Отынның негізгі жану фазалары туралы

Пән: Ауыл шаруашылығы
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ

БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ

МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Отынды жағудың арнайы сұрақтары

ОӨЖ

Отынның негізгі жану фазалары

Орындаған:

Тэ-317 тобының студенті: Баймуканова М. Т.

Тексерген:

аға оқытушы, Шалаганова А. Н.

Семей 2015 ж.

Мазмұны

Кіріспе3

1 Отынның жану фазалары4

Қорытынды8

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі9

Кіріспе

Отын- табиғи немесе жасанды түрде алынатын, жанатын қабілеті бар, энергия көзі және химиялық өндірістерге шикізат болып есептелетін зат. Отын агрегаттық күйіне байланысты қатты , сұйық және газ тектес үш топқа бөлінеді. Қатты отындарға мыналар: көмір, шымтезек, ағаш, шөп тәрізділер жатады. Болашақта сутек пен метанол, этанол, өсімдік майлары, органикалық заттар мотор және энергетикалық отын қатарына енеді. Өнеркәсіптің қай саласыда болсын, отынның маңызы зор. Отынның жану жылуы - 1кг отынды толық жаққанда бөлінетін жылу мөлшері. Отынның құрамында көміртек пен сутек неғұрлым көп болса, жылу болу қабілеті соғұрлым жоғары болады. Қатты қатты отынды химиялық өңдеудің мынадай әдістері бар пиролиз, газдандыру (газификациялау), гидрогендеу және кокстеу.

1 Отынның жану фазалары

Қоспаның жану уақытын ескерумен жылу бөліну процесі уақытылы дамуы үшін қозғалтқыштарда тұтану піспек жоғарғы межелі нүктеге (ЖМН) жетпей сығымдау процесінде жүзеге асады. Осыған сəйкес иінді біліктің ЖМНге қатысты жағдайы оталдыру бұрышының озуы деп атайды. 1 - суретінде иінді біліктін айналу бұрышы (и. б. а. б. ) бойынша цилиндрдағы газдар қысымының өзгеру сипатын бақылау мүмкiндiгін беретiн Р-φ координатасындағы айқара ашылған индикаторлық диаграмма келтірілген.

: 1 - сурет. Қалыпты жануда иінді біліктін айналу бұрышы (и. б. а. б. ) бойынша цилиндрдегі қысымның өзгеру диаграммасы

Р қысым қисығының ұшқынның пайда болған сəтінен С нүктесіне дейін өзгеру сипатынан көрініп тұрғандай қысымның цилиндрде айтарлықтай өзгеруі байқалмайды, яғни қысым оталдырусыз сығымдаған жағдайдан айырмашылығы жоқ. С нүктесінен кейін қысым максимумға (Р _z ) дейін жылдам өседі де, кеңею процесі барысында төмендейді.

Мəжбүрлі оталдыруы бар қозғалтқыштардағы жану процесінің барлық кезеңдерін үш фазаға бөліп қарастырған ыңғайлы:

I - бастапқы жану ошағының пайда болу фазасы (реакция қамтыған көлем) ;

II - жалынның өрістеу фазасы (жалын майданы) ;

III - кеңею сызығында жанып бiту фазасы. II фазадағы жану (негiзгi) сипаты байсалдылықты анықтайды, яғни иінді біліктің айналу бұрышының 1° тəн қысымның өсімімен $\frac{\mathrm{\Delta}Р}{ᴧ\varphi}$ бағаланатын қысымның өсу сипаты болып табылады. Бұл өте маңызды көрсеткiш, өйткені бөлшектердің тозуына, демек, жалпы қозғалтқыштың моторесурсiне ықпалын тигізеді. Жану процесін жалпы қарастырғанда жанудың алғашқы кезеңінде сығылу камерасында газ қоспасының екі көлемі бар деуге болады:

Бiрiншiсі - тұтандырғыш шамы төңерегінде жанып біткен газ көлемі. Бұл көлемде тотығу реакциялары белгілі дəрежеде аяқталған жəне жалпы көлемнен 6- 8% құрайды;

Екіншісі - жалынмен əлі қамтымаған жаңа қоспа көлемі.

Жанудың негізгі аймағы 2 - суретте көрсетілгендей міндетті түрде тереңдікпен сипатталады.

: 2 - сурет. Қозғалтқыштың жану камерасында жалынның таралу сұлбасы: 1 - жанып біткен қоспа; 2 -жанбаған қоспа; 3 - өздігінен тұтану ошағы; 4 жалынның қозғалу майданы

Жоғарыда келтiрiлген сұлба бойынша ағатын жануды қалыпты (немесе детонациясыз) деп атайды. Мұндай жану кезінде жалынның таралу механизмі жылудың конвекциямен, ал белсенді бөлшектері молекулярлық диффузиямен, сонымен бірге процеске турбулентті əсер ету арқылы екі жолымен де байланысты.

Жану камерасы бойынша жалын барлық бағытта 20-30 м/сек жəне одан жоғары (40 м/с дейiн) жылдамдықпен таралады. Жалынның таралу жылдамдығы көп факторлардан тəуелдi болады, бiрақ солардың ішінде негізгісі келесі: отын тотығуының химиялық процестер қарқыны, қозғалтқыш құрылымы (сығымдау дəрежесi, құйындатуды қамтамасыз ету, бөлшектердiң температурасы), тұтату көзiнiң энергиясы, оталдырудың озу бұрышы, тұтандырғыш көзінің (шырақтар) саны жəне тағы басқалар.

Айқара ашылған индикаторлық диаграммада жанудың бірінші фазасы шырақ элеткродтарында ұшқын пайда болғаннан басталып, С нүктесінде, яғни жану қысымының сығымдалу қысымынан асқан сəтте аяқталады (1 - сурет) . Сонымен, бірінші фазаға тек жанудың ошағы пайда болуы ғана емес, жалынның қалыптасуы мен С нүктесінде қысымның айтарлықтай өсуін қамтитын реакция үдеуіне жеткілікті қоспа көлеміне таралуына қажетті уақытта қосылады.

Диаграммадан көрініп тұрғандай, бірінші фазаның барлық кезеңі қысымның өсуісіз, демек, айтарлықтай жылу бөлінусіз өтеді. Осы себептен бірінші фаза тұтанудың бөгелу фазасы немесе индукция кезеңі деп аталады. Жанудың ары қарай дамуы жану камерасы көлемі бойынша жалынның таралуымен қаматамасыз етіледі, бұл жанудың массалық жылдамдығын, демек, қозғалтқыштың қуаты мен үнемділігін анықтайтын маңызды фактор болып табылады.

Жалын майданы жанбаған қоспа бағытында жылжыйды (2 - сурет), бірақ жылжымайтын қабырғаларға қатысты оның бағыты жанбаған қоспада таралуымен ғана емес жану камерасы бойында қоспаның өзінің жылжуымен де анықталады. Сондықтан жанудың нақты жағдайында жалынның таралу жылдамдығы ламинарлы қозғалыстағы қоспа жылдамдығы жəне газдардың турбуленттік қозғалыс жылдамдығы қосындысынан тұрады.

Қалыпты жылдамдық деп жалын белсенді молекулалар диффузиясы мен жылу берілу арқылы бір қабаттан бір қабатқа оның майданының бетіне нормаль бағытында таралуын атайды. Бензин-ауалық қоспасының қалыпты жылдамдығы 2-3 м/сек шегінде өзгереді. Алайда процестің дамуы үшін қоспа жылжуының өзі тудыратын жану жылдамдығы, яғни газдың турбуленттік пульсациясы шешуші болып табылады.

Турбуленттік пульсация процесіне əсер ету қарқындылығы олардың масштабымен анықталады (ұсақ масштабты жəне ірі масштабты) . Ұсақ масштабты əсер ету жағдайында - жалынның үдеуі жалыннан таза зарядқа жылу мен белсенді бөлшектер тасмалдауының күшею арқылы жалын майданының беті өзгермей жүзеге асады. Ірі масштабты əсер ету жағдайында - турбуленттілік жалын майданының бетін бұзып, қисайтады. Осының нəтижесінде ретсіз қозғалатын таза жəне жанғыш қоспаларының көлемі пайда болады (3 - сурет), бұл жалынның бетін жəне жанудың массалық жылдамдығын арттырады. Турбуленттік пульсация масштабы жану аймағының тереңдігіне δ байланысты табылады:

- l<б кезінде - ұсақ масштабты;

- l >б кезінде - ірі масштабты турбуленттік. Жану камерасының тұйықталған көлемi үшiн жалын майданының бiркелкi қоспадағы қозғалысы əлі жанбаған қоспаның сығылу дəрежесіне тəуелді (2 - сурет) . Жанбаған қоспа жану өнімдерінің осы сəтте кеңейуінен қатты сығымдалады (7-8 есе) .

Жоғарыда айтылғаннан көрініп тұрғандай жану процесі дамуында ортақ тізбектілік бар.