Oziembłowski Łukasz
Kl. 1tsz
Słońsk dnia 12.10.2005
Zespół szkół Policealnych ,,EDUKACJA''
Praca kontrolna z maszynoznawstwo ogólne
Semestr 1
Spalanie (co to jest paliwo?)
Paliwem nazywa się palne ciało stałe, ciecz lub gaz wykorzystywane jako źródło energii cieplnej. Paliwa dzieli się na stałe i gazowe oraz na naturalne i sztuczne paliw naturalnych zalicza się węgiel kamienny ,brunatny i gaz ziemny. Paliw sztucznych jest znacznie więcej i są przeważnie otrzymywane drogą przeróbki paliw naturalnych. Do paliw sztucznych zalicza się; koks, pył węglowy, brykiety, węgiel drzewny, benzynę, naftę, benzol, olej napędowy, olej opałowy, spirytus, gaz generatorowy, gaz wielkopiecowy, gaz świetlny, gaz wodny i gaz płynny.
Najważniejszymi z właściwości paliw są: wartość opałowa i temperatura zapłonu.
Temperatura zapłonu jest to najniższa temperatura, w której dana substancja, ogrzewana w ściśle określony sposób, wydziela ilość pary wystarczającą do wytworzenia z powietrzem mieszaniny zapalającej się przy zbliżeniu płomienia. Na skutek przemiany energii chemicznej w cieplną temperatura paliwa nie zmniejsza się już później poniżej temperatury zapłonu i spalanie jest procesem ciągłym trwającym aż do wyczerpania paliwa. Najniższą temperaturę zapłonu ma benzyna (25→35°C), a najwyższą koks hutniczy(ok. 600°C).
Warunkiem niezbędnym do procesu spalania paliwa jest zapewnienie obecności tlenu zawartego głównie w powietrzu. Warunkiem ekonomicznego spalania jest doprowadzenie dostatecznej ilości powietrza i dokładne wymieszanie go z palącym się paliwem. Znając skład chemiczny paliwa można określić teoretyczne zapotrzebowanie powietrza potrzebnego do spalenia 1kg lub 1m. Paliwa. Teoretyczne zapotrzebowanie powietrza zależy od paliwa i jest największe dla paliw ciekłych, a najmniejsze dla węgla brunatnego i niektórych gazów. W praktyce stosuje się zawsze nadmiar powietrza, ażeby uzyskać całkowite spalenie paliwa. Jednak zbyt durzy nadmiar powietrza powoduje stratę ciepła potrzebnego na jego ogrzanie , które uchodzi wtedy ze spalinami. Dozowanie powietrza potrzebnego do spalania odbywa się w różny sposób, np.: podczas spalania węgla lub koksu w paleniskach kotłów centralnego ogrzewania dopływ powietrza reguluje się przez otwieranie lub przymykanie zasuw lub drzwiczek.
Charakterystyka ważniejszych paliw
Węgiel kamienny jest naturalnym paliwem stałym o niejednorodnej budowie i złożonym składzie chemicznym. Występuje w różnych gatunkach, a po wydobyciu jest stosowany zależnie od wielkości brył na gruby, kostkę i orzech.
Węgiel brunatny ma mniejszą wartość opałową niż kamienny. Jest łatwiejszy do wydobycia, gdyż zalega na mniejszych głębokościach niż kamienny i może być wydobywany metodą odkrywkową. Obecnie jest używany do opalania kotłów elektrowni i do przerobu na brykiety.
Koks jest paliwem sztucznym otrzymywanym za pomocą suchej destylacji węgla kamiennego. Jest trudno zapalny, pali się wolno i prawie bezdymnie. Ma duże zastosowanie techniczne, szczególnie w hutnictwie.
Ropa naftowa ma obecnie największe zastosowanie. Wprawdzie nie jest używana bezpośrednio jako paliwo, ale otrzymuje się z jej przeróbki prawie wszystkie paliwa płynne, oleje, smary i wiele przetworów chemicznych.
Benzyna jest paliwem silnikowym otrzymywanym z przeróbki ropy naftowej lub syntetycznie z węgla oraz wodoru. Odporność na detonację benzyny jest jedną z głównych cech charakteryzujących to paliwo. Miernikiem odporności paliwa na spalanie detonacyjne jest jego liczba oktanowa (symbol LO). Liczbę oktanową paliwa ustala się przez porównanie badanego paliwa z paliwem wzorcowym , którym jest mieszanka izooktanu (LO=100) i heptanu (LO=0). Do porównania badanego paliwa z paliwem wzorcowym stosuje się wzorcowy silnik jednocylindrowy o zmiennym stopniu sprężania. Istnieją dwie metody oznaczenia liczby oktanowej paliwa: badawcza oznaczana symbolem LOB i motorowa oznaczana symbolem LOM. Zasada oznaczenia liczby oktanowej jest w obu metodach taka sama, a różnią się od siebie tylko warunkami pracy silnika i wykazuje o 3-6 jednostek mniej niż metoda badawcza. W Polsce oznacza się liczbę oktanową benzyny metodą badawczą. Liczba oktanowa benzyny zależy od wielu czynników, do których należy zaliczyć : gatunek ropy naftowej i jej skład chemiczny, sposób rafinacji i stosowane dodatki. Powszechnie stosowaną metodą podnoszenia liczby oktanowej benzyny jest stosowanie dodatku przeciwstukowego (czteroetylku ołowiu) dodawanego do benzyny w postaci płynu etylowego lub alkoholu etylowego. Benzyna z dodatkiem czteroetylku ołowiu nazywa się etyliną. W Polsce znajduje się w sprzedaży kilka gatunków etyliny- E86, E94, E96 i E98. Produkuje się również nadal etylinę 78, ale znajduje się ona tylko w sprzedaży hurtowej. Liczby oktanowe tych paliw zostały oznaczone metodą badawczą. Wadą etyliny jest emitowane w spalinach związków ołowiu do atmosfery. Od wielu lat dąży się na całym świecie do ograniczenia zawartości ołowiu w benzynie. Nie tylko po to, aby obniżyć jego emisję, ale również ażeby umożliwić katalityczne dopalanie, a więc i radykalną redakcję wyrzucanych ze spalinami tlenku węgla, węglowodorów i tlenów azotu. Katalityczne dopalanie umożliwiać mają Katalityczne dopalacze gazów spalinowych montowane obowiązkowe do samochodów w szeregu krajów zachodniej Europy. Samochody wyposażone w katalityczne dopalacze spalin muszą być jednak zasilane benzyną bezołowiową . W Polsce znajduje się w sprzedaży znajduje się benzyna bezołowiowa Bona 1
o liczbie oktanowej LOB= 91. Jest ona produkowana z komponentów rafineryjnych najwyższej jakości. Wszystkie własności tej benzyny odpowiadają wymaganiom dla benzyny NORMAL wg normy RFN DIN 51607. Benzynę bezołowiową można stosować w samochodach posiadających odpowiednio przystosowane silniki do spalania benzyny bezołowiowej.
Silniki muszą mieć gniazda zaworowe i zawory, zwłaszcza wylotowe, wykonane z materiałów o zdecydowanie wyższych właściwościach żaroodpornych. Okazuje się bowiem, że benzyny nieetylizowane powodują szybsze zużywanie zespołu gniazdo-zawór. Stosowanie benzyny o odpowiedniej liczbie oktanowej zależy od stopnia sprężania silnika. Im wyższy jest stopień sprężania silnika, tym większą liczbę oktanową powinno mieć stosowane do niego paliwo.
Olej napędowy jest otrzymywany z ropy naftowej i stosowany do napędu silników z zapłonem samoczynnym. Powinien charakteryzować się: dobrą zapłonnością , małą skłonnością do koksowania, dużą czystością, niską temperaturą krzepnięcia, właściwą lepkością i małą zawartością siarki. Produkowane w Polsce oleje napędowe różnią się między sobą temperaturą krzepnięcia i zawartością siarki.
W okresie letnim są dostarczane oleje napędowe w 2 gatunkach:
LŚ o zawartości do 0,6% siarki,
LW o zawartości do 1% siarki.
Oba gatunki mają temperaturę krzepnięcia -5ºC.
W okresie zimowym oleje napędowe są dostarczane w trzech gatunkach:
Z 20 o temperaturze krzepnięcia - 20ºC i temperaturze blokady filtra -12ºC,
Z 35 o temperaturze krzepnięcia - 35ºC i temperaturze blokady filtra -20ºC,
Z 40 o temperaturze krzepnięcia -40ºC i temperaturze blokady filtra -25ºC.
Zawartość siarki dla wszystkich trzech gatunków wynosi do 0,6%
Paliwa gazowe są stosowane przede wszystkim do celów gospodarstwa domowego, a w przemyśle i energetyce do opalania pieców i kotłów. Gaz płynny i gaz sprężony znalazł również zastosowanie do napędu samochodów.