Az üzemanyag megszerzésének módja szerint megkülönböztetik. Folyékony üzemanyag és jellemzői. Az olaj és felhasználási területei

Az üzemanyagok osztályozása a következő kritériumok szerint történik:

aggregált állapot;

égéshő;

nyersanyagok és gyártási módszerek;

rendeltetése vagy hatálya.

Az aggregáció állapota szerint szilárd, folyékony és gáznemű tüzelőanyagokat különböztetnek meg.

A belső égésű motorok szilárd tüzelőanyagát ritkán használják, és csak gázgenerátorban történő elgázosítás után vagy porított állapotban.

Az 1940-es években a gázüzemű járművek elterjedtek, és pozitív szerepet játszottak, különösen hátul a Nagy Honvédő Háború idején, és több ezer tonna benzint bocsátottak ki a frontra. Az elgázosításhoz általában faéket vagy tőzeget használtak, a közvetlenül az autóra szerelt, viszonylag kompakt gázgenerátorokban pedig a szilárd tüzelőanyagot generátorgázzá dolgozták fel, amely a motorokat hajtotta.

A szén elgázosításra való felhasználásával kapcsolatos kísérletek sikertelenek voltak, mivel az égési zóna gyorsan eltömődött a salakkal. Később az olaj- és olajfinomító ipar fejlődésével a gáztermelő járművek elvesztették korábbi jelentőségüket. A porított szénüzemanyag szintén nem talált alkalmazást magas hamutartalma miatt.

A folyékony üzemanyag a belső égésű motorok fő tüzelőanyaga, minden típusú és célú.

A gáznemű tüzelőanyagok évről évre egyre nagyobb jelentőséget kapnak a folyékony tüzelőanyagok helyettesítőjeként. Számos tulajdonságban felülmúlja a folyékony tüzelőanyagot, ezért alkalmazási területének további bővülésére kell számítani.

Az égéshő szerint az osztályozás fontos azokban az esetekben, amikor az üzemanyagot energiahordozóként kell értékelni, valamint a motorok termikus számításainál, az üzemanyagtartályok térfogatának kiszámításánál stb. Az üzemanyagok három csoportját különböztetjük meg ez az alap:

magas kalóriatartalmú - több mint 42 000 kJ / kg fűtőértékkel;

közepes kalóriatartalmú - 25 000-42 000 kJ / kg fűtőértékkel;

alacsony kalóriatartalmú - 25 000 kJ / kg-nál kisebb fűtőértékkel.

Származási hely szerint osztályozzák az üzemanyagot, ha szükségessé válik a tüzelőanyagok nyersanyagbázisának vagy előállítási módszereinek értékelése, ebben az esetben minden tüzelőanyagot két csoportra osztanak: olajos és nem olaj eredetű.

A nem kőolajból származó üzemanyagokat gyakran alternatív üzemanyagoknak nevezik, hogy szembeállítsák őket a kőolajból származó üzemanyagokkal. Az alternatív üzemanyagok közé tartoznak az alkoholok, a hidrogén és szinte minden típusú szintetikus szénhidrogén üzemanyag, azaz mesterségesen előállított nem kőolaj nyersanyagból, benzinből, gázolajból stb. benzin) .

Mivel az olajfinomítási módszerek elengedhetetlenek a minőségi mutatók értékeléséhez, az üzemanyagok eredet szerinti osztályozása során a kőolaj-üzemanyagok tovább osztályozhatók technológiai jellemzőik szerint. Például a benzineket fel lehet osztani egyenes lefolyású (egyenes lefutású) benzinekre, termikusan vagy katalitikusan krakkolt benzinekre stb.

Az üzemanyagokat a rendeltetési célnak megfelelően szikragyújtású motorokhoz (ezek főként benzinek) való üzemanyagokra osztják, dízel üzemanyagokra, turbóhajtóművek üzemanyagára stb. Ez a besorolás részletesebb is lehet. Például a dízel üzemanyagot megkülönböztetik a nagy sebességű motorokhoz (gépkocsik, traktorok és számos más szállítójármű), közepes és alacsony sebességű dízelmotorok (tengeri, álló) stb.

Az üzemanyag minőségi követelményei
A motorbenzin használata és tárolása során a következő követelmények vonatkoznak.
Magas energiaés az égéstermékek termodinamikai jellemzői. A benzin égése során a maximális hőmennyiség szabaduljon fel, az égéstermékek kis molekulatömegűek, alacsony hőkapacitásúak és hővezető képességűek, valamint a fajlagos gázállandó és az égési hőmérséklet (RT) szorzata magas legyen. ). Magas RT-értéket kívánatos elérni a T növelésével.
Jó pumpálhatóság. A benzint megbízhatóan kell szivattyúzni a járművek üzemanyag-ellátó rendszerén, csővezetékeken, szivattyúkon, vezérlőrendszereken és egyéb egységeken és kommunikáción keresztül bármilyen környezeti körülmény között - alacsony és magas hőmérséklet, különböző nyomás, por és páratartalom.
Optimális párolgás. Tárolási és szállítási körülmények között a párolgást minimálisra kell csökkenteni. Ha motorban használják, a benzinnek olyan illékonysággal kell rendelkeznie, hogy biztosítsa a megbízható gyújtást és az üzemanyag optimális sebességű égését a motorok égésterében.
Minimális korrozivitás. Az üzemanyagok nem tartalmazhatnak olyan alkatrészeket, amelyek tönkreteszik a motor, a tároló és a szállítóeszközök szerkezeti anyagait.
Magas stabilitás tárolási és alkalmazási körülmények között. Az üzemanyagok hosszú ideig nem változtathatják meg a fizikai-kémiai és működési tulajdonságokat.
Nem mérgező. Az égéstermékeknek szintén nem mérgezőnek kell lenniük.

A motorbenzinek tulajdonságai
A benzinek olyan tüzelőanyagok, amelyek 28-2150 °C hőmérséklet-tartományban forrnak le, és kényszergyújtású belső égésű motorokban használhatók. A céltól függően a benzineket autókra és repülőgépekre osztják.
A benzin fő mutatói az ütésállóság, a telített gőznyomás, a frakcionált összetétel, a kémiai stabilitás stb. A kőolaj-üzemanyagok minőségére vonatkozó környezetvédelmi követelmények elmúlt években történő szigorítása korlátozta a benzin aromás szénhidrogén- és kénvegyület-tartalmát.

Kopogásállóság
Detonáció akkor következik be, ha a láng terjedési sebessége a motorban eléri az 1500-2500 m/s értéket a szokásos 20-30 m/s helyett. Az éles nyomásesés következtében detonációs hullám lép fel, amely megzavarja a motor működését, ami túlzott üzemanyag-fogyasztáshoz, teljesítménycsökkenéshez, motor túlmelegedéséhez, a dugattyúk és kipufogószelepek kiégéséhez vezet.

Oktánszám (OC)

Az OC egy feltételes mutató, amely a benzin detonációval szembeni ellenállását jellemzi, és számszerűen megfelel az izooktán és n-heptán modellkeverék robbanási ellenállásának.
Az izooktán OC-jét 100 pontnak, az n-heptánét pedig 0-nak veszik. Motorbenzineknél (kivéve A-76) az OC-t két módszerrel mérik: motoros és kutatási módszerrel. Az oktánszám meghatározása speciális berendezéseken történik a vizsgált tüzelőanyag és az izooktán és az n-heptán referencia keverékeinek égési jellemzőinek összehasonlításával. A teszteket két üzemmódban hajtják végre: kemény (forgattyús tengely fordulatszáma 900 ford./perc, szívókeverék hőmérséklete 149 0С, változó gyújtásidőzítés) és lágy (600 ford./perc, beszívott levegő hőmérséklete 52 0С, gyújtási időzítés 13 fok). Motoros (CHM) és kutatási OC (OCHI) fogadása. A MON és a RON közötti különbséget érzékenységnek nevezik, és a benzin alkalmasságának fokát jellemzi a motor különböző működési feltételeire. Az OCHM és az OCHI közötti számtani átlagot oktánindexnek nevezik, és egyenlő az út oktánszámával, amelyet egyes országok (például az USA) szabványai normalizálnak, és a benzinkutaknál az üzemanyag jellemzőjeként jelzik. eladott.
A különféle eljárások frakcióinak keverésével történő benzingyártásban fontosak az úgynevezett keverési OC-k (OC-k), amelyek eltérnek a számított értékektől. Az SP-k az olajtermék természetétől, a keverékben lévő tartalomtól és számos egyéb tényezőtől függenek. A paraffinos szénhidrogéneknél az NSV 4 ponttal magasabb, mint a tényleges értékek, az aromás szénhidrogéneknél a függés összetettebb. A különbség jelentős lehet, és meghaladhatja a 20 pontot. A keverési oktánszámot is fontos figyelembe venni, amikor oxigént adunk az üzemanyaghoz.

Frakcionált összetétel (FS)

A benzin FS az üzemanyag illékonyságát jellemzi, amelytől függ a motor indítása, az üzemanyag eloszlása ​​a motor hengerei között, az égés hatásfoka és a motor hatásfoka. A párolgást a kifőtt benzinfrakciók 10, 50 és 90 térfogatszázalékos desztillációs hőmérséklete határozza meg. A 10%-os benzin forráspontja jellemzi a kiindulási tulajdonságokat. Határérték alatti hőmérsékleten párazárak képződhetnek a motor táprendszerében, magasabb hőmérsékleten pedig nehézkes a motor indítása. Az Egyesült Államokban a motor indítási tulajdonságait a 70 0C-ig forrásban lévő üzemanyag mennyiségével jellemzik. Az 50%-os forráspont jellemzi a motor egyik üzemmódból a másikba való átmenet sebességét és a benzinfrakciók egyenletes eloszlását a hengereken. A 90%-os frakciók forráspontja és a forrás vége befolyásolja az üzemanyag elégetésének és fogyasztásának teljességét, valamint a motor hengerében lévő égéstérben a szénképződést. A GOST R 51105-97, amely 99.01.01-től érvényes, a benzin FS-ét 70, 100 és 180 0C forrásponton határozzák meg.

Telített gőznyomás (VNP)

A DNP további ötletet ad a benzin illékonyságáról, valamint a gázdugók lehetőségéről a motor táprendszerében. Minél nagyobb a benzin telítési gőznyomása, annál nagyobb az illékonysága. A benzin FS-e szerint kiszámítják a volatilitási indexet.
A nyáron használt benzineknél alacsonyabb a DNP. A kereskedelmi benzin szükséges kiindulási tulajdonságainak biztosítása érdekében összetétele könnyű komponenseket tartalmaz: izomerizátum, alkilát, bután, fr. n.c. - 62 0С.

Kémiai stabilitás (CS)

A benzin tárolása, szállítása és felhasználása során kémiai összetételük megváltozhat az oxidációs és polimerizációs reakciók miatt. Az oxidáció a benzin oktánszámának csökkenéséhez és a szénképződésre való hajlamának növekedéséhez vezet. A koleszterin értékeléséhez a tényleges gyanták tartalmának mutatóit, az oxidáció indukciós periódusát használják.

A benzinben lévő aktív kénvegyületek súlyos korróziót okoznak az üzemanyagrendszerben és a szállítótartályokban; a benzin ezektől az anyagoktól való tisztításának teljességét rézlemezen végzett elemzéssel ellenőrizzük. Az inaktív kénvegyületek nem okoznak korróziót, de az égésük során keletkező gázok a motoralkatrészek gyors kopását okozzák, csökkentik a teljesítményt, rontják a környezeti helyzetet.
Az aromás vegyületek közül az emberi egészségre és életre a legveszélyesebb a benzol és a policiklusos vegyületek. Mérgező hatásukat a szervezetben való oxidáció lehetőségével magyarázzák. Ezzel kapcsolatban a legújabb szabályozási dokumentumok korlátozzák a benzinben megengedett kén-, benzol- és aromás vegyületek mennyiségét.

A motorbenzinek osztályozása

A motorbenzineknek többféle osztályozása létezik. A főbbek (a leggyakrabban használtak): illékonyság szerint, törtösszetétel szerint, az oktánszám értékével.

Párolgási osztályozás

Az alkalmazás éghajlati övezetétől függően a motorbenzinek öt osztályba sorolhatók (lásd 1.1. táblázat). Egy adott térfogaton a desztillációs hőmérséklet meghatározása mellett lehetőség van adott hőmérsékleten az elpárolgott benzin térfogatának meghatározására is. Bevezették az „evapotranszspirációs index” (EI) mutatót is. A benzin AI jellemzi a benzin illékonyságát és annak hajlamát arra, hogy gőzzárakat képezzen a telített gőznyomás és az elpárolgott benzin térfogatának bizonyos kombinációja mellett 70 0 C hőmérsékleten. Az AI kiszámítása a következő képlettel történik:

ahol DNP - telített gőznyomás, kPa; V70 - az elpárolgott benzin térfogata 70 0C hőmérsékleten,%.

A motorbenzinek osztályozása illékonyság szerint

Osztályozás frakcionált összetétel szerint

A frakcionált összetételtől függően a motorbenzineket télire és nyárira osztják: télen minden forráspont alacsonyabb, mint nyáron. Ez nagyban megkönnyíti a motorok indítását alacsony hőmérsékleten télen, és csökkenti a párazáródás kockázatát a meleg évszakban nyáron.

Oktánszám szerinti osztályozás

Az oktánszámtól függően négy márkájú benzint telepítenek a kutatási módszer szerint: Normal-80, Regular-92, Premium-95 és Super-98 (lásd 1.2. táblázat). A Normal-80 benzint teherautókhoz szánják az AI-80 benzinnel együtt. A "Regular-92" benzin az ólmozott A-93 helyett autók üzemeltetésére szolgál. A Premium-95 és Super-98 autóbenzinek teljes mértékben megfelelnek az európai követelményeknek, versenyképesek az olajpiacon, és elsősorban Oroszországban üzemeltetett külföldi autókhoz készültek.

A motorbenzinek osztályozása oktánszám szerint

A motorbenzinek jellemzői. Normák és minőségi követelmények. A készítmény közepes komponensei

A GOST 2084-77 szerint előállított összes benzin, a volatilitási mutatóktól függően, nyári és téli szakaszokra van osztva. A téli benzineket az északi és északkeleti régiókban minden évszakban, más régiókban pedig október 1-től április 1-ig szánják. Nyári - az északi és északkeleti régiók kivételével minden területen használható április 1-től október 1-ig; a déli régiókban minden évszakban megengedett a nyári benzin használata.

A motorbenzinek jellemzői

Forrás: GOST 2084 - 77

A GOST 2084-77 szerint előállított motorbenzin paraméterei jelentősen eltérnek az elfogadott nemzetközi szabványoktól, különösen a környezetvédelmi követelmények tekintetében. Az orosz benzinek versenyképességének növelése és minőségének az európai szabványok szintjére történő emelése érdekében a GOST R 51105-97 „Belső égésű motorok üzemanyagai. Ólommentes benzin. Specifikációk”, amely 1999. január 1-jén lép hatályba. Ez a szabvány nem helyettesíti a GOST 2084-77 szabványt, amely előírja az ólmozott és ólommentes benzinek gyártását is. A GOST R 51105-97 szerint csak ólommentes benzint gyártanak (a maximális ólomtartalom nem haladhatja meg a 0,01 g/dm3-t).
A GOST R 51105-97 szerinti motorbenzin minőségére és illékonysági jellemzőire vonatkozó normákat és követelményeket a táblázat tartalmazza.

A kazánházakban használt folyékony tüzelőanyag fő típusa a fűtőolaj, az olajfinomítás végterméke.

A fűtőolajok fő jellemzői: viszkozitás, dermedéspont

A mechanizmusok és rendszerek megbízható és tartós működéséhez az üzemanyagnak és a kenőanyagoknak meg kell felelniük a GOST követelményeinek. Ugyanakkor az üzemanyag-kenőanyagok minőségét jellemző fő kritérium a fizikai-kémiai tulajdonságok. Tekintsük a főbbeket.

A sűrűség az egységnyi térfogatban lévő anyag tömege. Tegyen különbséget az abszolút és a relatív sűrűség között.

Az abszolút sűrűséget a következőképpen határozzuk meg:

ahol p - sűrűség, kg/m3; m az anyag tömege, kg; V - térfogat, m3.

A sűrűség számít a tartályokban lévő üzemanyag tömegének meghatározásakor. Bármely folyadék sűrűsége, beleértve az üzemanyagot is, a hőmérséklettel változik. A legtöbb kőolajtermék esetében a sűrűség csökken a hőmérséklet emelkedésével, és növekszik a hőmérséklet csökkenésével. A gyakorlatban gyakran dimenzió nélküli mennyiséggel – relatív sűrűséggel – van dolgunk. Az olajtermék relatív sűrűsége a meghatározási hőmérsékleten mért tömegének és a 4 °C-os víz tömegének aránya azonos térfogatban, mivel 1 liter víz tömege 4 °C-on pontosan 1 kg. A relatív sűrűséget (fajsúly) 20 4 p-nak jelöljük. Például, ha 1 liter benzin 20 °C-on 730 g, és 1 liter víz 4 °C-on 1000 g, akkor a benzin relatív sűrűsége:

A 20 4 r olajtermék relatív sűrűségét általában a normál hőmérséklethez (+20 ° C) kapcsolódó értékként fejezik ki, amelynél a sűrűségértékeket az állami szabvány szabályozza. Az olajtermék minőségét jellemző útlevelekben +20 °C hőmérsékleten is feltüntetik a sűrűséget. Ha a t 4 p sűrűséget más hőmérsékleten ismerjük, akkor az értékéből ki lehet számítani a sűrűséget 20 ° C-on (azaz a tényleges sűrűséget standard körülményekre kell hozni) a következő képlet segítségével:

ahol Y a sűrűség átlagos hőmérsékleti korrekciója, az az érték, amelyet a mért sűrűség t 4 p értékétől függően kell felvenni a Kőolajtermékek sűrűségének hőmérsékleti korrekciói táblázat szerint

A sűrűséget tömegsűrűségnek tekintve a t V térfogat és a t 4 p sűrűség (azonos t hőmérsékleten mérve) határozza meg az üzemanyag tömegét a mért hőmérsékleten:

A hőmérséklet emelkedésével az olajtermékek térfogata növekszik, és a képlet határozza meg:

ahol 2 V az olajtermék térfogata, amikor a hőmérséklet 1 °C-kal emelkedik; 1 V az olajtermék kezdeti térfogata; delta t - hőmérséklet-különbség; B - olajtermék térfogat-tágulási együtthatója Az olajtermékek térfogat-tágulási együtthatói a sűrűségtől függően +20 °С per 1 °С

A sűrűségmérés leggyakoribb módszerei a hidrometriás, piknometriás és hidrosztatikus mérési módszerek. Az utóbbi időben sikeresen fejlesztették ki az automatikus módszereket: vibrációs, ultrahangos, radioizotópos, hidrosztatikus.

Viszkozitás - a folyadékrészecskék azon tulajdonsága, hogy ellenállnak a kölcsönös mozgásnak külső erő hatására. Különbséget kell tenni dinamikus és kinematikus viszkozitás között. Gyakorlatilag jobban érdekli a kinematikai viszkozitás, amely megegyezik a dinamikus viszkozitás és a sűrűség arányával.

A folyadék viszkozitását kapilláris viszkoziméterrel határozzuk meg, és stoke-ban (C) mérjük, melynek mértékegysége mm2/s. A kőolajtermékek kinematikai viszkozitását a GOST 33-82 szerint határozzák meg a VPZh-1, VPZh-2 és Pinkevich kapilláris viszkoziméterekben (5. ábra). Az átlátszó folyadékok viszkozitását pozitív hőmérsékleten VPZh-1 viszkoziméterekkel határozzuk meg. A VPZh-2 és Pinkevich viszkozimétereket különféle hőmérsékletekhez és folyadékokhoz használják. A nagy sebességű dízelmotorokban való használatra szánt üzemanyag kinematikai viszkozitása 20 °C-on, alacsony fordulatszámon 50 °C-on, motorolajokon 100 °C-on van szabványosítva. A kapilláris viszkoziméterben a kinematikai viszkozitás meghatározása azon alapul, hogy a folyadék viszkozitása egyenesen arányos a lamináris áramlást biztosító kapillárison való átfolyási idővel. A Pinkevich viszkoziméter különböző átmérőjű, egymással összekötő csövekből áll. Minden viszkoziméternél fel van tüntetve annak C állandója, amely a kalibráló folyadék viszkozitásának aránya 20 V-hoz 20 ° C-on és a 20 t folyadék áramlási idejéhez, saját tömegének hatására 20 ° C-on is. C a 2. kötettől az a jeltől a b jelig a 3. kapillárison át a 4-es kiterjesztésig:

Az olajtermék viszkozitását t ° C hőmérsékleten a következő képlet határozza meg:

A frakcionált összetételt a GOST 2177-82 szerint határozzák meg egy speciális eszközzel. Ehhez a vizsgált tüzelőanyagból 100 ml-t öntünk az 1. lombikba, és felforraljuk. Az üzemanyaggőzök bejutnak a 3 hűtőszekrénybe, ahol lecsapódnak, majd folyékony fázis formájában a 4 mérőhengerbe jutnak. A desztilláció során rögzítik azt a hőmérsékletet, amelyen 10, 20, 30% stb. forr el. vizsgálta az üzemanyagot. A desztillációt akkor fejezzük be, ha a legmagasabb hőmérséklet elérése után enyhe csökkenést észlelünk. A lepárlási eredmények alapján felrajzoljuk a vizsgált tüzelőanyag frakcionált desztillációs görbéjét.

Az első a kiindulási frakció, amelyet az üzemanyag 10%-ának kiforrása okoz, és a kiindulási tulajdonságait jellemzi. Minél alacsonyabb ennek a frakciónak a forráspontja, annál jobb a motor beindítása. Téli benzineknél szükséges, hogy az üzemanyag 10% -a 55 ° C-nál nem magasabb hőmérsékleten forrjon el, nyári benzineknél pedig legfeljebb 70 ° C-on.

A benzin másik részét, amely 10-90%-ban kiforr, munkafrakciónak nevezzük. Párolgási hőmérséklete nem lehet magasabb, mint 160 ... 180 °C.

A 90%-os forrásponttól a forrás végéig tartó tartományban lévő benzin nehéz szénhidrogénei vég- vagy végfrakciók, amelyek nagyon nemkívánatosak az üzemanyagban. Ezeknek a frakcióknak a jelenléte negatív jelenségekhez vezet a motor működése során: az üzemanyag tökéletlen égése, az alkatrészek megnövekedett kopása a kenőanyagnak a hengerbetétekből való lemosása és a motorolaj hígítása miatt, a dízel üzemanyag teljesítményének növekedése A dízel üzemanyagot kompressziós gyújtású motorokban, úgynevezett dízelekben használják. A levegőt és az üzemanyagot külön táplálják be az égéstérbe. Szívás közben friss levegő jut a hengerbe; a második kompressziós löket során a levegőt 3 ... 4 MPa (30 ... 40 kgf / cm2) nyomásra sűrítik. A sűrítés hatására a levegő hőmérséklete eléri az 500 ... 700 °C-ot. A sűrítés végén az üzemanyagot a motor hengerébe fecskendezik, munkakeveréket képezve, amely felmelegszik az öngyulladási hőmérsékletre és meggyullad.

A befecskendezett tüzelőanyagot egy fúvóka porlasztja, amelyet az égéstérben vagy az előkamrában helyeznek el. Az üzemanyagcseppek átlagos átmérője körülbelül 10 ... 15 mikron.

A karburátoros motorokhoz képest a dízelmotorok rendkívül gazdaságosak, mivel nagyobb sűrítési aránnyal (4 ... 10 helyett 12 ... 20) és légfelesleg arány = 5,1 ... 4,1 mellett működnek. Ennek eredményeként fajlagos üzemanyag-fogyasztásuk 25 ... 30%-kal alacsonyabb, mint a karburátoros motoroké.

A dízelmotorok üzembiztosabbak és tartósabbak, jobb a gázreakciójuk, pl. könnyebb lendületet venni és leküzdeni a túlterheléseket. Ugyanakkor a dízelmotorok nehezebben gyárthatók, nagyobb méretűek és kisebb az egységnyi tömegre vetített teljesítményük. De a gazdaságosabb és megbízhatóbb működés alapján a dízelmotorok sikeresen versenyeznek a karburátoros motorokkal.

A dízelmotor hosszú távú és gazdaságos működésének biztosítása érdekében a dízel üzemanyagnak meg kell felelnie a következő követelményeknek:

jó keverékképződéssel és gyúlékonysággal rendelkeznek;

megfelelő viszkozitásúak;

jó szivattyúzhatósággal rendelkeznek különböző környezeti hőmérsékleteken;

A dízel üzemanyag azon tulajdonságát, amely a dízelmotor lágy vagy kemény működését jellemzi, öngyulladása alapján értékelik. Ezt a jellemzőt a teszt- és a referencia-tüzelőanyaggal működő dízelmotor összehasonlításával határozzák meg. Egy becsült mutató az üzemanyag cetánszáma.

A dízelhengerekbe kerülő üzemanyag nem azonnal gyullad meg, hanem egy bizonyos idő elteltével, amelyet öngyulladási késleltetési periódusnak nevezünk. Minél kisebb, annál gyorsabban ég el az üzemanyag a dízelhengerekben. A gáznyomás simán megemelkedik, a motor egyenletesen jár (éles kopogások nélkül). Hosszú öngyulladási késleltetés mellett az üzemanyag rövid időn belül kiég, a gáznyomás szinte azonnal megnő, így a dízelmotor keményen dolgozik (kopogással). Minél magasabb a cetánszám, minél rövidebb a dízel üzemanyag öngyulladási késleltetési ideje, annál enyhébbre szokták becsülni a dízel üzemanyag öngyulladását a referencia üzemanyagok öngyulladásával összehasonlítva. Referencia-üzemanyagként a normál paraffinos szénhidrogén-cetánt (C16H34) használjuk, amelynek rövid az öngyulladás késleltetési ideje (a cetán öngyulladását hagyományosan 100-nak nevezik), valamint az aromás szénhidrogént, a metilnaftalint C10H7CH3, amelynek hosszú öngyulladása van. gyújtáskésleltetési periódus (az öngyulladását hagyományosan 0-nak tekintik) a motor jár.

A tüzelőanyag cetánszáma számszerűen megegyezik a metilnaftalinnal alkotott keverékében lévő cetán százalékos arányával, amely az égés természeténél fogva (öngyulladással) egyenértékű a vizsgált tüzelőanyaggal. Referencia-üzemanyagokkal 0 és 100 között tetszőleges cetánszámú keverékek állíthatók elő.

A cetánszám háromféleképpen határozható meg: villanások egybeesésével, öngyulladási késleltetéssel és a kritikus tömörítési arány alapján. A dízel üzemanyagok cetánszámát általában az IT9-3, IT9-3M vagy ITD-69 (GOST 3122-67) telepítéseken a "véletlen villanások" módszerével határozzák meg. Ezek egyhengeres, négyütemű motorok kompressziós gyújtással. Változtatható sűrítési arányú a motor? = 7 ... 23. Az üzemanyag-befecskendezési szög 13°-ra van beállítva a felső holtpont (TDC) előtt. A tömörítés mértékének változtatásával elérik, hogy a gyulladás szigorúan a V.M.T. A dízel üzemanyagok cetánszámának meghatározásakor az egyhengeres motor tengelyfordulatszámának szigorúan állandónak kell lennie (n = 900 ± 10 ford./perc).

Ezt követően két referencia-tüzelőanyag-mintát választanak ki, amelyek közül az egyik a villanások egybeesését (azaz 13°-os öngyulladási késleltetést) ad meg alacsonyabb sűrítési arány mellett, a második pedig nagyobb sűrítési arány mellett.

Interpolációval cetán és -metilnaftalin keverékét találjuk, amely ekvivalens a vizsgált üzemanyaggal, és így megállapítható a cetánszáma.

Az üzemanyagok cetánszáma a szénhidrogén-összetételüktől függ. A legmagasabb cetánszámok normál szerkezetű paraffinos szénhidrogéneket tartalmaznak. Az aromás szénhidrogének cetánszáma a legalacsonyabb.

A dízel üzemanyagok optimális cetánszáma 40-50. A CN-t tartalmazó üzemanyagok használata< 40 приводит к жесткой работе двигателя, а ЦЧ >50 - a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás növekedéséhez az égés teljességének csökkenése miatt.

Üzemanyag- éghető anyagokról van szó, amelyek az égés során jelentős mennyiségű hőt szabadítanak fel, amelyet közvetlenül a technológiai folyamatokban használnak fel, vagy más típusú energiává alakítanak át. Ide tartoznak a szerves eredetű ásványok - szén, éghető gázok, olajpala, olaj, tőzeg, valamint fa és növényi hulladék.

Az atomenergiában a nukleáris üzemanyag fogalmát használják- olyan anyag, amelynek atommagjai a neutronok hatására felosztódnak, miközben energiát szabadítanak fel főként az atommagok és neutronok hasadási töredékeinek kinetikus energiája formájában.

Hagyományos vegyi üzemanyag, a nukleárissal ellentétben szervesnek nevezik, és azt jelenleg a fő hőforrás.

Az üzemanyagok termikus jellemzőinek elemzéséhez, a gázok összetételének meghatározásához és egyéb számításokhoz ismerni kell az egyes tüzelőanyagok kémiai szerkezetét. A szilárd és folyékony tüzelőanyagok szerves része nagyszámú összetett kémiai vegyületből áll, amelyek főleg öt kémiai elemet tartalmaznak: szén VAL VEL, hidrogén H, oxigén RÓL RŐL, kén Sés nitrogén N. Ezenkívül az üzemanyag ásványi szennyeződéseket tartalmaz Aés nedvesség W együtt reprezentálja a külső tüzelőanyag-ballasztot.

A szilárd, folyékony és gáznemű tüzelőanyagok kémiai összetételét nem a vegyületek száma, hanem a kémiai elemek össztömege határozza meg (százalékban 1 kg vagy 1 köbméter tüzelőanyagra vonatkoztatva), azaz. határozza meg az üzemanyag elemi összetételét. Három fő elemi tüzelőanyag-összetétel létezik:

1) az üzemanyag üzemi tömege C+H+O+N+S+A+W=100%;

2) az üzemanyag száraz tömege C+H+O+N+A=100%;

3) az üzemanyag éghető tömege C+ H+O+N=100%.

A munkatömegnek a tüzelőanyag tömegét tekintjük abban a formában, ahogyan az belép a vállalkozásba.

Ha az üzemanyagot 102-105ºС-ra melegítjük, akkor a nedvesség elpárolog, majd száraz üzemanyag tömeget kapunk. Az éghető tömeg neve feltételes; mivel tartalmaz a nitrogén és az oxigén nem éghető elemekés alkotják a belső tüzelőanyag-ballasztot. A nitrogén és az oxigén hozzájárul az üzemanyag égési folyamatához.

Az éghető fűtőelemek a szén, a hidrogén és a kén.. A szén az üzemanyag fő, éghető eleme. Magas fűtőértéke (33 600 kJ/kg), és az üzemanyag üzemi tömegének nagy részét teszi ki (szilárd tüzelőanyagoknál 50-75%, fűtőolajoknál 80-85%). A hidrogénnek magas a fűtőértéke (kb. 130 000 kJ/kg), de mennyisége a szilárd tüzelőanyagban kicsi ( H= 2-6%) és valamivel több folyadékban (kb. 10%). Ezáltal a folyékony tüzelőanyagok fűtőértéke magasabb, mint a szilárd üzemanyagoké.

A kén alacsony fűtőértékű (9000 kJ/kg). Tüzelőanyag-tartalma alacsony ( S\u003d 0,2-4%), ezért a ként, mint éghető összetevőt, nem értékelik.

A kén-oxidok égéstermékekben való jelenléte bizonyos koncentrációkban veszélyes az élőlényekre és a növényekre, és bizonyos intézkedéseket és eszközöket igényel annak a légkörben való megkötéséhez vagy szétoszlatásához.

ÜZEMANYAG-TÍPUSOK. ÜZEMANYAG OSZTÁLYOZÁS

D. I. Mengyelejev meghatározása szerint „az üzemanyag olyan éghető anyag, amelyet szándékosan égetnek el hőtermelés céljából”.

Jelenleg az „üzemanyag” kifejezés minden olyan anyagot magában foglal, amely energiaforrásként szolgál (például nukleáris üzemanyag).

Az üzemanyag származás szerint a következőkre oszlik:

Természetes tüzelőanyagok (szén, tőzeg, olaj, olajpala, fa stb.)

Mesterséges tüzelőanyag (motorüzemanyag, generátorgáz, koksz, brikett stb.).

Aggregáltsági állapota szerint szilárd, folyékony és gáznemű tüzelőanyagra, felhasználási rendeltetése szerint energetikai, technológiai és háztartási tüzelőanyagra. A legmagasabb követelmények az energetikai tüzelőanyagokra vonatkoznak, míg a minimális követelmények a háztartási tüzelőanyagokra vonatkoznak.

Szilárd tüzelőanyag - fa és növényi tömeg, tőzeg, agyagpala, barnaszén, szén.

Folyékony üzemanyag - olajfinomítás termékei (fűtőolaj).

Gáznemű tüzelőanyag - földgáz; az olajfinomítás során keletkezett gáz, valamint a biogáz.

Nukleáris üzemanyag - hasadó (radioaktív) anyagok (urán, plutónium).

A fosszilis tüzelőanyag, pl. szén, olaj, földgáz teszik ki az összes energiafogyasztás túlnyomó részét. A fosszilis tüzelőanyagok képződése az összes geológiai képződményben lerakódott növény- és faunamaradványokon sok évszázadon át tartó termikus, mechanikai és biológiai hatások eredménye. Mindezek az üzemanyagok szénalapúak, és az energia elsősorban szén-dioxid képződésével szabadul fel belőlük.

SZILÁRD TÜZELŐANYAG. FŐ JELLEMZŐK

szilárd tüzelőanyag . A fosszilis szilárd tüzelőanyagok (a pala kivételével) a növények szerves tömegének bomlásának termékei. Közülük a legfiatalabb - tőzeg - sűrű tömeg , mocsári növények elpusztult maradványaiból alakult ki. A következő a „korban” a barnaszén - földes vagy fekete homogén tömeg, amely a levegőben való hosszú távú tárolás során részben oxidálódik („mállott”) és porrá morzsolódik. Ezután jönnek a szenek, amelyek általában nagyobb szilárdságúak és kisebb porozitásúak. A legrégebbiek - antracitok - szerves tömege a legnagyobb változáson ment keresztül, és 93%-ban szénből áll. Az antracit nagy keménységű.

A világ geológiai szénkészletét szabványos üzemanyagban kifejezve 14 000 milliárd tonnára becsülik, amelynek fele megbízható (Ázsia - 63%, Amerika - 27%). A legnagyobb szénkészletekkel az Egyesült Államok és Oroszország rendelkezik. Jelentős tartalékok állnak rendelkezésre Németországban, Angliában, Kínában, Ukrajnában és Kazahsztánban.

A teljes szénmennyiség egy 21 km-es oldalú kockaként ábrázolható, amelyből évente egy 1,8 km-es „kockát” vesz ki az ember. Ilyen fogyasztási ütem mellett a szén körülbelül 1000 évig kitart. De a szén nehéz, kényelmetlen tüzelőanyag, amely sok ásványi szennyeződést tartalmaz, ami megnehezíti a használatát. Tartalékai rendkívül egyenlőtlenül oszlanak meg. A leghíresebb szénlelőhelyek: Donbass (szénkészletek 128 milliárd tonna), Pechora (210 milliárd tonna), Karaganda (50 milliárd tonna), Ekibastuz (10 milliárd tonna), Kuznyeck (600 milliárd tonna) , Kansk-Achinsk (600 milliárd tonna) ). Irkutszk (70 milliárd tonna) medencékben. A világ legnagyobb szénlelőhelyei a Tungusszkoje (2300 milliárd tonna – a világ készleteinek több mint 15%-a) és a Lenskoye (1800 milliárd tonna – a világ készleteinek csaknem 13%-a).

A szénbányászat bányászati ​​módszerrel történik (több száz méter mélységtől több kilométeres mélységig), vagy külszíni bányászat formájában. Már a szénbányászat és -szállítás szakaszában, fejlett technológiák alkalmazásával elérhető a szállítási veszteségek csökkentése. A szállított szén hamu- és nedvességtartalmának csökkentése.

A megújuló szilárd tüzelőanyag a fa. Részesedése a világ energiamérlegében ma már rendkívül csekély, de egyes régiókban a fát (és gyakrabban a hulladékát) is felhasználják tüzelőanyagként.

A brikett szilárd tüzelőanyagként is használható - finom szén és tőzeg mechanikus keveréke kötőanyagokkal (bitumen stb.), amelyet speciális préseken 100 MPa nyomásig préselnek.

FOLYÉKONY ÜZEMANYAG. FŐ JELLEMZŐK

Folyékony üzemanyag. Szinte minden folyékony tüzelőanyagot még mindig olajfinomítással nyernek. Az olaj, egy folyékony fosszilis tüzelőanyag, egy barna folyadék, amely oldatban gáznemű és illékony szénhidrogéneket tartalmaz. Sajátos gyantás illata van. Az olaj desztillációja során számos nagy műszaki jelentőségű terméket nyernek: benzint, kerozint, kenőolajokat, valamint vazelint, amelyeket az orvostudományban és az illatszeriparban használnak.

A nyersolajat 300-370 °C-ra melegítik, majd a keletkező gőzöket olyan frakciókra diszpergálják, amelyek különböző hőmérsékleteken tª kondenzálódnak: cseppfolyósított gáz (körülbelül 1% hozam), benzin (körülbelül 15%, tª = 30-180 °C) . Kerozin (körülbelül 17%, tª=120 - 135°С), dízel (kb. 18%, tª=180 - 350°С). A folyékony maradékot, amelynek kezdeti forráspontja 330-350°C, fűtőolajnak nevezzük. A fűtőolaj a motorüzemanyaghoz hasonlóan szénhidrogének összetett keveréke, amely főleg szenet (84-86%) és hidrogént (10-12%) tartalmaz.

A számos mezőről származó olajból nyert fűtőolaj sok ként tartalmazhat (akár 4,3%), ami nagymértékben megnehezíti a berendezések és a környezet védelmét az égés során.

A fűtőolaj hamutartalma nem haladhatja meg a 0,14%-ot, a víztartalma pedig az 1,5%-ot. A hamu összetétele vanádium, nikkel, vas és más fémek vegyületeit tartalmazza, ezért gyakran használják nyersanyagként például vanádium előállításához.

A kazánházak és erőművek kazánjaiban általában fűtőolajat égetnek, a háztartási fűtőberendezésekben - háztartási fűtőolajat (közepes frakciók keveréke).

A világ geológiai olajkészletét 200 milliárd tonnára becsülik, ebből 53 milliárd tonnát. megbízható tartalékokat képeznek. Az összes bizonyított olajkészlet több mint fele a Közel-Kelet és a Közel-Kelet országaiban található. Nyugat-Európa országaiban, ahol magasan fejlett iparágak vannak, viszonylag kis olajkészletek koncentrálódnak. A feltárt olajkészletek folyamatosan növekszenek. A növekedés elsősorban a tengeri polcoknak köszönhető. Ezért a szakirodalomban elérhető összes olajtartalék-becslés feltételes, és csak egy nagyságrendet jellemez.

A világ összes olajkészlete alacsonyabb, mint a széné. De az olaj használhatóbb üzemanyag. Főleg átdolgozott formában. A kúton való felemelkedés után az olaj elsősorban olajvezetékeken, vasúton vagy tartályhajókon keresztül jut el a fogyasztókhoz. Ezért a szállítási komponens jelentős szerepet játszik az olaj költségében.

GÁZ ÜZEMANYAG. FŐ JELLEMZŐK

gáznemű tüzelőanyag. A gáznemű tüzelőanyagok közé elsősorban a földgáz tartozik. Ezek a tisztán gázmezőkből előállított gázok, az olajmezőkből származó kapcsolódó gázok, a kondenzátummezőkből származó gázok, a szénbányák metánja stb. Fő komponense a metán CH 4; emellett a különböző mezőkből származó gáz kis mennyiségben tartalmaz nitrogén N 2 -t, magasabb szénhidrogéneket СnНm , szén-dioxid CO 2 -t. A földgáz kitermelése során kénvegyületektől megtisztul, de ezek egy része (főleg kénhidrogén) megmaradhat.

Az olaj kitermelése során felszabadul az úgynevezett társított gáz, amely kevesebb metánt tartalmaz, mint a földgáz, de több magasabb szénhidrogént tartalmaz, és ezért több hőt bocsát ki az égés során.

Az iparban és különösen a mindennapi életben széles körben használják az olaj elsődleges feldolgozása során nyert cseppfolyósított gázt és a kapcsolódó kőolajgázokat. Műszaki propánt (legalább 93% C 3 H 8 + C 3 H 6), műszaki butánt (legalább 93% C 4 H 10 + C 4 H 8) és ezek keverékeit állítják elő.

A világ geológiai gázkészletét 140-170 billió m³-re becsülik.

A földgáz lerakódásokban helyezkedik el, amelyek vízálló réteg (agyag típusú) "kupolák", amelyek alatt porózus közegben (homokkőben) nyomás alatt van a főleg metán CH 4-ből álló gáz. A kút kijáratánál a gázt megtisztítják a homok-szuszpenziótól, kondenzátumcseppektől és egyéb zárványoktól, és a 0,5-1,5 m átmérőjű és több ezer kilométer hosszú fő gázvezetékbe táplálják. A gázvezetékben a gáznyomást 5 MPa-on tartják 100-150 m-enként beépített kompresszorok segítségével, melyeket gázt fogyasztó gázturbinák forgatnak. A gázvezetékben a nyomás fenntartásához szükséges teljes gázfogyasztás a teljes szivattyúzott mennyiség 10-12%-a. Ezért a gáznemű tüzelőanyag szállítása nagyon energiaigényes.

A biogázt, a szerves hulladékok (trágya, növényi maradványok, szemét, szennyvíz stb.) anaerob fermentációjának (fermentációjának) termékét az utóbbi időben egyre több helyen alkalmazzák. Kínában már több mint egymillió biogázgyár működik különféle hulladékkal (az UNESCO szerint akár 7 millió is). Japánban a biogáz források az előválogatott háztartási hulladékok lerakói. „Gyári”, napi 10-20 m³ gáz kapacitással. 716 kW teljesítményű kiserőmű tüzelőanyagát biztosítja.

A nagy állattenyésztési komplexumok hulladékának anaerob lebontása lehetővé teszi a környezetszennyezés rendkívül akut problémájának megoldását a folyékony hulladékkal, biogázzá (kb. 1 köbméter naponta szarvasmarha egységenként) és kiváló minőségű műtrágyákká alakítva.

A hidrogén nagyon ígéretes tüzelőanyag, amelynek fajlagos energiaintenzitása háromszorosa az olajéhoz képest. A hidrogéntartalékok kimeríthetetlenek, és nem kapcsolódnak a bolygó egyetlen régiójához sem. A hidrogént kötött állapotban a vízmolekulák (H 2 O) tartalmazzák. Égéskor víz keletkezik, amely nem szennyezi a környezetet. A hidrogén kényelmesen tárolható, csővezetékeken keresztül elosztva és alacsony költséggel szállítható.

Jelenleg a hidrogént elsősorban földgázból nyerik, a közeljövőben a szén elgázosítása során lehet majd hozzájutni. Az elektrolízis folyamatát a hidrogén kémiai energiájának megszerzésére is használják. Ez utóbbi módszernek jelentős előnye van, mivel a környezet oxigéndúsításához vezet. A hidrogénüzemanyag széleskörű alkalmazása három sürgető problémát oldhat meg:

A szerves és nukleáris üzemanyag fogyasztásának csökkentése;

A növekvő energiaszükséglet kielégítése;

Csökkentse a környezetszennyezést.

NUKLEÁRIS ÜZEMANYAG. OSZTÁLYOZÁS ÉS ALKALMAZÁS

Nukleáris üzemanyag. A nukleáris üzemanyag egyetlen természetes típusa az urán és a tórium nehéz magjai. A 235 U izotóp hasadása során a lassú neutronok hatására hő formájában energia szabadul fel, aminek 1/140 része a természetes uránban. Nyersanyagként 238 U és 239 Th használható fel, amelyek neutronokkal besugározva új nukleáris üzemanyaggá alakulnak - 239 Pu és 239 U. Az 1 kg uránban található összes atommag hasadásakor energia szabadul fel 2 10 7 kWh, ami 2,5 ezer tonna kiváló minőségű, 35 MJ/kg (8373 kcal/kg) fűtőértékű kőszénnek felel meg.

A nukleáris üzemanyagot két típusra osztják:

• Természetes urán, amely 235 U hasadó atommagot tartalmaz, valamint 238 U nyersanyagokat, amelyek neutronbefogáskor képesek plutónium 239 Pu képzésére;
• A természetben nem előforduló másodlagos tüzelőanyag, ideértve az első típusú üzemanyagból nyert 239 Pu-t, valamint a neutronok 232 Th tóriummag általi befogása során keletkező 233 U izotópot.

A kémiai összetétel szerint a nukleáris üzemanyag lehet:

• Fém, beleértve az ötvözeteket is;
• Oxid (például UO 2);
• Keményfém (pl. PuC 1-x)
• nitrid
• Vegyes (PuO 2 + UO 2)

Alkalmazás. A nukleáris üzemanyagot atomreaktorokban használják, ahol általában hermetikusan lezárt fűtőelemekben (FEL-ekben) tárolják néhány centiméter méretű pellet formájában.

A nukleáris üzemanyagra magas követelmények vonatkoznak a fűtőelemek burkolataival való kémiai kompatibilitásra, megfelelő olvadási és párolgási hőmérséklettel, jó hővezető képességgel, neutronbesugárzáskor kis térfogatnövekedéssel és gyárthatósággal kell rendelkeznie.

A fémes uránt viszonylag ritkán használják nukleáris üzemanyagként. Maximális hőmérséklete 660 °C-ra korlátozódik. Ezen a hőmérsékleten fázisátalakulás következik be, amelyben az urán kristályszerkezete megváltozik. A fázisátalakulás az urán térfogatának növekedésével jár, ami a fűtőelem burkolatának tönkremeneteléhez vezethet. Hosszan tartó, 200-500°C hőmérséklet-tartományban történő besugárzás esetén az urán sugárzásnövekedésnek van kitéve. Ez a jelenség az, hogy a besugárzott uránrúd megnyúlik. Kísérletileg az uránrúd hosszának másfélszeres növekedését figyelték meg.

A fémurán felhasználása, különösen 500 °C feletti hőmérsékleten, a duzzadása miatt nehézkes. A maghasadás után két hasadási töredék keletkezik, amelyek össztérfogata nagyobb, mint egy urán (plutónium) atom térfogata. Az atomok egy része - a hasadási töredékek gázatomok (kripton, xenon stb.). A gázatomok felhalmozódnak az urán pórusaiban, és belső nyomást hoznak létre, amely a hőmérséklet emelkedésével nő. A hasadási folyamatban az atomok térfogatának változása és a gázok belső nyomásának növekedése miatt az urán és más nukleáris üzemanyagok duzzadni kezdenek. A duzzanat alatt az atommaghasadáshoz kapcsolódó nukleáris üzemanyag térfogatának relatív változását értjük.

A duzzanat a tüzelőanyag-rudak égésétől és hőmérsékletétől függ. A hasadási töredékek száma az égéssel, a belső gáznyomás pedig az égéssel és a hőmérséklettel növekszik. A nukleáris üzemanyag duzzadása a fűtőelem burkolatának tönkremeneteléhez vezethet. A nukleáris üzemanyag kevésbé hajlamos a duzzadásra, ha jó mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. A fémurán egyszerűen nem vonatkozik az ilyen anyagokra. Ezért a fémes urán nukleáris üzemanyagként való felhasználása korlátozza az égést, ami az atomenergia gazdaságosságának egyik fő becslése.

Az üzemanyag sugárzásállósága és mechanikai tulajdonságai javulnak az uránötvözés után, amelynek során kis mennyiségű molibdént, alumíniumot és egyéb fémeket adnak az uránhoz. A dopping adalékok csökkentik a hasadási neutronok számát egy nukleáris üzemanyag általi neutronbefogásonként. Ezért az uránhoz való ötvözőadalékokat általában olyan anyagok közül választják, amelyek gyengén elnyelik a neutronokat.

A jó nukleáris üzemanyagok közé tartozik néhány tűzálló uránvegyület: oxidok, karbidok és intermetallikus vegyületek. A legszélesebb körben használt kerámia - urán-dioxid UO 2 . Olvadáspontja 2800 ° C, sűrűsége - 10,2 t / m 3. Az urán-dioxidnak nincs fázisátalakulása, és kevésbé hajlamos a duzzadásra, mint az uránötvözetek. Ezzel akár több százalékkal is növelheti a kiégést. Az urán-dioxid magas hőmérsékleten nem lép kölcsönhatásba cirkóniummal, nióbiummal, rozsdamentes acéllal és más anyagokkal. A kerámia fő hátránya az alacsony hővezető képesség - 4,5 kJ/(m·K), ami korlátozza a reaktor fajlagos teljesítményét az olvadási hőmérséklet szempontjából. Így az urán-dioxiddal működő VVER reaktorokban a maximális hőáram-sűrűség nem haladja meg az 1,4 10 3 kW/m 2 -t, míg a fűtőelem-rudakban a maximális hőmérséklet eléri a 2200 °C-ot. Ezenkívül a forró kerámiák nagyon törékenyek és megrepedhetnek.

A plutónium alacsony olvadáspontú fém. Olvadáspontja 640 °C. A plutónium gyengébb képlékeny tulajdonságokkal rendelkezik, ezért szinte lehetetlen megmunkálni. Az üzemanyagrudak gyártásának technológiáját tovább bonyolítja a plutónium toxicitása. A nukleáris üzemanyag előállításához általában plutónium-dioxidot, plutónium-karbidok és urán-karbidok keverékét, valamint plutónium fémekkel alkotott ötvözeteit használják.

A diszperziós tüzelőanyagok nagy hővezető képességgel és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyekben az UO 2, UC, PuO 2 és más urán- és plutóniumvegyületek kis részecskéi heterogén módon helyezkednek el alumínium, molibdén, rozsdamentes acél stb. fémmátrixában. A mátrix anyaga határozza meg a a diszperziós tüzelőanyag sugárzásállósága és hővezető képessége. Például az első atomerőmű diszperziós üzemanyaga magnéziummal töltött uránötvözet 9%-os molibdénnel alkotott részecskéiből állt.

FELTÉTELES ÜZEMANYAG

feltételes üzemanyag. A különböző típusú energiaforrások eltérő minőségűek, amit a tüzelőanyag energiaintenzitása jellemez. A fajlagos energiaintenzitás az energiaforrás fizikai testének egységnyi tömegére jutó energia mennyisége.

A különböző típusú tüzelőanyagok összehasonlításához, tartalékainak összegzéséhez, az energiaforrások felhasználásának hatékonyságának felméréséhez, a hőfelhasználó eszközök mutatóinak összehasonlításához mértékegységet alkalmaznak - egyenértékű tüzelőanyagot. A feltételes tüzelőanyag olyan tüzelőanyag, amelyből 1 kg elégetése során 29309 kJ, azaz 700 kcal energia szabadul fel. Az összehasonlító elemzéshez 1 tonna standard üzemanyagot használnak.

1 t.t = 29309 kJ = 7000 kcal = 8120 kWh.

Ez a szám jó alacsony hamutartalmú szénnek felel meg, amelyet néha szénegyenértéknek neveznek.

Külföldön 41 900 kJ/kg (10 000 kcal/kg) fűtőértékű referencia-üzemanyagot használnak az elemzéshez. Ezt a mutatót olajegyenértéknek nevezik. Az alábbi táblázat számos energiaforrás fajlagos energiaintenzitásának értékeit mutatja a hagyományos tüzelőanyaggal összehasonlítva.

KÖVETKEZTETÉS

A fenti anyagok alapján tehát a következő következtetések vonhatók le:

Az üzemanyag egy éghető anyag, amelyet hőtermelésre használnak.

Származása szerint az üzemanyag természetes és mesterséges.

Az aggregáció állapota szerint szilárd, folyékony és gáznemű tüzelőanyagokat különböztetnek meg.

Üzemanyag rendeltetése szerint lehet energetikai, technológiai és háztartási.

Független fajként a nukleáris üzemanyagot is izolálják.

A különféle tüzelőanyagok fűtőértékének összehasonlításához a „referencia-üzemanyag” mértékegységet használjuk.

A hagyományos üzemanyag a hagyományosan elfogadott tüzelőanyag, amelynek fűtőértéke 7000 kcal/kg (folyékony és szilárd tüzelőanyagok esetén), illetve 7000 kcal/Nm 3 (gáz halmazállapotú tüzelőanyagok esetén).

HASZNÁLT FORRÁSOK LISTÁJA

1. Munkavédelem és az energiatakarékosság alapjai: Proc. juttatás /

EM. Krachenya, R.N. Kozel, I. P. Svirid. - 2. kiadás - Minszk: TetraSystems, 2005. - 156-161,166-167 p.

2. Wikipédia – a szabad enciklopédia [Elektronikus forrás] / Nukleáris üzemanyag. Hozzáférési mód: http://ru.wikipedia.org/ Hozzáférés dátuma: 2009.10.04.

3. A Fehérorosz Köztársaság Állami Szabványügyi Bizottságának Energiahatékonysági Osztálya [Elektronikus forrás] / Szabályozó dokumentumok. Útmutató az energiatakarékossági intézkedések megvalósíthatósági tanulmányainak elkészítéséhez. Hozzáférési mód: http://energoeffekt.gov.by/doc/metodika_1.asp. Hozzáférés dátuma: 2009.10.03

A FÜGGELÉK

1. táblázat: Energiaforrások fajlagos energiaintenzitása