Главная -> Словарь

Тепловыми эффектами

С возрастанием скорости и дальности полета летательных аппаратов с ВРД возрастают и требования, предъявляемые к качеству топлив. При сверхзвуковых скоростях наблюдается значительный аэродинамический нагрев летательного аппарата и топлива, находящегося на его борту. Кроме того, нагревание топлива может происходить в топливных насосах, топливо-масляных радиаторах и других агрегатах топливной системы самолета. Топлива для сверхзвуковых летательных аппаратов должны иметь повышенную тормоокислительную стабильность и теплотворную способность, не должны корродировать детали топливной системы при нагреве, должны быть достаточно тяжелыми .

Нефть и нефтепродукты содержат относительно большое количество серы. Особенно много серы в нефтяных остатках . В связи с этим при паровой конверсии такого сырья в 'реактор иногда дозируют определенное количество водорода рециркуляцией части полученного в этом процессе газа. Замечено, что на осерненном катализаторе получается меньшее количество газа, но газ имеет повышенную теплотворную способность. Сера, подаваемая с сырьем в слой катализатора, связывается им и удаляется на стадии реге-

Условия проведения процесса: температура — 850— 900° С, отношение пар : сырье равно 1,5, объемная скорость — 2,5 ч~'. На осер-ненном катализаторе получают меньшее количество газа, который имеет более высокую теплотворную способность

Крекинг-продукты обладают некоторыми преимуществами и недостатками, не связанными с их нестабильностью. Малая вязкость уменьшает величину предварительного нагрева, требующегося для облегчения транспортировки продуктов, до 50— 65° С вместо 150° С для некрекированных нефтепродуктов той же плотности. В то же время большая плотность позволяет получить большую теплотворную способность на единицу объема. К недостаткам следует отнести более медленное горение ароматических углеводородов, что, кроме более высокой температуры в топке, требует обеспечения длинного пламени и предотвращения внезапного охлаждения пламени до завершения горения .

Смесь равных частей теорашина и бензола имеет теплотворную способность 9800 кал. на литр. Смесь равных частей бензола, спирта и тетралина имеет теплотворную способность S350 кал. на литр. Эта последняя смесь во время войны составляла часть национаиъ-ного моторного горючего Германии.

Расчеты, приводимые Фишером, сводятся к следующему: 1 кг бензина имеет примерную теплотворную способность 12 000 кал. Так как реакция его образования экзотермическая, причем выделяется примерно 25% теплотворной способности исходной смеси, то для образования 1 кг бензина нужно затратить около

Теплотворная .

Полезно также знаяъ и теплотворную способность рабочей смеси горючих для выяснения пригодности их прямым сжиганием нефти в калориметре или в паровом котле, двигателе внутреннего сгорания и т. п. и 2) с помощью эмпирических формул на основании элементного состава нефтепродукта.

В то же время добавление к бензину МТБЭ несколько снижает теплотворную способность топлива.

Применение сложных ректификационных систем наиболее эффективно при разделении углеводородных газов и особенно легких углеводородов, фазовые превращения которых при дросселировании потоков сопровождаются заметными тепловыми эффектами.

Второе следствие закона Гесса: «Если совершаются две реакции, приводящие из различных начальных состояний к одинаковым конечным состояниям, то разница между их тепловыми эффектами представляет собою теплювой эффект перехода из одного начального состояния в другое».

Третье следствие закона Гесса: «Если совершаются две реакции, приводящие из одинаковых начальных состояний к различным конечным состояния^, то разница между их тепловыми эффектами представит собою тепловой Эффект перехода из одного конечного состояния в другое». *)

Неполное окисление олефиновых и ароматических углеводорЬдов также сопровождается значительными тепловыми эффектами:

При строгой записи уравнения теплового баланса в нем можно исключить лишь величины q2 и q'z . Для быстрых процессов с большими тепловыми эффектами передача тепла через стенку может отставать от выделе-

'Между Е1кт и тепловыми эффектами реакций - образования Fe3C из различного сырья существует пропорциональная зависимость АЕ^оАН. Причем, коэффициент а, вычисленный из угла наклона прямой, равен 0,85, т.е. близок к единице.

При составлении энергетических балансов особое внимание следует обращать на переход одного вида энергии в другой, на изменение агрегатного состояния веществ, сопровождающегося выделением или поглощением тепла, тепловыми эффектами химических реакций и т.п.

При использовании закона Гесса необходимо учитывать агрегатное состояние исходных и образующихся веществ. Естественно, например, что образование из водорода и кислорода водяного пара или жидкой воды будет сопровождаться тепловыми эффектами, различающимися на величину скрытой теплоты испарения воды.

На участке АВ значение РБ всегдаРВ) и расчет прочности вязкопластичных тел и аномальных жидкостей описывается уравнением Бингама —Шведова или степенным законом, предложенным Освальдом. Процессы структурирования и деструктурирования нефтяных дисперсных систем на участке АВ сопровождаются тепловыми эффектами, определяющимися при калориметрических исследованиях и позволяющими судить о величине, скорости образования и разрушения ассоциатов.

При промышленном оформлении процесса обессериваппя в электрокальцинаторе не всегда следует выводить сернистые соединения с верхней его части, так как они в верхних слоях при низких температурах вступают в реакцию с углеродом кокса, и содержание серы в нем значительно повышается по сравнению с исходным. Рециркуляция сернистых соединений внутри электро-кальцинатора сопровождается тепловыми эффектами, осложняющими технологический процесс обессеривания. Для устранения указанного недостатка рекомендуется осуществлять вывод концентрированных сернистых соединений из промежуточной зоны. Точку вывода этих соединений по высоте аппарата определяют при помощи кривой равновесия содержания серы в коксах в зависимости от температуры . Например, при облагораживании кокса, содержащего около 4,0 вес. % серы, эта точка будет па высоте, соответствующей температуре 1000—1150°С. С повышением равновесного содержания серы в коксе зона вывода сернистых соединений перемещается в область более низких температур.

Ценную информацию о термических превращениях дает дерл-ватография применительно к анализу смол и асфальтенов. В со-во^упности с газовым объемным анализом, хромато-масс-спекро-метрией и данными электронодифракционных исследований изучены многие структурные характеристики асфальтенов. Например, термогравиметрические исследования образца асфальтенов ар-ланской нефти показал, что процесс термических превращений может быть охарактеризован рядом последовательных эндотермических стадий, сопровождающихся незначительными тепловыми эффектами . В температурном интервале первого эндотермического пика не наблюдается активной термодеструкции асфальтенов. Это же подтвердили одновременно проводимые волюмометрические исследования . При повторном термическом анализе образцов, которые постепенно охлаждались после их динамического нагрева до 270 °С на термограмма^с вновь проявляется указанный эффект, а изотермическая выдержка образцов при 240 °С в течение 150 мин не приводит к значительному изменению массы . Полученные данные показывают, что обнаруженный тепловой эффект обусловлен обратимым фазовым переходом. При температурах выше 220 °С с увеличением энтальпии асфаль-тенового вещества, сопровождающейся эндотермическим эффектом вследствие обратимости процесса, возрастает и энтропийный фактор. Это вызывает подвижность у низкомолекулярных частиц, что определяет возникновение расклинивающего эффекта в межслоевом пространстве, приводящего к смещению в блоках. Таким образом, при температурах .выше 220°С асфальтены, расслаиваясь, приобретают высоковязкое пластичное состояние. Следствием