خصائص احتراق الوقود

تؤثر خصائص احتراق الوقود على درجة حرارة اللهب ، وحدود القابلية للاشتعال ، وقابلية الاشتعال ، ومعدلات التفاعل الكيميائي ، والميل إلى توليد جزيئات دخان.
1. قيمة السعرات الحرارية
القيمة الحرارية هي أهم خصائص الوقود. تسمى الحرارة المنبعثة من الاحتراق الكامل لوحدة الكتلة أو حجم الوقود بالقيمة الحرارية الجاذبية أو القيمة الحرارية الحجمية. حرارة الاحتراق المنبعثة عندما يبرد ناتج الاحتراق لوحدة وزن الوقود (درجة الحرارة 25 درجة) والهواء (درجة الحرارة 25 درجة) وترجع درجة الحرارة النهائية إلى 25 درجة (تحت الضغط العادي) (يتكثف بخار الماء في منتج الاحتراق في الماء في هذا الوقت) قيمة عالية من السعرات الحرارية. يُطلق على استقطاع الحرارة المنبعثة من تكثيف بخار الماء بقيمة عالية من السعرات الحرارية اسم القيمة الحرارية المنخفضة. في حالة انخفاض قيمة التسخين ، يُفترض أن جميع منتجات الاحتراق غازية.
2. درجة حرارة الاشتعال العفوي
يعني الاشتعال التلقائي أنه في حالة عدم وجود مصدر اشتعال خارجي ، يتم رفع درجة حرارة الوقود عن طريق التسخين بحيث يتم إشعال الوقود تلقائيًا. يمكن تحديد درجة حرارة الاشتعال الذاتي على النحو التالي:
يتم وضع كمية صغيرة من الزيت في بوتقة تم تسخينها على درجة حرارة عالية ، ويتم قياس التأخير الزمني للوصول إلى الاشتعال. ثم اخفض درجة الحرارة وكرر الاختبار. في هذا الوقت ، يزيد تأخير وقت الاشتعال حتى درجة حرارة اشتعال دنيا معينة. إذا كانت درجة الحرارة أقل من هذه ، فلن يكون هناك اشتعال مهما طال وقت التأخير. تزداد درجة حرارة الاشتعال مع انخفاض الضغط.
3. نقطة الوميض
تشير نقطة الوميض أو نقطة الوميض إلى درجة الحرارة التي يحترق عندها خليط بخار الزيت والهواء لفترة وجيزة (خلال 5 ثوانٍ) عندما يكون قريبًا من اللهب. من وجهة نظر الطبيعة الفيزيائية والكيميائية للهب ، إنه انفجار صغير جدًا لمزيج من الغاز القابل للاحتراق والهواء. مثل كل انفجارات الغازات المختلطة ، لا يمكن إنتاج النيران الوامضة إلا في ظل تركيبة خليط معينة. عندما يكون الغاز القابل للاحتراق كثيرًا أو قليلًا جدًا ، لا يمكن حدوث الانفجار. لذلك ، يتعلق الأمر بتبخر السائل القابل للاشتعال والمحتوى الأدنى في خليط الهواء.
في درجة حرارة الغرفة ، لا يمكن أن تشتعل أبخرة معظم أنواع الوقود السائل مع الأكسجين الموجود في الهواء. من أجل تحديد نقطة الوميض للزيت ، من الضروري تسخين الزيت ، واختبار ما إذا كانت نقطة الوميض يمكن أن تحدث على فترات منتظمة أثناء عملية التسخين. يتم إجراء الفحص في ظل ظروف محددة بدقة. يرتبط ارتباطًا وثيقًا بكل تفاصيل الأدوات والأساليب التجريبية المستخدمة. لذا فإن نقطة الوميض هي أيضًا شرط ثابت.
كلما انخفضت نقطة الوميض ، زاد خطر الحريق.
4. حد التركيز القابل للاشتعال
لا يمكن حرق المواد القابلة للاحتراق (مثل بخار الوقود) الممزوجة بالهواء إلا في نطاق تركيز معين. أبعد من هذا التركيز (رفيع جدًا أو سميك جدًا) لن يحترق. ضمن نطاق التركيز هذا ، بمجرد بدء اللهب ، يمكن أن ينتشر من مصدر الإشعال ، وطالما كان التركيز مناسبًا ، يمكن أن ينتشر إلى أجل غير مسمى. عادةً ما تحدد حدًا غنيًا بالوقود وحدًا خاليًا من الوقود (يُطلق عليه أيضًا حد الوقود الغني بالوقود).
لكي نكون دقيقين ، يجب تسمية هذين الحدين بالحدود غير القابلة للاحتراق بدلاً من الحدود القابلة للاشتعال. لأنه خارج هذين الحدين ، يجب أن يكون غير قابل للاشتعال ، ولكن ليس بالضرورة قابل للاشتعال ضمن هذا النطاق. حد العجاف ونقطة الوميض مرتبطان. تكون الحدود غير القابلة للاحتراق لأنواع وقود الكيروسين في درجة حرارة الغرفة تقريبًا 0. 0 35 و 0.28 في نسبة الزيت والغاز (الكتلة).
5. توليد الكربون
يمثل تكوين الفحم للوقود الميل لتوليد جزيئات دخان عند الاحتراق في غرفة الاحتراق. يرتبط توليد الكربون ارتباطًا وثيقًا بخصائص الوقود ، مثل الثقل النوعي ، ومدى التقطير ، واللزوجة ، ومحتوى الهيدروكربون العطري ، ونسبة الكربون إلى الهيدروجين (محتوى الهيدروجين) ، إلخ.
يعد توليد كربون الوقود المثال الأكثر وضوحًا لكيفية تأثير خصائص الوقود وتكوينه على أداء الاحتراق وعمر الاحتراق. سيؤدي توليد الكربون العالي إلى مزيد من الدخان في العادم ، وتركيز عالٍ من جزيئات الدخان في منطقة الاحتراق ، وسواد إشعاعي عالي للهب ، ونقل حرارة إشعاع عالي ، ودرجة حرارة عالية لجدار الغرفة ، مما يتسبب في حدوث تشوه وتشققات في أنبوب اللهب ، وتقليل حياة أنبوب اللهب. من المحتمل أن تتسبب درجة الحرارة المرتفعة في ترسب الكربون على جدار الغرفة وفوهاتها. سيؤثر هذا الأخير على جودة الانحلال للوقود ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة الاحتراق ، وتقليل توزيع درجة حرارة المخرج ، وحتى الاحتراق غير المستقر.