Chaleur spécifique de combustion du kérosène

Les principales caractéristiques thermophysiques du kérosène

Le kérosène est le distillat moyen du processus de raffinage du pétrole, défini comme la proportion de pétrole brut qui bout entre 145 et 300°C. Le kérosène peut être obtenu à partir de la distillation du pétrole brut (kérosène de distillation directe) ou du craquage de flux de pétrole plus lourds (kérosène de craquage).

Le kérosène brut a des propriétés qui le rendent apte à être mélangé avec divers additifs de performance qui déterminent son utilisation dans une variété d'applications commerciales, y compris les carburants de transport. Le kérosène est un mélange complexe de composés à chaîne ramifiée et droite qui peuvent généralement être divisés en trois classes : les paraffines (55,2 % en poids), les naphtènes (40,9 %) et les aromatiques (3,9 %).

Pour être efficaces, toutes les marques de kérosène doivent avoir la chaleur spécifique de combustion et la capacité thermique spécifiques les plus élevées possibles, et également être caractérisées par une gamme assez large de températures d'inflammation. Pour différents groupes de kérosènes, ces indicateurs sont :

• Chaleur spécifique de combustion, kJ/kg — 43000±1000.
• La température d'auto-inflammation, ⁰C, pas inférieur - 215.
• Capacité thermique spécifique du kérosène à température ambiante, J / kg K - 2000 ... 2020.

Il est impossible de déterminer avec précision la plupart des paramètres thermophysiques du kérosène, car le produit lui-même n'a pas une composition chimique constante et est déterminé par les caractéristiques de l'huile d'origine. De plus, la densité et la viscosité du kérosène dépendent des températures extérieures. On sait seulement que lorsque la température se rapproche de la zone de combustion stable du produit pétrolier, la capacité calorifique spécifique du kérosène augmente considérablement: à 200⁰Avec c'est déjà 2900 J/kg K, et à 270⁰C - 3260 J/kg K. En conséquence, la viscosité cinématique diminue. La combinaison de ces paramètres détermine le bon et stable allumage du kérosène.

La séquence de détermination de la chaleur spécifique de combustion

La valeur calorifique spécifique du kérosène définit les conditions de son allumage dans divers appareils - des moteurs aux machines de découpe au kérosène. Dans le premier cas, la combinaison optimale des paramètres thermophysiques doit être déterminée avec plus de soin. Plusieurs programmes sont généralement définis pour chacune des combinaisons de combustibles. Ces graphiques peuvent être utilisés pour évaluer :

1. Le rapport optimal du mélange de produits de combustion.
2. La température adiabatique de la flamme de réaction de combustion.
3. Poids moléculaire moyen des produits de combustion.
4. Rapport de chaleur spécifique des produits de combustion.

Ces données sont nécessaires pour déterminer la vitesse des gaz d'échappement émis par le moteur, qui à son tour détermine la poussée du moteur.

Le rapport de mélange de carburant optimal donne l'impulsion d'énergie spécifique la plus élevée et est fonction de la pression à laquelle le moteur fonctionnera. Un moteur avec une pression élevée dans la chambre de combustion et une faible pression d'échappement aura le rapport de mélange optimal le plus élevé. À leur tour, la pression dans la chambre de combustion et l'intensité énergétique du kérosène dépendent du rapport de mélange optimal.

Dans la plupart des conceptions de moteurs utilisant du kérosène comme carburant, une grande attention est accordée aux conditions de compression adiabatique, lorsque la pression et le volume occupés par le mélange combustible sont en relation constante - cela affecte la durabilité des éléments du moteur. Dans ce cas, comme on le sait, il n'y a pas d'échange de chaleur externe, ce qui détermine l'efficacité maximale.

La capacité calorifique spécifique du kérosène est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température d'un gramme d'une substance d'un degré Celsius. Le coefficient de chaleur spécifique est le rapport de la chaleur spécifique à pression constante sur la chaleur spécifique à volume constant. Le rapport optimal est réglé à une pression de carburant prédéterminée dans la chambre de combustion.

Les indicateurs exacts de chaleur lors de la combustion du kérosène ne sont généralement pas établis, car ce produit pétrolier est un mélange de quatre hydrocarbures: le dodécane (C₁₂H₂₆), tridécane (C₁₃H₂₈), tétradécane (C₁₄H₃₀) et le pentadécane (C₁₅H₃₂). Même dans le même lot d'huile d'origine, le rapport en pourcentage des composants répertoriés n'est pas constant. Par conséquent, les caractéristiques thermophysiques du kérosène sont toujours calculées avec des simplifications et des hypothèses connues.