tính chất cháy của nhiên liệu

Các đặc tính đốt cháy của nhiên liệu ảnh hưởng đến nhiệt độ ngọn lửa, ranh giới dễ cháy, khả năng bắt lửa, tốc độ phản ứng hóa học và xu hướng tạo ra các hạt khói.
1. Nhiệt trị
Nhiệt trị là tính chất quan trọng nhất của nhiên liệu. Nhiệt giải phóng khi đốt cháy hoàn toàn một đơn vị khối lượng hoặc thể tích nhiên liệu được gọi là nhiệt trị trọng lượng hoặc nhiệt trị thể tích. Nhiệt lượng tỏa ra khi sản phẩm cháy của một đơn vị trọng lượng nhiên liệu (nhiệt độ 25 độ) và không khí (nhiệt độ 25 độ) nguội đi và nhiệt độ cuối cùng trở về 25 độ (dưới áp suất bình thường) (hơi nước trong sản phẩm cháy ngưng tụ vào nước lúc này) được gọi là nhiệt trị cao. Trừ nhiệt giải phóng do ngưng tụ hơi nước ở nhiệt trị cao được gọi là nhiệt trị thấp. Ở nhiệt trị thấp hơn, người ta cho rằng các sản phẩm đốt cháy đều ở thể khí.
2. Nhiệt độ bốc cháy tự phát
Đánh lửa tự phát có nghĩa là khi không có nguồn đánh lửa bên ngoài, nhiệt độ của nhiên liệu được tăng lên bằng cách đốt nóng để nhiên liệu tự động bốc cháy. Nhiệt độ đánh lửa tự bốc cháy có thể được xác định như sau:
Một lượng nhỏ dầu được đặt trong chén nung đã được nung nóng ở nhiệt độ cao và đo thời gian trễ để bắt lửa. Sau đó giảm nhiệt độ và lặp lại phép thử. Tại thời điểm này, độ trễ thời gian đánh lửa tăng lên cho đến nhiệt độ đánh lửa tối thiểu nhất định. Nếu nó thấp hơn nhiệt độ này, cho dù thời gian trễ là bao lâu, sẽ không có sự đánh lửa. Nhiệt độ đánh lửa tăng khi áp suất giảm.
3. Điểm chớp cháy
Điểm chớp cháy hay điểm chớp cháy là nhiệt độ mà hỗn hợp hơi dầu và không khí cháy trong thời gian ngắn (trong vòng 5 giây) khi nó ở gần ngọn lửa. Về bản chất vật lý và hóa học, ngọn lửa là một vụ nổ rất nhỏ của hỗn hợp khí cháy và không khí. Giống như tất cả các vụ nổ khí hỗn hợp, lửa chớp nhoáng chỉ có thể được tạo ra dưới một thành phần hỗn hợp nhất định. Khi lượng khí cháy quá nhiều hoặc quá ít, vụ nổ không thể xảy ra. Do đó, nó liên quan đến khả năng bay hơi của chất lỏng dễ cháy và hàm lượng tối thiểu trong hỗn hợp không khí.
Ở nhiệt độ phòng, hơi của hầu hết nhiên liệu lỏng không thể bắt lửa với oxy trong không khí. Để xác định điểm chớp cháy của dầu, cần phải làm nóng dầu và kiểm tra xem điểm chớp cháy có thể xảy ra đều đặn trong quá trình gia nhiệt hay không. Thử nghiệm được thực hiện trong các điều kiện được xác định nghiêm ngặt. Nó liên quan chặt chẽ đến từng chi tiết của dụng cụ và phương pháp thí nghiệm được sử dụng. Vì vậy, điểm chớp cháy cũng là một hằng số điều kiện.
Điểm chớp cháy càng thấp thì nguy cơ hỏa hoạn càng lớn.
4. Giới hạn nồng độ chất cháy
Chất cháy (chẳng hạn như hơi nhiên liệu) trộn với không khí chỉ có thể được đốt cháy trong một phạm vi nồng độ nhất định. Ngoài nồng độ này (quá loãng hoặc quá đặc) sẽ không cháy. Trong phạm vi nồng độ này, một khi ngọn lửa được bắt đầu, nó có thể lan rộng ra khỏi nguồn đánh lửa và miễn là nồng độ thích hợp, nó có thể lan rộng vô tận. Thường xác định giới hạn giàu nhiên liệu và giới hạn thiếu nhiên liệu (còn gọi là giới hạn giàu nhiên liệu, giới hạn hao nhiên liệu).
Nói một cách chính xác, hai giới hạn này nên được gọi là ranh giới không cháy hơn là ranh giới dễ cháy. Bởi vì ngoài hai ranh giới này, nó phải không cháy, nhưng không nhất thiết phải dễ cháy trong phạm vi này. Giới hạn nạc và điểm chớp cháy được liên kết với nhau. Ranh giới không cháy của nhiên liệu dầu hỏa ở nhiệt độ phòng xấp xỉ 0.035 và 0,28 trong tỷ lệ dầu-khí (khối lượng).
5. Tạo carbon
Sự hình thành than của nhiên liệu thể hiện xu hướng tạo ra các hạt khói khi bị đốt cháy trong buồng đốt. Quá trình tạo carbon có liên quan chặt chẽ đến các đặc tính của nhiên liệu, chẳng hạn như trọng lượng riêng, phạm vi chưng cất, độ nhớt, hàm lượng hydrocacbon thơm, tỷ lệ carbon-hydro (hàm lượng hydro), v.v.
Việc tạo ra các-bon trong nhiên liệu là ví dụ rõ ràng nhất về cách các đặc tính và thành phần của nhiên liệu ảnh hưởng đến hiệu suất đốt cháy và tuổi thọ của buồng đốt. Việc tạo ra nhiều carbon sẽ gây ra nhiều khói hơn trong khí thải, nồng độ các hạt khói trong khu vực đốt cao, độ đen bức xạ của ngọn lửa cao, truyền nhiệt bức xạ cao, nhiệt độ thành buồng cao, gây biến dạng và nứt ống lửa, giảm tuổi thọ của ống ngọn lửa; Nhiệt độ cao có khả năng gây ra cặn carbon trên thành buồng và đầu phun. Loại thứ hai sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nguyên tử hóa của nhiên liệu, dẫn đến hiệu suất đốt cháy thấp, giảm phân bố nhiệt độ đầu ra và thậm chí quá trình đốt cháy không ổn định.