Calore specifico di combustione del cherosene

Le principali caratteristiche termofisiche del cherosene

Il cherosene è il distillato intermedio del processo di raffinazione del petrolio, definito come la proporzione di petrolio greggio che bolle tra 145 e 300°C. Il cherosene può essere ottenuto dalla distillazione del petrolio greggio (kerosene di distillazione) o dal cracking di flussi di petrolio più pesanti (cherosene crackizzato).

Il cherosene grezzo ha proprietà che lo rendono adatto alla miscelazione con vari additivi ad alte prestazioni che ne determinano l'uso in una varietà di applicazioni commerciali, compresi i carburanti per i trasporti. Il cherosene è una miscela complessa di composti a catena ramificata e lineare che può essere generalmente suddivisa in tre classi: paraffine (55,2% in peso), nafteni (40,9%) e aromatici (3,9%).

Per essere efficaci, tutte le marche di cherosene devono avere il calore specifico di combustione e la capacità termica specifica più elevati possibili, ed essere inoltre caratterizzati da un intervallo abbastanza ampio di temperature di accensione. Per vari gruppi di cheroseni, questi indicatori sono:

• Calore specifico di combustione, kJ/kg — 43000±1000.
• temperatura di autoaccensione, ⁰C, non inferiore - 215.
• Capacità termica specifica del cherosene a temperatura ambiente, J / kg K - 2000 ... 2020.

È impossibile determinare con precisione la maggior parte dei parametri termofisici del cherosene, poiché il prodotto stesso non ha una composizione chimica costante ed è determinato dalle caratteristiche dell'olio originale. Inoltre, la densità e la viscosità del cherosene dipendono dalle temperature esterne. Si sa solo che man mano che la temperatura si avvicina alla zona di combustione stabile del prodotto petrolifero, la capacità termica specifica del cherosene aumenta significativamente: a 200⁰Con esso è già 2900 J / kg K e a 270⁰C - 3260 J/kg K. Di conseguenza, la viscosità cinematica diminuisce. La combinazione di questi parametri determina la buona e stabile accensione del cherosene.

La sequenza di determinazione del calore specifico di combustione

Il potere calorifico specifico del cherosene stabilisce le condizioni per la sua accensione in vari dispositivi, dai motori alle macchine da taglio a cherosene. Nel primo caso, la combinazione ottimale di parametri termofisici dovrebbe essere determinata con maggiore attenzione. Di solito vengono impostati diversi programmi per ciascuna delle combinazioni di carburante. Questi grafici possono essere utilizzati per valutare:

1. Il rapporto ottimale della miscela di prodotti della combustione.
2. La temperatura adiabatica della fiamma di reazione alla combustione.
3. Peso molecolare medio dei prodotti della combustione.
4. Rapporto termico specifico dei prodotti della combustione.

Questi dati sono necessari per determinare la velocità dei gas di scarico emessi dal motore, che a sua volta determina la spinta del motore.

Il rapporto ottimale della miscela di carburante fornisce il massimo impulso di energia specifica ed è una funzione della pressione alla quale il motore funzionerà. Un motore con un'elevata pressione della camera di combustione e una bassa pressione di scarico avrà il rapporto di miscelazione ottimale più alto. A loro volta, la pressione nella camera di combustione e l'intensità energetica del carburante cherosene dipendono dal rapporto di miscela ottimale.

Nella maggior parte dei progetti di motori che utilizzano cherosene come carburante, viene prestata molta attenzione alle condizioni di compressione adiabatica, quando la pressione e il volume occupati dalla miscela combustibile sono in relazione costante, ciò influisce sulla durata degli elementi del motore. In questo caso, come è noto, non c'è scambio termico esterno, che determina la massima efficienza.

La capacità termica specifica del cherosene è la quantità di calore necessaria per aumentare di un grado Celsius la temperatura di un grammo di una sostanza. Il coefficiente di calore specifico è il rapporto tra il calore specifico a pressione costante e il calore specifico a volume costante. Il rapporto ottimale è impostato a una pressione del carburante predeterminata nella camera di combustione.

Gli indicatori esatti del calore durante la combustione del cherosene di solito non sono stabiliti, poiché questo prodotto petrolifero è una miscela di quattro idrocarburi: dodecano (C₁₂H₂₆), tridecano (C₁₃H₂₈), tetradecano (C₁₄H₃₀) e pentadecano (C₁₅H₃₂). Anche all'interno della stessa partita di olio originale, il rapporto percentuale dei componenti elencati non è costante. Pertanto, le caratteristiche termofisiche del cherosene sono sempre calcolate con semplificazioni e ipotesi note.