Температура горения — Энциклопедия пожарной безопасности
- Главная страница
- Энциклопедия
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Э
Ю
Я
Температура горения – температура, до которой нагреваются продукты горения. Различают адиабатическую и действительную температуру горения.
Первая температура горения – расчётная (не учитывает теплообмен с окружающей средой) и используется при моделировании пожаров, а вторая – температура, до которой нагреваются продукты горения в реальных условиях.
Адиабатическая температура горения – температура нагрева продуктов горения при учёте состава горючей смеси (коэффициент избытка воздуха ≠ 1) и учитывающая частичный расход тепловыделения при горении на диссоциацию продуктов сгорания.
Действительной температуре горения отвечает учёт всевозможных энергетических потерь: на неполноту сгорания (25-30%) и на излучение (30-40%) от суммарного количества тепла, выделяющегося при горении. В конечном итоге действительная температура горения на пожаре составляет от 1300 до 1400 К.
Литература: Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И., Либрович В.Б. и др. Математическая теория горения и взрыва. М., 1980;
Баратов А.Н. Горение – Пожар – Взрыв – Безопасность. М., 2003.
Поделиться:
Предыдущая статья Температура вспышки в закрытом и открытом тиглях Температура вспышки в закрытом и открытом тиглях – самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары и газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования ещё недостаточна для последующего горения.
Другие разделы портала
Методические материалы
Методические материалы
Вопросы пожарной безопасности для детей и подростков очень важны, поэтому, педагоги в школах и воспитатели в детских садах, родители должны уделять должное внимание этому вопросу.
Читать полностью
Температура горения дров: сравнительная таблица различных пород
Смотреть на горящий огонь – это одно из самых любимых развлечений человека. Однако, помимо сугубо эстетических целей – горящий огонь может выполнять и чисто утилитарную задачу – нагревать окружающее пространство и другие предметы.
температура горения дров
Одним из самых распространенных источников огня в загородных домах являются обыкновенные дрова.
Удивительно, но температура горения дров зависит от породы дерева и условий их сжигания. Соответственно каждая из древесных пород может использоваться в различных целях, для выполнения тех или иных задач.
Содержание
- Какие дрова могут выделить максимальное количество тепла?
- Что может влиять на качество дров как топлива?
- Какие породы дров больше всего любят в народе
- Как сгорают дрова?
- Какие дрова горят жарче других?
- Как измерить температуру горения дров?
- Несколько практических советов
- Замеры температуры печи: видео
Какие дрова могут выделить максимальное количество тепла?
Для того, чтобы дрова, да и любой другой органический материал горел – ему необходим воздух (вернее кислород из воздуха, но это уточнение несущественно). В ходе сгорания органика дров при взаимодействии с кислородом превращается в водяной пар и углекислый газ. Пар в свою скрепляется с не сгоревшими материалами или уходит наружу через дымоход.
Каждый тип горючей органики, будь то нефть, газ, уголь или дерево имеет свой особенный химический состав. Также имеются различия в химическом составе и внутри каждого типа. Как существует каменный уголь с большим и малым содержанием золы, так же существуют и породы древесины, отличающиеся по температуре, выделяемой в процессе сгорания и по составу остающихся продуктов сгорания.
Сравнить в домашних условиях температуру горения дров практически невозможно, но вот в лабораторных условиях специалисты смогли провести такой сравнительный тест. Для того, чтобы получить разные стартовые результаты дрова из древесины разных пород высушивали до определенного максимального процента остающейся влажности.
таблица теплотворность горения дров
Этот момент – сушку дров необходимо учитывать и при домашнем использовании: ведь понятно, что сырые дрова будут гореть хуже и с меньшим выделением тепла. Поэтому, дрова, предназначенные для топки проходят из поленницы во дворе определенный путь, задерживаясь в сухом помещении или под навесом для просушки.
Сразу отметим, что понятие «температура горения дров» не совсем точно отражает ключевую характеристику дров. Более верным будет оценивать горючие материалы по их способности выделять определенное количество тепла. Единицей измерения такой характеристики является калория – это такое количество тепловой энергии, которое может нагреть на 1 градус один грамм обычной воды. В приведенной ниже таблички отраженны ключевые характеристики различных типов дров по их теплотворной способности.
Что может влиять на качество дров как топлива?
Наиболее негативно на теплотоворную способность дров оказывает содержащаяся в них вода. При жизни любая древесина содержит в себе воду, которая добывается корнями растений. При большой влажности древесины тепловая энергия, выделяемая при сгорании будет расходоваться не только на полезные цели (например, обогрев помещения, приготовление пищи или нагрев воды в бане) но и просто на испарение влаги из древесины.
Для понимания проблемности ситуации отметим, что если древесина (практически любая) содержит всего лишь 15 процентов влаги, то ее теплотворный показатель уменьшается до 3660 калорий.
А теперь сравните эту цифру с показателями, приведенными в таблице и получится, что использовать влажные дрова – это все равно, что выкинуть часть их еще до размещения в топке.
Потери, определяемые влагой в дровах настолько велики, что эквивалента испарения 15 процентов влаги в килограмме дров хватит, чтобы нагреть до кипения около 10 литров воды.
Какие породы дров больше всего любят в народе
Наиболее популярными и эффективными исходя из народного опыта могут являться дрова, заготовленные из бука, граба, срубленного зимой дуба, горных сосен, обыкновенной акации и, конечно же, березы.
Наиболее жаркое пламя дают дрова, заготовленные из ясеня, клена, смолистой лиственницы, равнинной сосны и срубленного летом дуба.
Чуть более низкое образование жара показывают дрова, заготовленные из ели, пихты, кедра и каштана.
Ну и уж совсем плохие дрова получаются из липы, ольхи, осины, ивы, тополя.
Как уже стало понятно – наиболее эффективными с точки зрения образования тепла являются дрова, изготовленные и плотной, тяжелой древесины.
Между прочим, дерево с низким коэффициентом теплообразования прекрасно подойдут для того, чтобы смастерить из них полки и утварь в бане.
Как сгорают дрова?
Не все дрова сгорают по-одинаковому. Некоторые из них пропадают в топках практически полностью, оставляя вместо себя всего лишь горстку пепла. Другие долго и нудно чадят, забивая остатками своего сгорания все топочное пространство.
Скорость и полнота сгорания дров также зависят не только от происходящих в открытом пламени химических реакций, но и от конструкции печи. Качественные печи имеют довольно сложное устройство, включающее в себя множество элементов, таких как золотник и поддувало, топка и колосники.
На полноту сгорания дров также будет влиять и их порода, а также (в очень существенной степени – удельная влажность).
горящие дрова
Но строго говоря для расчета тепловых устройств обычно не принимают во внимание разные характеристики дров, заготовленных из разных пород древесины. Для расчетов берется среднестатистическая величина, которая составляет для древесины 3800 калорий.
Какие дрова горят жарче других?
Помимо теплотворности, которая характеризует количество тепловой энергии, выделяемой при сжигании дров – нас в ходе практической жизни может заинтересовать и жаропроизводительность – то есть та максимальная температура, которая может быть достигнута в топке при сжигании того или иного типа дров.
Различные виды топлива и различные породы дерева сгорают разными способами. Одни из них могут давать ровное и высокое пламя, а другие будут демонстрировать низкий огонь, но показывать большую температуру непосредственно в области горения.
жаропроизводительность дров
Существует два основных момента, которые влияют на температуру, производимую дровами при сгорании.
Прежде всего температура горения зависит от того, с какой интенсивностью в топку поступает кислород, необходимый для горения. Этот показатель определяется обычно конструкцией самой топки.
Также на температуру влияет и конструкция самой печи.
Печки и топки могут создаваться из разных материалов.
И Каждый из материалов может особым образом влиять на температуру горения дров.
В массивной каменной печи дрова сгорают практически полностью, но процесс этот происходит сравнительно долго. С другой стороны печка-буржуйка, то есть топка, изготовленная из тонкого стального листа очень быстро остывает., раздавая тепло в окружающее пространство. При этом тепло из зоны горения постоянно переносится на стенки и далее в помещение. Вследствие этого дрова в таких печках сгорают практически без остатка.
Как измерить температуру горения дров?
Обычным термометром измерить температуру горения дров у вас вряд ли получится. Тем более – совсем пропащее дело определять температуру горения «на глазок». Для того, чтобы проводить такие исследования, необходимо запастись специальным прибором – пирометром.
Но заметьте, самая высокая температура горения дров вовсе не означает, что дрова такого типа могут выделить большее количество тепла.
Заметьте, что в хороших топочных устройствах, например в закрытых каминах можно искусственно уменьшать поступление кислорода из воздуха к сгорающим дровам, добиваясь тем самым повышения температуры сгорания и понижения теплоотдачи.
Для сравнения вы можете посмотреть еще одну табличку, в которой отражены теплотворные способности различных видов органического топлива.
теплотворные способности
Несколько практических советов
Если вы почувствовали, что в помещении, в котором находится печка при плотно закрытой дверце топки запахло влажными дровами – проверьте целостность и герметичность печного оборудования.
Учтите, что продукты сгорания содержат в себе много кислот, поэтому трубы дымоходов необходимо делать из материалов, устойчивых к агрессивным средам.
После использования дров с высоким содержанием смолы прочистите дымоход.
Чтобы нагревать камни, например для парилки – лучше использовать дрова, которые горят слабо и подают тепло постепенно.
Если вам необходимо быстро нагреть парную комнату – используйте дрова с большой температурой горения и увеличьте подачу воздуха в топку.
Замеры температуры печи: видео
Какая самая высокая возможная температура?
Цвет огня и его температура напрямую связаны; красное пламя холоднее, синее пламя горячее. Ацетилен и чистый кислород горят голубым цветом при температуре более 3400ºC — это самая высокая температура, достижимая при использовании топлива и пламени. Этого достаточно, чтобы расплавить вольфрам, который имеет самую высокую температуру плавления среди всех элементов.
И хотя это очень жарко по нашим очень узким человеческим меркам, это ничто по сравнению с температурами, достигнутыми природой. Может даже не быть предела температуре, какой мы ее знаем; это может быть причудливая бесконечная петля, где горячее становится холодным.
Абсолютный ноль — относительно простая концепция; существует определенная конечная температура для холода, которая составляет минус 273,15ºC (или 0 градусов по Кельвину). При этой температуре частицы перестают вибрировать, и все тепло вымывается из пораженной системы.
Считалось, что здесь никогда не бывает так холодно, как никогда.
Лабораторный рекорд самой низкой температуры составляет одну миллиардную долю кельвина. В природе самая низкая зарегистрированная температура составляла 1 кельвин из выделяющейся далеко в космосе туманности. Но даже если Вселенная будет существовать вечно и испытает «тепловую смерть», для достижения абсолютного нуля может потребоваться невообразимо огромное время, а в природе это может вообще никогда не произойти.
Есть ли у этой шкалы другой конец — потолок или теоретическая максимальная температура? Теоретически температура Планка (100 миллионов миллионов миллионов миллионов миллионов градусов C) является самой высокой температурой, которую можно достичь, но температура Хагедорна еще выше и составляет 2 x 10 12 градусов.
Много нулей. И это может пойти дальше, в зависимости от того, как устроена природа на фундаментальном уровне.
Начнем с ощущения масштаба. Превышение уровня огня, в котором люди могут легко достичь температуры более 3400ºC, не является проблемой для природы.
Молния на Земле создает раскаленный добела взрыв плазмы, температура которой достигает 27 000ºC. Это почти в пять раз горячее, чем на поверхности Солнца. Любой, кто был близок к удару молнии, может засвидетельствовать тепло, которое может излучать молния.
Температура солнечной короны составляет несколько миллионов градусов по Кельвину. Никто точно не знает, насколько она на самом деле горяча или почему поверхность Солнца холоднее окружающего пространства, и это остается одной из величайших загадок природы. Есть две известные теории; один утверждает, что звуковые волны нагревают корону изнутри, другой утверждает, что в этом виновато магнитное поле Солнца.
Людям удалось достичь температуры около 4 000 000 000 000ºC (4 триллиона градусов) в Большом адронном коллайдере, но только на долю секунды.
Абсолютный ноль и абсолютный жар — несовместимые понятия, хотя они и пытаются описать одно и то же. Хотя мы совершенно уверены в том, что абсолютный ноль (хотя и недостижимый) существует, мы понятия не имеем о верхних пределах, потому что энергии недостаточно для достижения этих высоких высот.
Но идеи вокруг нелинейной температуры начинают формироваться; петля энергии, которая допускает бесконечную температуру. Это совершенно причудливая концепция, согласно которой частицы с отрицательными температурами (ниже абсолютного нуля) имеют даже больше энергии, чем те, у которых положительная температура. Он проливает свет на тайну темной энергии и переписывает законы природы.
Благодаря нашему увлечению огнем и температурой, мы узнаем о тепле, огне и природе больше, чем когда-либо могли себе представить.
Лучшее понимание для лучшей безопасностиБлагодаря нашему опыту Coopers Fire стала лидером в области пожарной безопасности. Мы производим лучшие в отрасли противопожарные и дымовые завесы, а также проводим образовательные курсы и консультации.
Чтобы узнать больше, позвоните нам по телефону 02392 454 405 или напишите по электронной почте [email protected].
Насколько сильно нагревается камера сгорания в автомобиле? [Ответ может вас удивить!]
Независимо от того, являетесь ли вы механиком по выходным, любителем коробок передач или просто владельцем транспортного средства, интересующимся принципом работы вашего автомобиля, вы можете захотеть узнать больше о том, как двигатель сжигает топливо для создания мощности.
. Многие распространенные вопросы касаются причин перегрева двигателя. Вам может быть интересно, насколько горячим становится двигатель вашего автомобиля, особенно его самое горячее место — камера сгорания. Ну, не удивляйтесь больше: мы провели исследование, и у нас есть ответ для вас!
Температура дымовых газов внутри камеры сгорания обычно составляет около 2800°F. В дизельном двигателе эта температура остается довольно стабильной. В бензиновом двигателе температура может подняться до 4500°F и выше при определенных обстоятельствах. Однако система охлаждения двигателя автомобиля поддерживает температуру стенок камеры сгорания от 265°F до 475°F.
предотвращает плавление металла в двигателе. Мы также объясним, почему температура камеры сгорания отличается в дизельных и бензиновых двигателях. И мы дадим вам несколько советов, чтобы двигатель вашего автомобиля оставался холодным даже в суровых условиях вождения. Продолжайте читать, чтобы узнать больше!
Прежде чем вы продолжите чтение, скажем, мы надеемся, что вы найдете здесь полезные ссылки.
Если вы купите что-то по ссылке на этой странице, мы можем получить комиссию, так что спасибо!
Насколько сильно нагревается камера сгорания в автомобиле?
Камера сгорания — это пространство внутри каждого цилиндра двигателя автомобиля, где топливо смешивается с воздухом, воспламеняется и сгорает. Этот процесс преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию, которая толкает поршень в цилиндре. Движение поршня, в свою очередь, запускает сложную серию механических взаимодействий, которые в конечном итоге приводят автомобиль в движение.
Однако процесс горения неэффективен: 70% энергии горящей смеси топлива и воздуха выделяется в виде тепла. Это резко повышает температуру в камере сгорания, и большая часть этого тепла передается стенкам камеры сгорания и всему блоку двигателя.
Типичная температура горючих газов внутри автомобильной камеры сгорания составляет около 2800°F. Конечно, нельзя допускать, чтобы металлические части двигателя нагревались до такой температуры: сталь плавится при 2500°F, а алюминиевые сплавы плавятся при температуре около 2500°F.
Поэтому современные автомобильные двигатели имеют сложные системы охлаждения, предназначенные для поддержания температуры металлических поверхностей внутри и вокруг камеры сгорания при гораздо более низких температурах. В следующих примерах подробно описаны типичные температуры различных деталей двигателя, связанных со сгоранием, при нормальной работе:
- Впускной клапан: 475°F
- Выпускной клапан: 1200°F
- Свеча зажигания: 1100°F
- Поверхность поршня: 575°F
- Стенка цилиндра: 375°F
Аналогичным образом исследование, проведенное Обществом автомобильных инженеров (SAE), показало, что температура стенок камеры сгорания (верхняя часть стенки цилиндра), в частности, колеблется от 265 °F при ограниченном дросселе до 475 °F при дроссельном двигателе.
широко открытый.
Насколько горячо горение?
Начальная температура сгорания в двигателе транспортного средства определяется двумя факторами: теплом пламени и дополнительным теплом, возникающим при сжатии газов в камере сгорания. Бензиновые и дизельные двигатели в этом отношении отличаются друг от друга, поэтому мы рассмотрим их отдельно.
Бензиновый двигатель
В бензиновом двигателе после распыления топлива топливной форсункой в камеру сгорания свеча зажигания воспламеняет топливо. Температура образующегося пламени составляет около 2600°F. Большинство бензиновых двигателей имеют степень сжатия 9:1 в камере сгорания; это давление добавляет примерно 200°F, повышая типичную температуру сгорания до 2800°F.
В зависимости от формы камеры сгорания, нагрузки на двигатель и числа оборотов в минуту, Температура горения газов в бензиновом двигателе может достигать 4500°F. В экстремальных ситуациях она может достигать 6000°F9.0005
Дизельный двигатель
Напротив, в дизельных двигателях начальная степень сжатия составляет 20:1, воздух нагревается до 1200°F или выше, прежде чем топливо впрыскивается в камеру сгорания.
Когда топливо воспламеняется, в результате сгорания добавляется еще 2600°F, а общая начальная температура сгорания составляет 3800°F.
Сразу после запуска двигателя поршень опускается ниже в цилиндре. Это эффективно увеличивает объем камеры сгорания и снижает степень сжатия, так что температура в камере падает. Она стабилизируется на уровне около 2800 ° F. В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель поддерживает эту температуру сгорания: всякий раз, когда термостат обнаруживает повышение температуры, он дает поршню сигнал опуститься ниже в цилиндре.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот дизельный термостат для Ford Powerstroke 7.3 на Amazon.
Как охлаждать камеру сгорания?
Учитывая все тепло, выделяемое в камере сгорания, очень важно, чтобы каждый двигатель имел хорошо спроектированную систему охлаждения. Если металлические части двигателя сильно нагреются, они могут расплавиться, что приведет к катастрофическому отказу двигателя. Производители автомобилей разработали два основных способа охлаждения камеры сгорания и блока цилиндров.
Жидкостное охлаждение
Почти все автомобили, выпускаемые в настоящее время, используют систему жидкостного охлаждения для отвода тепла от блока цилиндров. Насос подает охлаждающую жидкость (смесь воды и этанола) через ряд шлангов и портов. Когда охлаждающая жидкость проходит через блок цилиндров, она отводит тепло от металлических поверхностей. Затем охлаждающая жидкость проходит через радиатор, где передает тепло тонким металлическим ребрам, которые затем излучают это тепло в окружающий воздух.
Владельцу автомобиля крайне важно поддерживать оптимальный уровень охлаждающей жидкости в автомобиле, как описано в руководстве по эксплуатации. Большинство механиков также рекомендуют промывать систему и менять охлаждающую жидкость каждые два года или каждые 30 000 миль пробега.
Нажмите здесь, чтобы увидеть эту безводную охлаждающую жидкость Evans на Amazon.
Керамическое покрытие головки цилиндров
Некоторые производители также наносят керамическое покрытие на внутреннюю часть головки цилиндров.
Поскольку керамика плохо передает тепло, это помогает защитить металлические стенки цилиндра от поглощения и передачи тепла остальной части блока цилиндров.
Что можно сделать, чтобы охладить блок двигателя
Если у вас относительно новый автомобиль, вам мало что нужно делать для защиты двигателя от тепла сгорания, кроме как следить за тем, чтобы охлаждающая жидкость оставалась свежей и доверху выключенный. Но если у вас старый автомобиль — особенно винтажный маслкар, которым вы любите активно управлять, — вот несколько советов, как поддерживать охлаждение двигателя.
Установите лучший радиатор
Замените старый медно-латунный радиатор на качественный высокоэффективный радиатор из алюминиевого сплава. Он на 30 фунтов легче и намного быстрее рассеивает тепло, сохраняя двигатель холодным без ущерба для производительности.
Предупреждение: убедитесь, что вы покупаете радиатор, специально разработанный для марки, модели и года выпуска вашего автомобиля, чтобы все отверстия для винтов и клапанов/шлангов были на своих местах.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот сменный радиатор Mustang 1970–1973 годов на Amazon.
Установите более мощный насос охлаждающей жидкости
Замените старый тяжелый насос охлаждающей жидкости новым, более легким и более эффективным. Чем эффективнее ваш насос пропускает охлаждающую жидкость через двигатель и к радиатору, тем лучше он будет охлаждать блок двигателя.
Edelbrock производит широкий ассортимент насосов охлаждающей жидкости для старинных автомобилей и грузовиков, качество которых превосходно. Опять же, не забудьте точно указать марку, модель и год выпуска вашего автомобиля.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот водяной насос Edelbrock на Amazon.
Увеличьте поток воздуха с помощью модернизированного вентилятора
Замена старого вентилятора радиатора вашего автомобиля на обновленный может увеличить поток воздуха через радиатор. А больший поток воздуха означает лучшее и более быстрое охлаждение. Механические вентиляторы, как правило, лучше, но и высококачественный электрический вентилятор может отлично с этим справиться.
Размер и форма выбранного вами вентилятора могут зависеть от того, какие другие модификации вы внесли в свой двигатель и какое место доступно для вентилятора.
Нажмите здесь, чтобы увидеть этот вентилятор Flex-A-Lite на Amazon.
Является ли камера сгорания частью головки цилиндров?
Камера сгорания является частью головки блока цилиндров. В частности, это пространство внутри цилиндра, ограниченное головкой поршня (внизу), внутренней частью цилиндра (вверху) и стенками цилиндра (по бокам). Объем камеры сгорания изменяется в зависимости от положения поршня.
Вот как это работает. Большинство автомобильных двигателей содержат 4, 6 или 8 цилиндров. Внутри каждого цилиндра находится поршень, который скользит вверх и вниз в четырехтактном цикле:
- Впуск: головка поршня находится в самой нижней точке цилиндра. Объем камеры сгорания максимален. Топливо распыляется в камеру через впускной клапан в верхней части головки цилиндров.
- Сжатие: головка поршня поднимается, сжимая воздушно-топливную смесь. Объем камеры сгорания уменьшается. Сжатие повышает температуру воздушно-топливной смеси.
- Сгорание: головка поршня находится в самой высокой точке цилиндра. Объем камеры сгорания минимальный. Топливно-воздушная смесь воспламеняется и сгорает с выделением тепла и механической энергии.
- Выхлоп: поршень опускается в самое нижнее положение в цилиндре. Объем камеры сгорания увеличивается до максимума. Механическая энергия сгорания приводит в движение поршень; тепло выделяется через выпускной клапан в верхней части цилиндра.
Объем камеры сгорания уменьшается. Сжатие повышает температуру воздушно-топливной смеси.Насколько горячий цилиндр двигателя?
При нормальной работе стенки цилиндра двигателя могут нагреваться до 375°F. Конечно, без высокоэффективной системы охлаждения цилиндр будет сильно нагреваться и в конечном итоге расплавится. Особенно важно поддерживать температуру стенок цилиндра на уровне 375 ° F или ниже, поскольку более высокие температуры затвердевают нагаром на стенках, что приводит к накоплению нагара и отрицательно влияет на производительность.