To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
WSTĘP
W mechanizmach spalania paliw w postaci płynnej wyróżnia się kilka etapów. Po pierwsze należy skłonić ciecz do parowania pod wpływem dostarczanego ciepła. Po drugie należy zapewnić mieszanie par z utleniaczem. Po trzecie następuje zapłon mieszaniny gazowej. Paliwa ciekłe spala się w postaci rozpylonej, ponieważ rozdrobnienie na krople zapewnia dużą intensywność parowania cieczy. Szybkość spalania jest zależna od rozmiarów geometrycznych pojedynczej kropli. Z tego powodu rozpylanie ma bardzo ważne znaczenie dla jakości spalania paliw ciekłych. To nie jedyny czynnik mający wpływ na czas spalania kropli paliwa. Duże znaczenie ma również dostęp utleniacza, którego niedobór skutkuje spalaniem niezupełnym i niecałkowitym. Pozostałości palne zarówno w lotnych jak i stałych produktach spalania świadczą o niepełnym wykorzystaniu potencjału energetycznego danej porcji paliwa. Dodatkowo takie substancje jak pyły, tlenki węgla czy azotu stanowią substancje niekorzystne dla środowiska. Dlatego ich emisja musi być kontrolowana (i jest nawet przez przepisy prawne), a parametry spalania tak dobrane, aby spalanie było zupełne i całkowite. Szczególnie, że paliwa płynne są bardzo powszechnym źródłem energii głównie w transporcie i energetyce, a wszelkie składniki spalin z wyjątkiem pary wodnej mogą być traktowane jako zanieczyszczenia.
Występują tam oprócz wspomnianych już CO i NO również CO2, NO2, N2O, zanieczyszczenia metaliczne (wśród nich tzw. metale ciężkie). Tlenki siarki i wspomniane już azotu są wynikiem obecności w paliwie niepożądanych domieszek i są odpowiedzialne za zakwaszenie (np. w reakcji NOx z parą wodną powstaje HNO3).
CO emitowany jest głównie przez silniki spalinowe w mniejszym stopniu przez energetykę. Głównym powodem jego powstawania jest spalanie przy niedoborze tlenu (np. niecałkowite spalanie metanu CH4 + 3/2O2 → CO + 2H2O). CO jest gazem palnym, więc jego obecność w spalinach świadczy o tym, że reakcja spalania zaszła w sposób niezupełny.
Spalanie olejów ciężkich, o dużej lepkości, jest bardziej skomplikowane. Głównie przez fakt, odparowywania lżejszych frakcji z powierzchni kropli w pierwszej fazie. Jeżeli lżejsze frakcje odparowują wewnątrz kropli następuje zjawisko mikroeksplozji, które dodatkowo wspomaga rozdrabnianie kropel. Mikroeksplozja powstaje także w wyniku ruchu wirowego cieczy we wnętrzu kropli, o ile jest on dostatecznie intensywny. Ruch wirowy natomiast jest wynikiem mieszania się zimnej cieczy z głębi kropli z cieplejszą, bliższą jej powierzchni. Spalanie kropli paliwa płynnego może mieć charakter homogeniczny, gdy następuje zapłon par; w następstwie przekazywania ciepła od płomienia do kropli następuje spalanie heterogeniczne - spalanie indywidualnych kropel oleju.
Charakterystyczną cechą płomienia olejowego jest jego silne „świecenie” w kolorze żółtym. Żółta barwa jest spowodowana promieniowaniem emitowanym przez sadzę, która składa się niemal wyłącznie z węgla (99% C) jest substancją pylistą i palną. To promieniowanie zwiększa zdolność płomienia do przekazywania ciepła. Jej obecność jest spowodowana niedostatkiem tlenu. Do analizy ilości sadzy w spalinach służy poglądowa i mało precyzyjna skala Bacharacha, składająca się z 9 stopni (liczby całkowite od 0 do 9) i do każdego stopnia załączony jest wzorzec porównawczy. Ta skala została użyta w doświadczeniu.
(…)
… od 0 do 9) i do każdego stopnia załączony jest wzorzec porównawczy. Ta skala została użyta w doświadczeniu.
CEL
Celem ćwiczenia była analiza podczas spalania oleju produktów reakcji (NO, CO oraz sadzy) oraz temperatur: płomienia i spalin. Należało także dokonać spostrzeżeń zależności w/w wielkości od ilości utleniacza reprezentowanego przez współczynnik nadmiaru powietrza.
SCHEMAT STANOWISKA POMIAROWEGO TABELE Z WYNIKAMI
PRZYKŁADOWE OBLICZENIA
Współczynnik nadmiaru powietrza Wielkość CO przeliczona na 3 % Wielkość NO przeliczona na 3 % WNIOSKI
Zgodnie z informacjami zawartymi we wstępie, należało oczekiwać, że wraz z niedostatkiem utleniacza - malejące wartości współczynnika wzrasta w spalinach zawartość tlenku węgla CO oraz sadzy. Obydwa składniki są palne więc ich obecność świadczy o niskiej…
… rozwiązaniu technicznym jak strefa dopalania, w której należy zapewnić przede wszystkim odpowiednio wysoką temperaturę i duży współczynnik nadmiaru powietrza oraz kilkusekundowy czas przebywania sadzy w tej strefie.
Ciekawy trend przedstawiają także wykresy temperatur płomienia w zależności od współczynnika . Utrzymuje się na wysokim poziomie osiągając maksimum 1200 °C, po czym wykazuje tendencję malejącą…
… efektywności procesu spalania. Oznacza to, że dostęp utleniacza jest jednym z parametrów, za pomocą którego możemy regulować proces spalania. Ponieważ inaczej notowaliśmy wyniki obecności NO, którego udział w spalinach zmniejszał się wraz z malejącą zawartością utleniacza, to ten fakt jest pozytywny dla całego procesu.
Kompromis dla niskiej emisji analizowanych składników może być upatrywany w takim…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)