Главная страница Случайная лекция
Мы поможем в написании ваших работ!
Порталы:
БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика
Мы поможем в написании ваших работ!
Пределы распространения пламени в низших алканах
При сгорании газообразных углеводородов в основном образуется углекислый газ, потребляемый зелеными растениями, и вода. Поэтому их сжигание сравнительно мало загрязняет атмосферный воздух, и природный газ является более “чистым” топливом по сравнению с бензином, керосином, дизтопливом, не говоря уже о каменном и буром угле, горючих сланцах и пр. Метан обладает высокой детонационной стойкостью (октановое число по моторному методу ОЧМ = 110 ед), что обеспечивает высокую экономичность непосредственного использования его в двигателях внутреннего сгорания.
Важнейшими параметрами, определяющими оптимальные условия использования углеводородных газов в качестве топлива и безопасность работы с ними, являются концентрационные пределы распространения пламени и нормальная скорость горения. Различают нижний (Сн) и верхний (Св) концентрационные пределы распространения пламени, соответствующие минимальной или максимальной концентрации топлива в смеси, при которых еще возможно распространение пламени. При атмосферном давлении концентрационные пределы распространения пламени метана в воздухе составляют от 5,0 до 15,0 % об. Для более тяжелых алканов эти пределы смещаются в сторону более низких концентраций (табл. 10).
Температура продуктов сгорания стехиометрических смесей метана и его гомологов с воздухом достигает 2300-2400 К. В смесях углеводородов с кислородом верхний предел распространения пламени значительно выше по сравнению с углеводород – воздушными смесями (табл. 11).
Концентрационные пределы распространения пламени зависят от наличия химически активных добавок, действие которых может быть как положительным (промоторы), так и отрицательным (ингибиторы). Кроме того, на них влияют инертные примеси, роль которых сводится к повышению теплоемкости смеси или усилению теплоотвода из зоны реакции.
Таблица 10.Т-ы самовоспламенения, концентрационные пределы и мах скорости распространения пламени С - воздушных смесей при атм давлении
| Углево- | Теплота | Стандарт- | Нижний | ВерхнийМаксималь- | Темпера- | Макси- | |
| дород | сгорания | ная темпе- | предел | предел | ная скорост | тура | мальное |
| ккал/кг | ратура | Сн, % | Св, % распростра- | продуктов | давление | ||
| самовосп- | об. | об. | нения | сгорания, | взрыва, | ||
| ламенения, | пламени | К **) | кг/см2 | ||||
| оС | Uн, см/с*) | ||||||
| Метан | 11 910 | 5,0 | 15,0 | 33,8 (9,96) | 7,2 | ||
| Этан | 11 300 | 3,0 | 12,5 | 40,5 (6,28) | |||
| Пропан | 11 100 | 2,1 | 9,5 | 39,0 (4,54) | 8,6 | ||
| Бутан | 10 900 | 1,8 | 8,5 | 37,9 (3,52) | |||
| Пентан | 11 600 | 1,4 | 7,7 | 38,5 (2,92) | |||
| *) | В скобках | указано | содержание (в %) топлива в воздухе. |
**) Стехиометрическая смесь, без учета диссоциации.
Таблица 11.Концентрационные пределы распространения пламени углеводород - кислородных смесей при атмосферном давлении.
| Углеводород | Нижний предел Сн, % об. | Верхний предел Св, % об. |
| Метан | 5,1 | |
| Этан | 3,0 | |
| Пропан | 2,3 | |
| Бутан | 1,8 | |
| Изобутан | 1,8 |
Пределы распространения пламени зависят также от начальной температуры и давления газовой смеси. Повышение начальной температуры приводит к расширению пределов распространения пламени. Обычно эта зависимость имеет линейный характер: повышение температуры на 100 К понижает нижний предел Сн на 8-10%, а верхний предел Св повышает на 12-16% [39]. Зависимость от давления более сложная. С уменьшением давления
ниже атмосферного концентрационные пределы сближаются, сливаясь при некотором предельном давлении Рпред, ниже которого распространение пламени становится невозможным. Увеличение начальной температуры понижает Рпред. С ростом давления выше атмосферного пределы распространения пламени расширяются, в основном за счет увеличения верхнего предела [40,41] (рис. 11).
| держание СН4, % |
| Верхний предел | |||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
| Нижний предел | |||||||||||||||||||||||
| Р,атм |
Рис. 11. Влияние давления на пределы распространения пламени в метан-воздушных смесях [41].
Эффективными ингибиторами горения углеводородов являются инертные многоатомные газы: эффективность возрастает в ряду аргон, гелий, азот, СО2. Одним из наиболее эффективных ингибиторов являются пары воды – наличие 29% паров воды предотвращает воспламенение метан-воздушной смеси любого состава.
| <== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
| Химические свойства низших алканов | | | Метан в атмосфере |
Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 504; Нарушение авторских прав
Мы поможем в написании ваших работ!