Špecifické spalné teplo petroleja

Hlavné termofyzikálne vlastnosti petroleja

Petrolej je stredný destilát z procesu rafinácie ropy, definovaný ako podiel ropy, ktorá vrie medzi 145 a 300 °C. Petrolej je možné získať destiláciou ropy (priamy petrolej) alebo krakovaním ťažších ropných prúdov (krakovaný kerozín).

Surový petrolej má vlastnosti, vďaka ktorým je vhodný na miešanie s rôznymi výkonnými prísadami, ktoré určujú jeho použitie v rôznych komerčných aplikáciách vrátane dopravných palív. Petrolej je komplexná zmes zlúčenín s rozvetveným a priamym reťazcom, ktoré možno vo všeobecnosti rozdeliť do troch tried: parafíny (55,2 % hmotnosti), naftény (40,9 %) a aromatické látky (3,9 %).

Aby boli všetky značky petroleja účinné, musia mať najvyššie možné špecifické spalné teplo a mernú tepelnú kapacitu a tiež sa vyznačovať pomerne širokým rozsahom teplôt vznietenia. Pre rôzne skupiny petrolejov sú tieto ukazovatele:

• Špecifické spalné teplo, kJ/kg — 43000±1000.
• teplota samovznietenia, ⁰C, nie nižšie - 215.
• Špecifická tepelná kapacita petroleja pri izbovej teplote, J / kg K - 2000 ... 2020.

Nie je možné presne určiť väčšinu termofyzikálnych parametrov petroleja, pretože samotný produkt nemá konštantné chemické zloženie a je určený vlastnosťami pôvodného oleja. Okrem toho hustota a viskozita petroleja závisí od vonkajších teplôt. Je známe len to, že keď sa teplota blíži k zóne stabilného spaľovania ropného produktu, špecifická tepelná kapacita petroleja sa výrazne zvyšuje: pri 200⁰S ním je už 2900 J / kg K a pri 270⁰C - 3260 J/kg K. V súlade s tým klesá kinematická viskozita. Kombinácia týchto parametrov určuje dobré a stabilné zapálenie petroleja.

Postupnosť stanovenia špecifického spaľovacieho tepla

Špecifická výhrevnosť petroleja stanovuje podmienky pre jeho zapálenie v rôznych zariadeniach – od motorov až po kerozínové rezačky. V prvom prípade by sa optimálna kombinácia termofyzikálnych parametrov mala určiť opatrnejšie. Pre každú z kombinácií paliva je zvyčajne nastavených niekoľko plánov. Tieto grafy možno použiť na vyhodnotenie:

1. Optimálny pomer zmesi produktov spaľovania.
2. Adiabatická teplota spaľovacieho reakčného plameňa.
3. Priemerná molekulová hmotnosť produktov spaľovania.
4. Špecifický tepelný pomer produktov spaľovania.

Tieto údaje sú potrebné na určenie rýchlosti výfukových plynov emitovaných z motora, čo následne určuje ťah motora.

Optimálny pomer palivovej zmesi dáva najvyšší špecifický energetický impulz a je funkciou tlaku, pri ktorom bude motor pracovať. Motor s vysokým tlakom v spaľovacej komore a nízkym tlakom výfukových plynov bude mať najvyšší optimálny pomer zmesi. Od optimálneho pomeru zmesi zase závisí tlak v spaľovacej komore a energetická náročnosť petrolejového paliva.

Vo väčšine konštrukcií motorov využívajúcich ako palivo kerozín sa veľká pozornosť venuje podmienkam adiabatickej kompresie, keď tlak a objem, ktorý zaberá horľavá zmes, sú v stálom vzťahu - to ovplyvňuje životnosť prvkov motora. V tomto prípade, ako je známe, nedochádza k vonkajšej výmene tepla, ktorá určuje maximálnu účinnosť.

Špecifická tepelná kapacita petroleja je množstvo tepla potrebné na zvýšenie teploty jedného gramu látky o jeden stupeň Celzia. Súčiniteľ merného tepla je pomer merného tepla pri konštantnom tlaku k mernému teplu pri konštantnom objeme. Optimálny pomer je nastavený pri vopred stanovenom tlaku paliva v spaľovacej komore.

Presné ukazovatele tepla pri spaľovaní petroleja zvyčajne nie sú stanovené, pretože tento ropný produkt je zmesou štyroch uhľovodíkov: dodekánu (C₁₂H₂₆), tridekán (C₁₃H₂₈), tetradekán (C₁₄H₃₀) a pentadekan (C₁₅H₃₂). Ani v rámci tej istej šarže pôvodného oleja nie je percentuálny pomer uvedených zložiek konštantný. Preto sa termofyzikálne charakteristiky petroleja vždy počítajú so známymi zjednodušeniami a predpokladmi.