Горение

Содержание

Содержание:

Окисление против горения

Окислительно-восстановительные реакции — это основной тип химических реакций, с которыми мы обычно сталкиваемся в жизни.

Окисление

Первоначально реакции окисления были определены как реакции, в которых участвует газообразный кислород. Там кислород соединяется с другой молекулой с образованием оксида. В этой реакции кислород подвергается восстановлению, а другое вещество — окислению. Следовательно, в основном реакция окисления — это добавление кислорода к другому веществу. Например, в следующей реакции водород подвергается окислению и, следовательно, атом кислорода добавляется к водороду, образуя воду.

2H2 + O2 -> 2H2О

Другой способ описать окисление — это потеря водорода. Бывают случаи, когда окисление трудно описать как добавление кислорода. Например, в следующей реакции кислород добавился как к углероду, так и к водороду, но только углерод подвергся окислению. В этом случае окисление можно описать, сказав, что это потеря водорода. Поскольку водород удаляется из метана при производстве диоксида углерода, углерод окисляется.

CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2О

Другой альтернативный подход к описанию окисления — это потеря электронов. Этот подход можно использовать для объяснения химических реакций, в которых мы не видим образования оксидов или потери водорода. Таким образом, даже когда нет кислорода, мы можем объяснить окисление с помощью этого подхода. Например, в следующей реакции магний превратился в ионы магния. Поскольку магний потерял два электрона, он подвергся окислению, и газообразный хлор является окислителем.

Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–

Состояние окисления помогает идентифицировать атомы, подвергшиеся окислению. Согласно определению IUPAC, степень окисления — это «мера степени окисления атома в веществе. Он определяется как заряд, который, как можно предположить, имеет атом ». Состояние окисления — это целое число, которое может быть положительным, отрицательным или нулевым. Состояние окисления атома изменяется в результате химической реакции. Если степень окисления увеличивается, то говорят, что атом окислен. Как и в приведенной выше реакции, магний имеет нулевую степень окисления, а ион магния имеет степень окисления +2. Поскольку степень окисления увеличилась, магний окислился.

Горение

Горение или нагревание — это реакция, при которой тепло выделяется в результате экзотермической реакции. Чтобы реакция произошла, должны присутствовать горючее и окислитель. Вещества, подвергающиеся сгоранию, известны как топливо. Это могут быть углеводороды, такие как бензин, дизельное топливо, метан или газообразный водород и т. Д. Обычно окислителем является кислород, но могут быть и другие окислители, такие как фтор. В реакции топливо окисляется окислителем. Следовательно, это реакция окисления. При использовании углеводородного топлива продуктами после полного сгорания обычно являются диоксид углерода и вода.Однако, если возгорание не произошло полностью, в атмосферу могут попасть окись углерода и другие частицы, что может вызвать сильное загрязнение.

В чем разница между Окисление и горение?

• Горение — это реакция окисления.

• Для горения обычным окислителем является кислород, но для протекания реакции окисления кислород не важен.

• При сгорании продуктами являются, прежде всего, вода и диоксид углерода, но при окислении продукт может варьироваться в зависимости от исходного материала. Однако всегда они будут иметь более высокую степень окисления, чем реагенты.

• В реакциях горения выделяются тепло и свет, и работа может выполняться за счет энергии. Но для реакций окисления это не всегда верно.

Что такое удельная теплота сгорания

Мы уже знаем, что при горении выделяется теплота (тепловая энергия).

Количество теплоты, которое мы получим при сгорании, будет отличаться для разных видов топлива. Одно топливо будет выделять больше энергии, другое – меньше.

Чтобы сравнивать горючие вещества между собой, удобно сжигать 1 килограмм топлива и измерять выделяемое количество теплоты.

Примечание: Не путайте теплоту и температуру. Теплота – это тепловая энергия. Любую энергию измеряют в Джоулях. А температуру измеряют в градусах.

\(\large q \left( \frac{\text{Дж}}{\text{кг}}\right)\) – удельная теплота сгорания.

Примечание: Удельная теплота сгорания —  это тепловая энергия, которая выделяется при полном сгорании 1 кг. топлива. Ранее мы уже сталкивались с (ссылка).

Удельную теплоту сгорания некоторых веществ можно найти в справочнике физики.

Что такое горение

В процессе горения температура резко повышается и выделяется большое количество тепловой энергии (теплоты). Поэтому, горение – это экзотермический процесс.

В топливе содержатся атомы химического элемента, который называется углеродом. При горении топлива каждый атом углерода объединяется в двумя атомами кислорода и выделяется энергия.

Когда горит какое-либо вещество, мы видим пламя (рис. 2).

Рис. 2. Горение – это химическая реакция окисления топлива с образованием продуктов горения, пламенем выделением теплоты

Горение – процесс сложный, потому, что во время его протекания происходит цепочка химических превращений. В основном – это реакции окисления между сгорающим топливом и кислородом;

Примечание: В окружающем воздухе содержится кислород. Кислород – это сильный окислитель.

Что нужно, чтобы горение возникло

Только лишь наличия топлива и кислорода в окружающем воздухе недостаточно, чтобы это топливо загорелось. Мы должны сначала нагреть топливо до температуры, при которой произойдет его возгорание. Для предварительного нагрева мы используем источник зажигания. Например, спички, зажигалку и т. п.

Примечание: Чтобы горение возникло, нужно сначала нагреть топливо до температуры, при которой произойдет возгорание.

Например, самостоятельно может загореться бумага, наргетая до 233 градусов Цельсия или дерево, нагретое до 300 градусов Цельсия.

Поэтому, бездумно нагревать горючие вещества опасно. Так как нагретое горючее вещество способно самостоятельно загореться, иногда со взрывом.

Температура горения некоторых веществ

  • сухие дрова: от 800 до 1000 (C);
  • пламя спички: от 750 до 1400 (C);
  • уголь в печи или котле: от 1000 до 2300 градусов Цельсия (зависит от подачи воздуха);
  • бензин: 1300 — 1400 (C);

Температура частей пламени различается

Раскаленные до высокой температуры газы, выделяющиеся при сгорании топлива, светятся. Они образуют светлый ореол около горящего топлива. Этот ореол называют пламенем. Пламя можно условно разделить на слои. Температура таких слоев пламени различается. Чем ярче пламя, чем ближе его цвет к белому цвету, тем выше его температура.

Рис. 3. Раскаленные газы, выделяющиеся при горении, светятся и, образуют пламя, которое по степени нагревания можно разделить на слои

Что выделяется при горении дерева?

При сгорании дерева образуется дым, состоящий их твердых частиц (сажи) и газообразных продуктов горения. В их состав входят вещества, находящиеся в древесине. Продукты, выделяющиеся при сгорании дерева, состоят из азота, углекислого газа, паров воды, сернистого газа и окиси углерода, которая способна гореть дальше.

Подсчитано, что каждый килограмм древесины выделяет при сгорании примерно 800 г газообразных продуктов и 200 г угля. Состав продуктов горения древесины зависит и от условий, при которых происходит этот процесс. Он может быть:

  • Неполный – происходит при недостаточном доступе кислорода. В результате горения выделяются вещества, которые способны вновь гореть. К ним относится: сажа, окись углерода и разные углеводороды.
  • Полный – возникает при достаточном доступе кислорода. В результате горения образуются продукты – углекислый и сернистый газ, водяной пар, — которые не способны больше гореть.

Услуги

  • Оборудование
  • Проектирование газораспределительных систем
  • Строительно-монтажные, пуско-наладочные работы

Оборудование

  • Оборудование в наличии
  • Резервуары для хранения СУГ
  • Газовые заправочные станции FAS
  • Автономное газоснабжение частных домов и котеджей
  • Автономное газоснабжение промышленных объектов
  • Испарители
  • Насосы и насосные агрегаты для СУГ
  • Компрессора для СУГ
  • Газозаправочные колонки
  • Универсальные газовые колонки
  • Наполняющее оборудование для бытовых баллонов
  • Массовые расходомеры FAS
  • Арматура для СУГ (краны, фильтры, клапаны, шланги и т.д.)
  • Промышленные компрессоры CORKEN
  • Промышленное насосное оборудование
  • Газоснабжение теплиц
  • Газонаполнительные станции (ГНС)
  • Газгольдеры
  • Фланцы
  • Запасные части FAS и Blackmer
  • Криогенное оборудование

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.

Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.

К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг. Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Антрацит 26,8…34,8
Древесные гранулы (пиллеты) 18,5
Дрова сухие 8,4…11
Дрова березовые сухие 12,5
Кокс газовый 26,9
Кокс доменный 30,4
Полукокс 27,3
Порох 3,8
Сланец 4,6…9
Сланцы горючие 5,9…15
Твердое ракетное топливо 4,2…10,5
Торф 16,3
Торф волокнистый 21,8
Торф фрезерный 8,1…10,5
Торфяная крошка 10,8
Уголь бурый 13…25
Уголь бурый (брикеты) 20,2
Уголь бурый (пыль) 25
Уголь донецкий 19,7…24
Уголь древесный 31,5…34,4
Уголь каменный 27
Уголь коксующийся 36,3
Уголь кузнецкий 22,8…25,1
Уголь челябинский 12,8
Уголь экибастузский 16,7
Фрезторф 8,1
Шлак 27,5

Твердое топливо

Что такое горение твердого топлива? Чаще всего это процесс окисления веществ, используемых в различных снарядах и патронах. Например, это может быть артиллерийский или реактивный снаряд. Другое применение находит себя в конструировании и эксплуатации межконтинентальных ракет баллистического типа. Многоразовые шаттлы выводятся на орбиту Земли посредством применения ускорителей, основанных на твердом топливе.

Те вещества, что используются в качестве топлива для ракет, делятся на две формы: смесевую и баллиститную. В первом случае разделение горючего вещества и окислителя не наблюдается, а сгорание происходит послойным способом. Их именуют гомогенным порохом. Главный компонент – это нитроцеллюлоза, которую добывают путем желатинизации в толще нитроглицерина.

Теория горения

Суть процесса горения, несмотря на большой практический опыт и применение, исследовалась в течение многих лет и остается одной из самых сложных загадок человечества. Наука, изучающая явление горения, является междисциплинарной и располагается на стыке газодинамики, химической термодинамики, химкинетики, молекулярной и химической физики, а также материаловедения и моделирования с использованием компьютерных технологий.

Рассмотрим следующие положения теории горения: полноту сгорания и его термодинамический механизм. Положение полноты сгорания включает в себя информацию о том, что исходные компоненты горючих смесей характеризуются молярной и массовой долей элемента, а также начальными показателями давления и температуры. Подобрав вещество, способное в ходе сгорания и окисления полностью превратиться в продукт рассматриваемого явления, можно получить стехиометрическую реакцию. Смесь, обладающая избытком горючего вещества, что не может полностью разложиться из-за нехватки окислителей, именуется богатой. Вещество с нехваткой топливного ресурса называют бедным.

Термодинамические данные позволяют нам утверждать, что горение, протекающее адиабатическим путем при наличии постоянного показателя объема, сохранит полную энергию внутренней системы. Если имеется постоянное давление, то наблюдается энтальпия структурных компонентов. Условия, при которых протекает адиабатическое давление, практически применяются и реализуются в пламени, что распространяется свободными путями. При этом расчетом теплопотери пренебрегают.

Виды химических реакций

Вещества вступают в реакции по-разному, можно выделить четыре наиболее частых варианта:

Соединение. Два или несколько реагентов образуют один продукт. В реакцию могут вступать как простые вещества, так и сложные. Например, простые вещества водород и кислород взаимодействуют и образуют сложное — воду:

Сложное вещество негашёная известь соединяется с водой, и образуется новое сложное вещество — гашёная известь:

Разложение. Обратный процесс: одно вещество распадается на несколько более простых. Например, если нагреть известняк, получаются негашёная известь и углекислый газ:

Стрелка вверх означает, что образовался газ. Он улетучивается и больше не участвует в реакции. 

Замещение. В реакции участвуют два вещества — простое и сложное. Если атомы химического элемента в простом веществе более активны, они замещают атомы одного из менее активных химических элементов в составе сложного вещества.

В примере атомы цинка замещают атомы водорода в составе хлороводорода, и образуется хлорид цинка:

Обмен. Два сложных вещества обмениваются составными частями, в результате получаются два новых сложных вещества. В такой реакции обязательно образуется вода, газ или осадок.

Стрелка вниз означает, что вещество выпало в осадок, поскольку оно нерастворимо.

Способы определения

Брутто и нетто

В 1972 г. Зволински и Уилхойт определили «брутто» и «нетто» значения теплоты сгорания. По общему определению продукты являются наиболее стабильными соединениями, например, H2O (l), Br2(л), я2(s) и H2ТАК4(л). В сетевом определении продукты — это продукты, полученные при сжигании компаунда в открытом пламени, например H2O (г) Br2(г) я2(g) и SO2(грамм). В обоих определениях продуктами для C, F, Cl и N являются CO.2(г) HF (г) Cl2(g) и N2(g) соответственно.

Более высокая теплотворная способность

Более высокое значение нагрева (ВГЧ; полная энергия , верхнее значение нагрева , теплотворность GCV , или более высокое значение теплотворной ; ВГС ) указывает верхний предел доступной тепловой энергии , вырабатываемой с помощью полного сгорания топлива. Он измеряется как единица энергии на единицу массы или объема вещества. HHV определяется путем приведения всех продуктов сгорания к исходной температуре перед сгоранием и, в частности, конденсации любого образующегося пара. Для таких измерений часто используется стандартная температура 25 ° C (77 ° F; 298 K). Это то же самое, что и термодинамическая теплота сгорания, поскольку изменение энтальпии для реакции предполагает общую температуру соединений до и после сгорания, и в этом случае вода, полученная при сгорании, конденсируется в жидкость. Чем выше значение нагрева учитывает скрытую теплоту парообразования из воды в продуктах сгорания, и является полезным при вычислении значения нагрева для топлива , где конденсации продуктов реакции является практичной (например, в газовом топливе котла , используемый для космического тепла) . Другими словами, HHV предполагает, что весь водный компонент находится в жидком состоянии в конце сгорания (в продукте сгорания) и что тепло, выделяемое при температурах ниже 150 ° C (302 ° F), может быть использовано.

Низкая теплотворная способность

Нижняя теплотворная способность (LHV; низшая теплотворная способность ; NCV или более низкая теплотворная способность ; LCV ) — еще одна мера доступной тепловой энергии, производимой при сгорании топлива, и измеряется как единица энергии на единицу массы или объема вещества. В отличие от HHV, LHV учитывает потери энергии, такие как энергия, используемая для испарения воды, хотя его точное определение не согласовано однозначно. Одно определение — просто вычесть теплоту испарения воды из более высокой теплотворной способности. Это рассматривает любую образовавшуюся H 2 O как пар. Таким образом, энергия, необходимая для испарения воды, не выделяется в виде тепла.

Расчеты LHV предполагают, что водный компонент процесса сгорания находится в парообразном состоянии в конце сгорания, в отличие от более высокой теплотворной способности (HHV) (также известной как высшая теплотворная способность или брутто CV ), которая предполагает, что вся вода в процессе сгорания процесс находится в жидком состоянии после процесса сгорания.

Другое определение LHV — это количество тепла, выделяемого при охлаждении продуктов до 150 ° C (302 ° F). Это означает , что скрытая теплота парообразования из воды и других продуктов реакции не восстанавливается. Это полезно при сравнении видов топлива, в которых конденсация продуктов сгорания нецелесообразна или тепло при температуре ниже 150 ° C (302 ° F) невозможно использовать.

Одно определение более низкой теплотворной способности, принятое Американским институтом нефти (API), использует стандартную температуру 60 ° F ( 15+5 ⁄ 9  ° C).

Другое определение, используемое Ассоциацией поставщиков газоперерабатывающих предприятий (GPSA) и первоначально используемое API (данные, собранные для исследовательского проекта API 44), — это энтальпия всех продуктов сгорания за вычетом энтальпии топлива при эталонной температуре (использовался исследовательский проект API 44. 25 ° C. В настоящее время GPSA использует 60 ° F) минус энтальпия стехиометрического кислорода (O 2 ) при эталонной температуре, минус теплота испарения паросодержащих продуктов сгорания.

Определение, в котором все продукты сгорания возвращаются к эталонной температуре, легче рассчитать исходя из более высокой теплотворной способности, чем при использовании других определений, и фактически даст несколько иной ответ.

Брутто теплотворная способность

Полная теплотворная способность учитывает воду в выхлопе, уходящую в виде пара, как и LHV, но полная теплотворная способность также включает жидкую воду в топливе перед сгоранием

Это значение важно для таких видов топлива, как древесина или уголь , которые обычно содержат некоторое количество воды перед сжиганием.

Факторы, влияющие на температуру горения

Максимальная температура горения древесины зависит от породы и может быть достигнута при следующих условиях:

  • количество содержания влаги — не больше 20%;
  • для горения используется замкнутое пространство;
  • доступность кислорода в необходимом объеме.

Возможно сжигание и свежих дров, имеющих влажность от 40 до 60%, при этом:

  • сырые дрова воспламеняются только в хорошо растопленной печи;
  • теплоотдача понизится на 20–40%;
  • произойдет увеличение расхода дров, примерно в два раза;
  • на стенах печи и дымохода осядет сажа.

Результативность горения будет значительно снижена из-за необходимости повышенной температуры, идущей на испарение воды и сжигание смолы у хвойных пород. В идеальных условиях самая высокая температура горения у бука и ясеня, а самая низкая – у тополя. Бук, лиственница дуб и граб относятся к ценным породам древесины и в качестве топлива не используются. В бытовых условиях для горения древесины в печах используют березу и хвойные породы деревьев, считая, что они дают наибольшую температуру при горении.

§ 6. Физические и химические явления. Химические реакции

1. Сравните физические и химические явления. Ответ проиллюстрируйте конкретными примерами.

Физические явления зачастую связаны с изменением агрегатного состояния вещества без изменения его состава. Например: плавление свинца и железа, плавление стекла, замерзание и испарение воды, «горение» электрической лампочки.

Химические явления сопровождаются изменением состава вещества. Нередко химические явления сопровождаются характерными признаками: выделением тепла и света, выпадением осадка, изменением цвета, выделением газа, изменением или появлением запаха. Примеры химических явлений: ржавление железа, горение свечи/лучинки, гашение пищевой соды уксусом, скисание молока.

2. Заполните таблицу, используя ваш жизненный опыт. Результат обсудите с соседом по парте.

Примеры явлений Значение этих явлений в жизни и деятельности челдовека
Физические:
1) испарение воды; 2) замерзание воды; 3) плавление металлов Круговорот воды в природе. Ледовые переправы. Металлургия.
Химические:
1) горение; 2) брожение; 3) фотосинтез Производство электричества и тепла, транспорт. Пищевая промышленность — спирт, молочные продукты. Кислород воздуха синтезирован водорослями и растениями.

3. Каковы условия возникновения и течения химических реакций? Пользуясь знаниями из курсов физики и географии и на основе своего жизненного опыта приведите 3-4 примера химических явлений и опишите признаки их протекания.

Обязательным условием для всех химических реакций (но не явлений*) является соприкосновение веществ.

Лучинка не станет гореть в вакууме, железо не будет ржаветь под слоем парафина или масла, углекислый газ не станет выделяться пока не смешать соду и уксус.

Нередко для протекания химических реакций нужны дополнительные условия: измельчение, перемешивание, нагревание.

Примеры химических явлений в природе: образование озона во время грозы (молния — электрический разряд, благодаря которому, возможен этот процесс), ржавление железа (нужен доступ воздуха), окисление меди и бронзы (зеленеют), горение (нужны нагревание и доступ воздуха), фотосинтез (нужны вода, углекислый газ и солнечный свет).

* Химические явления, в отличие от химических реакций, возможны без соприкосновения веществ. Пример такого явления — приготовление пищи. Это процесс термического разложения органических веществ. Он может протекать в горячей воде (варка), на сковороде или огне (жарка) или вовсе в микроволновой печи.

Тестовые задания

1. К физическим явлениям не относится:

1) замерзание воды 2) плавление алюминия 3) горение бензина 4) испарение воды

Ответ: 3 — горение бензина. Это химический процесс окисления углеводородов кислородом.

2. К химическим явлениям не относится:

1) ржавление железа 2) подгорание пищи 3) горение бензина 4) испарение воды

Ответ: 4 — испарение воды. Вода не изменяет свой химический состав (как вещество, а не смесь) при испарении. А вот подгорание пищи — процесс химический — см. выше про химические явления.

Источник

Процесс горения

Древесина, как органическое вещество, содержит в себе преимущественно углерод (С) и водород (Н). Для их воспламенения требуется кислород (О).

Химический состав древесины

Соединяя водород (Н2) и кислород (О) мы получаем воду – Н2O конденсат. Водородное топливо с точки зрения экологии самое чистое, т.к. отходом горения является вода.
Соединяя углерод (С) и кислород (О) мы получаем либо безвредную углекислоту СO2, которая содержится в газировке, либо угарный газ СO, который загрязняет атмосферу и в определенных дозировках смертелен для человека.
Кстати, именно на уменьшение выбросов угарного газа в атмосферу направлено Парижское соглашение 2015 года, от которого в 2018 году отказался президент США Дональд Трамп.
Более того, во многих странах Европе по протоколу DIN EN 303-5-2012 вам не позволят использовать печи, которые по выбросам превышают норм СО2, впрочем, как и автомобили без катализатора.
Не стоит думать, что в горении твердого топлива участвуют только водород и кислород. Во первых, этапы горения идут последовательно, во вторых, в топливе содержится множество химических веществ, и каждое горит в своё время и со своей спецификой.

Общие сведения

Ответив на вопрос о том, что такое горение, человек смог сделать его главным ресурсом, из которого мы до сих пор черпаем энергию. Около 90 % всех энергетических ресурсов, производимых на Земле людьми, выпадают на процессы сжигания ископаемых видов топлива. Однако в обозримом будущем (приблизительно до 2040 года) этот показатель снизится на 10 %. Это связано с истощением ресурсов Земли, которые не подлежат восстановлению, а также загрязнением мира, явлением глобального потепления.

Горение – химический процесс, обычно идущий по пути разветвленно-цепного механизма. Здесь прогрессирует самостоятельное ускорение благодаря теплу, которое выделяется в ходе реакций. Особенностями, которые выделяют горение, можно считать наличие больших показателей выделения тепла и потребность в относительно огромных ресурсах, необходимых для активации реакции. Эти два фактора напрямую влияют на скорость, при которой она будет проходить.

Чем физические явления отличаются от химических?

Чем физические явления отличаются от химических.

На этой странице вы найдете ответ на вопрос К физическим или химическим явлениям относятся : горение костра, плавление алюминия?. Вопрос соответствует категории Биология и уровню подготовки учащихся 5 — 9 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском», который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

Источник

Особые виды

Тление – особая форма медленного сгорания. Она поддерживаться благодаря выделяющемуся теплу в реакции молекул O2 с горячим конденсированным веществом. Реакция происходит на поверхности реагента и аккумулируется в фазе конденсации.

Твердофазным г-нием называются процессы, протекающие в порошках неорганической и органической природы. Эти явления относятся к автоволновым и экзотермическим. Они не сопровождаются заметным выделением газов.

Сгорание в пористых средах характеризуется тем, что сама среда, например керамическая матрица, нагревается благодаря расходу на это определенной части тепла. В свою очередь, матрицей подогревается исходная смесь. Здесь продукт рекуперируется.

Также существует беспламенное горение.

Описание процесса горения

В процессе горения древесины отмечается несколько этапов:

  • Разогрев – происходит при температуре не менее 150 градусов по Цельсию и в присутствии наружного источника огня.
  • Воспламенение – необходимая температура от 450 до 620 градусов по Цельсию в зависимости от влажности и плотности древесины, а также от формы и количества дров.
  • Горение – состоит из двух фаз: пламенной и тления. Некоторое время оба вида протекают одновременно. После прекращения образования газов горит (тлеет) только уголь.
  • Затухание – возникает при прекращении подачи кислорода или когда заканчивается топливо.

Плотная древесина горит медленнее, чем менее плотная вследствие того, что имеет большую теплопроводность. При горении сырых дров много тепла затрачивается на испарение влаги, поэтому они горят медленнее сухих дров. Горение древесины — это физическое или химическое явление? Этот вопрос имеет практическое значение, и от правильной его интерпретации будут зависеть условия максимальной теплоотдачи и длительности горения. С одной стороны, это химическое явление: при горении дров происходит химическая реакция и образуются новые вещества – оксиды, выделяется тепло и свет. С другой, – физическое: во время процесса происходит увеличение кинетической энергии молекул. В итоге получается, что процесс горения древесины – это сложное физико-химическое явление. Знакомство с ним поможет правильно подобрать породы древесины, чтобы обеспечить себя длительным и устойчивым источником тепла.

Камера сгорания

Ключевая цель при ее проектировании заключается в том, чтобы обеспечить достаточное смешивание топлива и воздуха для смягчения воздействия областей, богатых горючим, и позволить двигателю достичь своих показателей производительности и выбросов. Обнаружено, что турбулентность в движении воздуха внутри камеры сгорания полезна для процесса перемешивания и может быть использована для достижения этой цели. Вихрь, создаваемый впускным отверстием, может усиливаться, а поршень может создавать сдавливание, когда он приближается к головке цилиндра, чтобы обеспечить больше турбулентности во время акта сжатия благодаря правильной конструкции чаши в головке поршня.

Конструкция камеры сгорания оказывает наиболее значительное влияние на выбросы твердых частиц. Она также может влиять на несгоревшие углеводороды и СО. Хотя выбросы NOx зависят от конструкции чаши , свойства объемного газа играют очень важную роль в уровнях их выхлопных газов. Однако из-за компромисса с NOx / PM конструкции камер сгорания должны были развиваться по мере уменьшения пределов выбросов NOx. В основном это требуется, чтобы избежать увеличения выбросов PM, которые в противном случае могли бы возникнуть.

Читать также: Лицензия такси выдается на машину или человека

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов

Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг). Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан)

Топливо Удельная теплота сгорания, МДж/кг
1-Бутен 45,3
Аммиак 18,6
Ацетилен 48,3
Водород 119,83
Водород, смесь с метаном (50% H2 и 50% CH4 по массе) 85
Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе) 60
Водород, смесь с оксидом углерода (50% H2 50% CO2 по массе) 65
Газ доменных печей 3
Газ коксовых печей 38,5
Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан) 43,8
Изобутан 45,6
Метан 50
н-Бутан 45,7
н-Гексан 45,1
н-Пентан 45,4
Попутный газ 40,6…43
Природный газ 41…49
Пропадиен 46,3
Пропан 46,3
Пропилен 45,8
Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе) 52
Этан 47,5
Этилен 47,2

Подводя итоги

Анализируя полученную информацию, скажем, что слово «горение» означает химический процесс, взаимосвязанный с физическими явлениями. Он является главным источником энергии для всего населения планеты и основывается на сжигании различного вида топлив. Включает в себя множество разновидностей и имеет огромное значение для людей. Горение играло немаловажную роль в истории развития человечества, а детальное изучение его позволило стремительно расти технологическому процессу.

Изучением данного процесса занималось огромное множество ученых, а на достижение, систематизацию и обобщение всей информации ушло огромнейшее количество времени. Величайшие умы различных эпох и поколений совершили ценные вклады в общее развитие теории горения. Однокоренные с «горением» слова — это: горько, горы, горе, пригореть и прочее. Чаще всего гласная «о» пишется в корне тогда, когда на нее не падает ударение.