žibalo šiluminė talpa gerokai padidėja: esant 2000Su juo jau yra 2900 J / kg K, o esant 2700C – 3260 J/kg K. Atitinkamai mažėja kinematinis klampumas. Šių parametrų derinys lemia gerą ir stabilų žibalo užsidegimą.
Savitosios degimo šilumos nustatymo seka
Specifinė žibalo kaloringumas nustato sąlygas jo užsidegimui įvairiuose įrenginiuose – nuo variklių iki žibalo pjaustymo staklių. Pirmuoju atveju atidžiau reikėtų nustatyti optimalų termofizinių parametrų derinį. Kiekvienam degalų deriniui paprastai nustatomi keli grafikai. Šios diagramos gali būti naudojamos vertinant:
- Optimalus degimo produktų mišinio santykis.
- Degimo reakcijos liepsnos adiabatinė temperatūra.
- Vidutinė degimo produktų molekulinė masė.
- Degimo produktų savitasis šilumos santykis.
Šie duomenys reikalingi variklio išmetamų išmetamųjų dujų greičiui nustatyti, o tai savo ruožtu lemia variklio trauką.
Optimalus degalų mišinio santykis suteikia didžiausią specifinį energijos impulsą ir priklauso nuo slėgio, kuriuo variklis veiks. Variklis su aukštu slėgiu degimo kameroje ir žemu išmetamųjų dujų slėgiu turės didžiausią optimalų mišinio santykį. Savo ruožtu nuo optimalaus mišinio santykio priklauso slėgis degimo kameroje ir žibalo kuro energijos intensyvumas.
Daugumoje variklių, naudojančių žibalą kaip kurą, daug dėmesio skiriama adiabatinio suspaudimo sąlygoms, kai degiojo mišinio slėgis ir tūris yra nuolat susiję – tai turi įtakos variklio elementų ilgaamžiškumui. Šiuo atveju, kaip žinoma, nėra išorinių šilumos mainų, kurie lemia maksimalų efektyvumą.
Žibalo savitoji šiluminė talpa – tai šilumos kiekis, reikalingas vieno gramo medžiagos temperatūrai pakelti vienu laipsniu Celsijaus. Savitasis šilumos koeficientas yra savitosios šilumos esant pastoviam slėgiui ir savitosios šilumos esant pastoviam tūriui santykis. Optimalus santykis nustatomas esant iš anksto nustatytam kuro slėgiui degimo kameroje.
Tikslūs šilumos rodikliai degant žibalui dažniausiai nenustatyti, nes šis naftos produktas yra keturių angliavandenilių mišinys: dodekanas (C12H26), tridekanas (C13H28), tetradekanas (C14H30) ir pentadekanas (C15H32). Net ir toje pačioje originalios alyvos partijoje išvardytų komponentų procentinis santykis nėra pastovus. Todėl žibalo termofizinės charakteristikos visada apskaičiuojamos su žinomais supaprastinimais ir prielaidomis.
