احتراق :
يكي از شناخته شده ترين واكنشهاي شيميايي،احتراق سوختهاي هيدرو كربني است . فرمول عمومي سوختهاي هيدرو كربني به شكل CnHmOx مي باشد.فرآينداحتراق دربرگيرنده اكسيدشدن اجزايي از سوخت است كه توسط معادله زير بيان ميشود:گرما + محصولات احتراق
( 3.76 N2 + O2)اكسيد كننده + سوخت
همان طور كه مشخص است در فرآيند احتراق سه عامل حياتي دارد: سوخت، گرما ، اكسيژن
عوامل ديگر زمان ، دما و تلاطم نقش مهمي در تشكيل يك احتراق مناسب دارد.شرايط احتراق مطلوب سوختهاي مختلف :- مخلوط سوخت و هوا بايد سريعا قابل اشتعال باشند.- شعله حاصله بايد تحت تمامي شرايط ديگ پايدار باشد.- شعله بايد كاملا در محدوده داخلي كوره باشد.- احتراق كامل با حداقل هواي اضافي صورت گيرد.- محدوده مشخصي جهت انتشار گازها و ذرات سوخته مشخص گردد.سوخت : هر ماده اي كه درتركيب با اكسيژن و گرما ايجاد نور و حرارت كند ، سوخت ناميده مي شود.سوخت ها تركيباتي از هيدروژن ( H) ، كربن (C) ومقدار كمي گوگرد (S) مي باشند كه وقتي محترق مي شوند هيدروژن سريعتر و با دماي كمتري از كربن مي سوزد.هيدروژن با رنگ آبي مي سوزد و رنگ زرد شعله مربوط به سوختن كربن مي باشد.علت سوختن سريع هيدروژن نسبت به كربن تركيب سريع آن با اكسيژن هواست .ذرات نيمه جامد كربن در حالي كامل مي سوزند كه مقدار اكسيژن لازم را ازمحيط اطراف جذب نمايند. چنانچه سوخت كامل بسوزد مواد حاصله از احتراق نسبتا بي زيان بوده و عبارتست از دي اكسيد كربن و بخار آب .گرما :براي اينكه سوختن انجام پذيرد بايد ماده سوختني به دماي اشتعال خود رسيده باشد.گرما بايد دماي سوخت را به بالاتر از نقطه احتراق برساند.
| دماي اشتعال ( سانتيگراد ) | ماده سوختني | دماي اشتعال ( سانتيگراد ) | ماده سوختني |
| 500 | گازكك و شهري | 300 | چوب |
| 650 | گاز طبيعي | 600 | كك |
| 500 | گازمايع | 370 | نفت سياه |
اكسيژن :
عمل احتراق به اكسيژن نياز دارد كه اين اكسيژن را مي توان از هواي اطراف به صورت طبيعي يا بصورت مصنوعي فراهم نمود.هرماده سوختني براي سوختن به مقدار معيني هوانياز دارد كه اين مقدار را هواي مورد نياز مي گويند.
هواي مورد نياز تئوري m[SUP]3[/SUP]/kg | ماده سوختني | هواي مورد نياز تئوري m[SUP]3[/SUP]/kg | ماده سوختني |
7/3 | گازشهري وكك | 2/4 | چوب |
8/8 | گاز طبيعي low | 5/7 | كك |
6/10 | گازطبيعي high | 8/10 | گازوييل |
31 | بوتان | 4/10 | نفت سياه |
8/23 | پروپان | 2/10 | مازوت |
براي اينكه عمل سوختن در هر حال كامل انجام شودبايد هواي بيشتري به آن داده شود اين مقدار در احتراق 10 تا 40 درصد مي باشد.اين هواي اضافه كه با n نمايش داده مي شود.
هواي اضافي = هواي مورد نياز تئوري / هواي مورد نياز واقعي
به طور مثال در صورتيكه براي سوختن گازوييل به طور واقعي 5/13 مترمكعب هوابه هر كيلو گرم ماده سوختني داده شود ، با استفاده از جدول بالا مقدار n برابر است با 1.25 .يعني 25در صد هواي اضافي علاوه بر هواي مورد نياز تئوري براي سوختن گازوييل مورد نياز است.احتراق كامل و ناقص :سوختها عمدتا از هيدروكربنها تشكيل شده اند كه شامل دو عنصر هيدروژن و كربن مي باشد.هنگام سوختن هيدروژن با اكسيژن هوا توليد آب كرده و كربن با اكسيژن در احتراق كامل توليد دي اكسيد كربن مي نمايد.وقتي كه اكسيژن به مقدار كافي براي احتراق فراهم نگردد احتراق ناقص صورت مي گيرد.كه موارد حاصل از اين نوع احتراق دي اكسيد كربن ، بخار آب و مونوكسيد كربن و پاره اي مواد سمي و بدبو خواهد بود.بنابراين احتراق ناقص از دو جهت زيان آور خواهد بود . يكي عدم استفاده كامل از انرژي سوخت و ديگري توليد گازهاي خطرناك كه تنفس آنها زيان آور است.با تغيير ميزان هواي ورودي به مشعل ميزان مونوكسيد كربن و دي اكسيد كربن موجود در دود خروجي تغيير مي كند .اگر مقدار هوا كمتر از حد لازم باشد مونوكسيدكربن زياد شده و دود تا حد زيادي تيره به نظر مي رسد.اگر مقدار هوازياد باشد مونوكسيد كربن كم شده و دي اكسيد كربن بالا رفته و از حد مجاز 11 تا 12 در صد بيشتر مي شود.بنابراين با تنظيم هواي ورودي به مشعل بايد به حد مطلوب دي اكسيد و مونوكسيد كربن دست يافت تا احتراق از آلودگي كمتر و راندمان بهتري برخوردار شود.ميزان خروجيهاي حاصل از هر احتراق توسط دستگاههاي آناليز گازهاي حاصل از احتراق مشخص مي گردد.
1- انرژي حرارتي :
عبارت است از مقدار گرمايي كه در اثر سوختن كامل يك كيلوگرم ماده سوختني جامد يا مايع يا يك متر مكعب گاز سوختني در حالت عادي توليد مي شود .
[SUB]پروپان[/SUB] | [SUB]گازطبيعي[/SUB] [SUB]high[/SUB] | [SUB]گازطبيعي[/SUB] [SUB]low[/SUB] | [SUB]گاز كك[/SUB] | [SUB]گازشهري[/SUB] | [SUB]گاز سوختني[/SUB] | |
[SUB]93600[/SUB] | [SUB]37000[/SUB] | [SUB]31000[/SUB] | [SUB]17000[/SUB] | [SUB]16000[/SUB] | [SUB]kj/m3[/SUB] [SUB]kj/kg[/SUB] [SUB]kwh/m3k[/SUB] | [SUB]ارزش حرارتي (Hv)[/SUB] |
[SUB]46000[/SUB] | [SUB]-[/SUB] | [SUB]-[/SUB] | ||||
| [SUB]8/25[/SUB] | [SUB]3/10[/SUB] | [SUB]6/8[/SUB] | [SUB]7/4[/SUB] | [SUB]4/4[/SUB] |
- نقطه اشتعال :
پايين ترين درجه حرارتي است كه در آن سوخت به اندازه كافي تبخير شده و با هوا بصورت مخلوطي كه آماده احتراق است در مي آيد .
نقطه اشتعال نفت 55 درجه سانيگراد ، نقطه اشتعال گازوييل 65 درجه سانتيگراد و نقطه اشتعال نفت كوره 76 درجه سانتيگراد است.
۳- غلظت : غلظت مشخص مي كند كه سوخت چقدر غليظ يا رقيق مي باشد. غلظت به نوع سوخت و دماي آن بستگي دارد بطوريكه غلظت گازوييل در دماي 20درجه سانتيگراد حدود 5 و دردماي 50درجه سانتيگراد حدود 3 سانتي استوك است.براي اينكه مواد سوختني غليظ بهتر جاري شوند و بصورت پودر در آيند آنهارا قبلا گرم مي كنند.
۴- نقطه جاري شدن ( pour point ) : نقطه جاري شدن يك سوخت با سرد كردن نمونه در لوله آزمايش تا درجه حرارتي كه در مدت 5 ثانيه در لوله كه افقي قرارگرفته مايع حركتي نداشته باشد ، بدست مي آيد
آخرین ویرایش:
