Podstawy spalania

Celem przedmiotu jest:

zapoznanie studentów z warunkami realizacji i przebiegu procesu spalania różnego rodzaju paliw,

nabycie przez studentów umiejętności zastosowania praw spalania do przygotowania paliwa, organizacji procesu spalania oraz kontroli emisji gazów spalinowych.

W 1 – Historia przedmiotu.

W 2,3,4 – Paliwo energetyczne. Skład paliw. Cieplne charakterystyki paliw. Pojęcie paliwa umownego. Ciepło spalania i wartość opałowa. Wyznaczanie ciepła spalania.

W 5,6,7 – Stechiometria procesów spalania. Bilans materialny procesu spalania. Zapotrzebowanie powietrza i produkty spalania. Nadmiar powietrza. Entalpia produktów spalania. Podstawowe równania spalania. Równanie niezupełnego spalania. Temperatura spalania.

W 8,9 – Ogólne problemy teorii spalania.

W 10,11 – Równowaga chemiczna i prawa działających mas. Zależność równowagi chemicznej od temperatury. Przebieg reakcji chemicznej.

W 12 – Dysocjacja pary wodnej i dwutlenku węgla. Wpływ dysocjacji na temperaturę spalania .

W 13,14 – Kinetyka reakcji spalania.

W 15,16 – Szybkość reakcji chemicznych. Zależność reakcji chemicznych od temperatury. Wpływ ciśnienia na szybkość reakcji.

W 17,18,19 – Zależność szybkości reakcji od składu mieszaniny przy niezmiennym ciśnieniu i temperaturze. Zmiana szybkości reakcji od czasu. Reakcje łańcuchowe. Sposoby i rodzaje zapłonu.

W 20 – Stacjonarna teoria cieplnego samozapłonu. Niestacjonarna teoria cieplnego samozapłonu

W 21,22 – Spalanie laminarne i turbulentne. Dyfuzja.

W 23,24 – Zjawisko turbulentnej wymiany w strumieniu. Teoria wymiany ilości ruchu. Wymiana ciepła i masy w turbulentnym strumieniu. Równanie dyfuzji .

W 25,26 – Spalanie paliw gazowych. Spalanie dyfuzyjne, kinetyczne. Płomienie laminarne oraz turbulentne. Sposoby ustateczniania płomienia. Palniki gazowe.

W 27,28,29,30 – Rozprzestrzenianie się płomieni w gazach. Rozprzestrzenianie się płomieni w strumieniu. Pomiar normalnej prędkości rozprzestrzeniania się płomieni. Zależność szybkości rozprzestrzeniania się płomienia od ciśnienia, składu i temperatury mieszaniny.

W 31– Spalanie paliw ciekłych. Spalanie na powierzchni swobodnej, spalanie kropli paliwa. Rozkład stężeń oraz temperatury. Palniki na paliwa ciekłe. Charakterystyczne cechy spalania olejów opałowych.

W 32,33,34,35,36 – Własności wybuchowe gazów i pyłów. Granice stężeniowe wybuchu. Inicjacja wybuchu. Teoria wybuchu cieplnego. Zapłon wymuszony. Gazodynamika wybuchu. Wpływ utraty stabilności i oscylacji płomienia. Przejście od spalania do detonacji. Charakterystyki wybuchowe gazów i pyłów. Metody zabezpieczeniowe.

W 37,38,39,40,41 – Spalanie paliw stałych. Ogólne założenia podstaw przygotowania pyłu węglowego. Ogólna charakterystyka spalania ziaren paliwa stałego. Teoria heterogenicznego spalania. Proces spalania ziarna węgla.

W 42,43,44,45 – Diagnostyka procesów spalania. Pomiar stężeń w płomieniu Sondy analizy ogniowej. Chromatografia gazowa. Spektrometria masowa. Metody spektroskopowe. Pomiar temperatury w płomieniu.

Jarosiński J.: Techniki czystego spalania, WNT, Warszawa, 1996

Kordylewski W.: Spalanie i paliwa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, wyd.5, 2008

Kowalewicz A.: Podstawy procesów spalania, WNT, Warszawa, 2000

Szargut J.: Termodynamika techniczna, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2000

Tomeczek J.: Spalanie węgla. Skrypt Politechniki Śląskiej, 1992.

Literatura obcojęzyczna

Williams F.A.: Combustion Theory, Menlo Road. Benjamin 1985