Горение жидких топлив. Основные виды горения.Химическая кинетика реакции горения.

Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
СҰЙЫҚ СҰЙЫҚ ТҰТАНҒЫШ ТҰТАНҒЫШ ОТЫНДАРДЫҢ ОТЫНДАРДЫҢ ЖАНУЫН МОДЕЛЬДЕУ ЖАНУЫН МОДЕЛЬДЕУ Лекция №1 Жану ж әне оның түрлері. Жану реакцияларының химиялық кинетикасы. Химиялық тепе - теңдік Лектор: техника және технология магистрі Оспанова Ш.С. Жану дегеніміз – өздігінен тұрақты түрде өтетін және өздігінен таралатын отын мен тотықтырғыш молекулаларының реакция өнімдері молекулаларына ауысуының физика - химиялық процесі . Отын мен тотықтырғыштың агрегаттық күйіне байланысты жанудың екі түрі болады : ГОМОГЕНДІ Г аз тәріздес отындардың жануы (газ+газ жүйесімен сипатталады ) . Гомогенді жану кезінде химиялықт реакция отын мен тотықтырғышы бар көлемді өтеді, мұнда физикалық немесе химиялық басым рөл атқарады . ГЕТЕРОГЕНДІ Қ атты және сұйық отындардың жануы – гетерогенді жану (қатты дене + газ немесе сұйық + газ ) . Гетерогенді жану кезінде химиялық реакция фазалардың ажырау бетінде өтеді, мұнда диффузия және конвекция сияқты физикалық процестер маңызды . СТЕХИОМЕТРИЯЛЫҚ КОЭФФИЦИЕНТТЕР Жанудың химиялық реакциясының жалпылама теңдеуін мынадай түрде жазуға болады:  А +  В   М +  N + Q Мұндағы А – отын, В – тотықтырғыш, М, N – реакция өнімдері,  ,  ,  ,  - мольдік стехиометрия коэффициенттері – реакцияға қатысатын берілген компоненттің зат мөлшерін көрсетеді ; Q – реакцияның жылулық эффектісі (немесе отынның жылулық қабілеті) – бұл 1 моль немесе 1 кг немесе 1 м 3 отын жанғанда бөлінетін энергия мөлшері . Сәйкесінше, жылулық эффектінің өлшем бірліктері келесідей болады : 1 Дж/моль, 1 Дж/кг, 1 Дж/ м 3 . Егер Q> 0 болса, онда реакция экзотермиялық деп аталады (жылу бөлінеді), Q< 0 болғанда реакция эндотермиялық болады (жылу жұтылады) . Сұрақ : жану реакцияларының түрі қандай экзотермиялық немесе эндотермиялық па ? 1 кг отынның жануына қажетті тотықтырғыштың мөлшері массалық стехиометрия коэффициентімен анықталады : A B A m m   (1) ( 1 ) теңдеуді келесі түрде қайта көшіріп жазайық : (2) m B   m A ( 2 ) өрнек стехиометрия шартының орындалатындығын білдіреді : егер отын мен тотықтырғыш өзара қалдықсыз қсерлесетін болса, онда олар өзара стехиометриялық қатынаста болады . Егер отын ( 2 ) стехиометрия шартында көрсетілген мөлшерден артық алынып қойса, онда оны асқын отын деп атайды, ал керісінше жағдайда отынның мөлшері кем болады . Жалпы мольдік концентрацияны анықтасақ: Мольдік концентрация - бірлік көлемдегі зат мөлшері . Бірлік көлемдегі отын мөлшері : V MV m     V V M m  A A A    Бірлік көлемдегі тотықтырғыштың мөлшері: V V M m  B B B    (3) (4) (5) V  A 1   V  B 1   ( 4 ), (5) және   B A    - мольдік концентрациялар үшін стехиометрия шарты Ә серлесетін массалар за ң ы бойынша, егер газ немесе ө зге реакциялы қ ж ү йеде бастап қ ы заттар арасында, мысалы, А мен В арасында тура реакциямен қ оса тура реакция ө німдеріні ң арасында, мысалы, M мен N арасында кері реакция да м ү мкін болатын болса, онда жеткілікті уа қ ыт аралы ғ ында барлы қ ә серлесетін заттар арасында тепе - те ң дік орнайды, оны осы заттарды ң мольдік концентрациясыны ң арасында ғ ы қ атынаспен сипаттау ғ а болады : ХИМИЯЛЫҚ ТЕПЕ - ТЕҢДІК K     N M B A      , М ұндағы К – тепе - теңдік тұрақтысы Жылуэнергетикасы мен өнеркәсіптік жылутехникасында қолданылатын негізгі сұйық отын – мазут . Сонымен қатар қуаты аса жоғары емес құрылғыларда техникалық керосин мен шайырдың (смола) қоспасы қолданылады . Қазіргі кезде сұйық отынды бүрку арқылы жағу әдісі кеңінен таралған . Бұл әдіс жану процесін үдетіп, отын мен тотықтырғыштың әсерлесу бетінің ауданы ұлғаюының арқасында жану камераларының жоғары жылулық кернеулеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді . Сұйық отынның жану процесі келесі кезеңдерден тұрады : 1 ) отынның қыздырылуы және булануы ; 2 ) жанатын қоспаның түзілуі ; 3 ) жанатын қоспаның сырттан берілетін қорек көзінен тұтануы ; 4 ) жанатын қоспаның жануы . К - ның температураға тәуелділік өрнегі: 2 l RT Q K T   Мұндағы R – газ тұрақтысы, Т – абсолют температура. Реакцияның өту жылдамдығы қоспадағы бастапқы заттардың концентрациясына тқуелді болатындықтан, бастапқы уақыт мезетінде тура реакцияның жылдамдығы максимал болады . Содан соң бастапқы заттардың концентрациялары кемиді, сқйкесінше, тура реакцияның жылдамдығы да кеми түседі, ал кері реакцияның жылдамдығы ұлғая түседі, өйткені, реакция өнімдерінің концентрациясы артып жатыр . Осы өнімдердің концентрациясы кері реакцияда бастапқы заттар болады . Осылайша, қандай да бір уақыт мезетінде тура жқне кері реакцияның жылдамдықтары теңесетін жағдай орнауы тиіс – міне, осы жағдай тепе - тең күй деп аталады . Сұйық отын көзіне мұнай жатады . Табиғи мұнайдың құрамына мынадай қосылыстар енеді : H 12 – 14% O 0.1 – 0.2% S 0.01 – 4.5%. N 1.02 – 0.7% С 84 – 86% Мұнайды өңдеу барысында оның түрлі температураларына байланысты энергетикада қолданылатын мынадай отын түрлері алынады : к арбюратор дизель қазандық реактивті