Specifična toplota sagorevanja kerozina

Glavne termofizičke karakteristike kerozina

Kerozin je srednji destilat procesa prerade nafte, definiran kao udio sirove nafte koji ključa između 145 i 300°C. Kerozin se može dobiti destilacijom sirove nafte (krk kerozin) ili krekiranjem težih tokova nafte (krekirani kerozin).

Sirovi kerozin ima svojstva koja ga čine pogodnim za miješanje s različitim aditivima koji određuju njegovu upotrebu u raznim komercijalnim primjenama, uključujući transportna goriva. Kerozin je složena mješavina jedinjenja razgranatog i ravnog lanca koja se generalno mogu podijeliti u tri klase: parafini (55,2% po težini), nafteni (40,9%) i aromati (3,9%).

Da bi bile učinkovite, sve marke kerozina moraju imati najveću moguću specifičnu toplinu sagorijevanja i specifični toplinski kapacitet, a također ih karakterizira prilično širok raspon temperatura paljenja. Za različite grupe kerozina ovi pokazatelji su:

• Specifična toplota sagorevanja, kJ/kg — 43000±1000.
• temperatura samozapaljenja, ⁰C, ne niže - 215.
• Specifični toplotni kapacitet kerozina na sobnoj temperaturi, J/kg K - 2000 ... 2020.

Nemoguće je precizno odrediti većinu termofizičkih parametara kerozina, budući da sam proizvod nema stalan kemijski sastav i određen je karakteristikama originalnog ulja. Osim toga, gustina i viskoznost kerozina ovise o vanjskim temperaturama. Poznato je samo da kako se temperatura približava zoni stabilnog sagorevanja naftnog proizvoda, specifični toplotni kapacitet kerozina značajno raste: na 200⁰Sa njim je već 2900 J/kg K, a na 270⁰C - 3260 J/kg K. Shodno tome, kinematička viskoznost se smanjuje. Kombinacija ovih parametara određuje dobro i stabilno paljenje kerozina.

Redoslijed određivanja specifične topline sagorijevanja

Specifična kalorijska vrijednost kerozina postavlja uslove za njegovo paljenje u raznim uređajima - od motora do mašina za sečenje kerozina. U prvom slučaju treba pažljivije odrediti optimalnu kombinaciju termofizičkih parametara. Obično se postavlja nekoliko rasporeda za svaku od kombinacija goriva. Ovi grafikoni se mogu koristiti za procjenu:

1. Optimalni omjer mješavine proizvoda sagorijevanja.
2. Adijabatska temperatura plamena reakcije sagorevanja.
3. Prosječna molekularna težina produkata izgaranja.
4. Specifični toplotni odnos produkata sagorevanja.

Ovi podaci su potrebni za određivanje brzine izduvnih gasova koji se emituju iz motora, što zauzvrat određuje potisak motora.

Optimalni omjer mješavine goriva daje najveći specifični energetski impuls i funkcija je tlaka pri kojem će motor raditi. Motor sa visokim pritiskom u komori za sagorevanje i niskim pritiskom izduvnih gasova imaće najveći optimalni odnos mešavine. Zauzvrat, pritisak u komori za izgaranje i energetski intenzitet kerozinskog goriva ovise o optimalnom omjeru smjese.

U većini dizajna motora koji koriste kerozin kao gorivo, velika se pažnja poklanja uvjetima adijabatske kompresije, kada su tlak i zapremina koju zauzima zapaljiva smjesa u stalnom odnosu - to utječe na trajnost elemenata motora. U ovom slučaju, kao što je poznato, nema eksterne razmene toplote, što određuje maksimalnu efikasnost.

Specifični toplotni kapacitet kerozina je količina toplote potrebna da se temperatura jednog grama supstance podigne za jedan stepen Celzijusa. Koeficijent specifične toplote je odnos specifične toplote pri konstantnom pritisku i specifične toplote pri konstantnoj zapremini. Optimalni omjer se postavlja pri unaprijed određenom pritisku goriva u komori za sagorijevanje.

Tačni pokazatelji toplote tokom sagorevanja kerozina se obično ne utvrđuju, jer je ovaj naftni proizvod mešavina četiri ugljovodonika: dodekana (C₁₂H₂₆), tridekan (C₁₃H₂₈), tetradekan (C₁₄H₃₀) i pentadekan (C₁₅H₃₂). Čak i unutar iste serije originalnog ulja, procentualni odnos navedenih komponenti nije konstantan. Stoga se termofizičke karakteristike kerozina uvijek izračunavaju uz poznata pojednostavljenja i pretpostavke.