ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ 2η Θεματική Ενότητα ΚΑΥΣΗ ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Καύση Με τον όρο καύση εννοούμε την ένωση, κάτω από κατάλληλες συνθήκες, στοιχείων (κυρίως του άνθρακα C και του υδρογόνου Η2) που περιέχουν τα καύσιμα με το οξυγόνο Ο2 του ατμοσφαιρικού αέρα. Η αντίδραση αυτή είναι εξώθερμη, συνοδεύεται από δηλαδή από έκλυση ποσοτήτων θερμότητας. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Καύση στερεών καυσίμων Η Καύση στερεών καυσίμων αναφέρεται σε καύσιμα στερεής μορφής (π.χ. ξύλα) Τέτοια καύσιμα αρχικά ήταν τα ξύλα (αγροτικές ή ημιαστικές περιοχές) και εν συνεχεία η βιομάζα η οποία θεωρείται σήμερα Α.Π.Ε. Η εκμετάλλευση της βιομάζας μπορεί να αποτελέσει την εναλλακτική λύση στην χρησιμοποίηση άλλων ρυπογόνων πρώτων υλών. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ βιομάζα Ως βιομάζα ορίζεται το σύνολο των γεωργικών, δασικών, ή ζωικών υπολειμμάτων, τα αστικά λύματα και τα στερεά απορρίμματα με τα παράγωγα τους ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Λέβητας στερεών καυσίμων Η καύση στερεών καυσίμων γίνεται σε ειδικούς λέβητες που ονομάζονται λέβητες στερεών καυσίμων ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Λέβητας στερεών καυσίμων Καύσιμο Σύστημα προσαγωγής καυσίμου Ανεμιστήρας Καπνοδόχος Θάλαμος καύσης Εστία Εσχάρα ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Υγρά καύσιμα Το πετρέλαιο είναι μίγμα υδρογονανθράκων και άλλων οργανικών ενώσεων (CH4, C2H6, C3H8 κ.α). Αποτελείται δηλαδή από άνθρακα (C) και υδρογόνο (Η2) σε αναλογία 85% προς 15%. Υπάρχουν μικρές ποσότητες άλλων στοιχείων όπως θείο (S) ή άζωτο (N) Οι προδιαγραφές για καλύτερη προστασία του περιβάλλοντος ορίζουν ποσοστό θείου ως 0,3%. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Τέλεια καύση υδρογονανθράκων Στην Τέλεια καύση υπάρχει περίσσεια αέρα (Ο2) και καίγεται όλο το καύσιμο CχHψ +(χ+ Ψ/4) Ο2 χCO2 + (ψ/2)H2O + H Τα παράγωγα της καύσης που είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το νερό (H2O) και το άζωτο (Ν) ονομάζονται καυσαέρια Το Η ονομάζεται θερμογόνος δύναμη του καυσίμου ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Ατελής καύση υδρογονανθράκων Στην ατελή καύση δεν υπάρχει περίσσεια αέρα Cχ+zHψ +(χ+z/2+ Ψ/4) Ο2 χCO2 +z CO+ (ψ/2)H2O + H Τα παράγωγα της καύσης που είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO2), το νερό (H2O), το άζωτο (Ν) και το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) ονομάζονται καυσαέρια Το Η ονομάζεται θερμογόνος δύναμη του καυσίμου ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Παράγωγα καύσης CO2 Τα οργανικά καύσιμα παράγουν κατά την καύση τους ρύπους (καυσαέρια): CO2: είναι αναπόφευκτος ρύπος και ο μόνος τρόπος περιορισμού του είναι η μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Αναλογία CO2 στα καυσαέρια: 15,3% ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Παράγωγα καύσης CO CO: είναι επικίνδυνος και δηλητηριώδης ρύπος. Η εμφάνιση του δηλώνει ατελή καύση και σπατάλη ενέργειας. Έχει πυκνότητα λίγο μικρότερη από τον αέρα και σχηματίζει μαζί του εκρηκτικά μίγματα. Είναι άοσμο, άγευστο, και άχρωμο γι’ αυτό αναγνωρίζεται δύσκολα. Φθάνει στο αίμα των ανθρώπων μέσω των πνευμόνων και επειδή έχει μεγάλη χημική συγγένεια με την αιμοσφαιρίνη χρειάζεται πολύ μεγάλη ποσότητα οξυγόνου για να διασπαστεί η ένωση του με αυτή ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Παράγωγα καύσης SO2 ΝΟχ SO2: είναι ενοχλητικός ρύπος διότι από αυτόν προέρχεται το φαινόμενο της όξινης βροχής. Η παρουσία του εξαρτάται αποκλειστικά από την περιεκτικότητα σε S του καυσίμου. ΝΟχ: είναι σοβαρές πηγές αστικής ρύπανσης που μπορεί να αντιμετωπιστεί με κατάλληλη προσαρμογή των συνθηκών καύσης. Άκαυστο πετρέλαιο: κακή, αντιοικονομική καύση με επικαθήσεις στον λέβητα που μειώνουν την απόδοση. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Θερμογόνος δύναμη Θερμογόνος δύναμη του καυσίμου ονομάζεται το ποσό θερμότητας που εκλύεται από την καύση 1kgr καυσίμου. Συμβολίζεται με Η και μετριέται σε Kj/kgr ή σε kcal/kgr Ανώτερη θερμογόνος δύναμη: το ποσό θερμότητας που εκλύεται από την καύση 1kgr καυσίμου όταν οι παραγόμενοι υδρατμοί υγροποιηθούν. Κατώτερη θερμογόνος δύναμη: το ποσό θερμότητας που εκλύεται από την καύση 1kgr καυσίμου όταν οι παραγόμενοι υδρατμοί δεν υγροποιηθούν. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Εξέλιξη της καύσης Η καύση στα υγρά καύσιμα επιτυγχάνεται με άνοδο της θερμοκρασίας τους και εξάτμισή τους. Η καύση γίνεται ταχύτερη όταν το καύσιμο διασπάται σε μικρά σταγονίδια με την βοήθεια ακροφυσίων. (ψεκασμός) Η εξάτμιση είναι συνεχής και καθώς εξελίσσεται, η θερμοκρασία του καυσίμου ανεβαίνει και φθάνει σε μια τιμή όπου αρχίζουν τα φαινόμενα διάσπασης του (πυρόλυση) ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Φλόγα διάχυσης Φλόγα διάχυσης οι σταγόνες δεν προφταίνουν να εξατμιστούν πριν από την καύση ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Φλόγα διάχυσης Φλόγα διάχυσης ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Σύνθεση φυσικού αερίου ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Θεωρητική ποσότητα αέρα καύσης ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Θεωρητικά καυσαέρια Θεωρητικά καυσαέρια ορίζονται τα προϊόντα της τέλειας καύσης της μονάδας όγκου ενός αερίου με θεωρητική ποσότητα αέρα καύσης. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Απόδοση καύσης Η θερμότητα που εξέρχεται στο περιβάλλον μέσω των καυσαερίων καθορίζει τις απώλειες του λέβητα άρα τον βαθμό απόδοσης του. Πρέπει να γνωρίζουμε την σύνθεση των καυσαερίων για να εκτιμήσουμε την απόδοση του. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Ποσότητα αέρα στην καύση Μεγάλη ποσότητα αέρα στον θάλαμο καύσης σημαίνει απώλεια ενέργειας διότι ένα μέρος της ενέργειας από την καύση χρησιμοποιείται για να θερμανθεί ο επιπλέον αέρας που δεν συμμετέχει στην καύση και απομακρύνεται με τα καυσαέρια Η περίσσεια του αέρα βρίσκεται από την περιεκτικότητα των καυσαερίων σε CO2και πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 10% - 20% πάνω από την θεωρητικά αναγκαία. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ Σύνθεση καυσαερίων Στα καυσαέρια δεν πρέπει να υπάρχουν άκαυστα υλικά διότι τότε η καύση δεν θα είχε αποδώσει όλη την ενέργεια της Τα άκαυστα υλικά είναι είτε αέρια ή στερεά (υγρά καύσιμα) Η θερμοκρασία των καυσαερίων πρέπει να βρίσκεται εντός των ορίων που προβλέπει ο κατασκευαστής. Αν δεν υπάρχει τέτοια ένδειξη θεωρούμε: Tf = 180 – 250 oC για αέρια καύσιμα Tf = 200 – 300 oC για υγρά καύσιμα ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Έλεγχος ποιότητας καύσης Μετράμε την θερμοκρασία των καυσαερίων (από την τιμή που δείχνει το πυρόμετρο αφαιρούμαι 20 oC που είναι η θερμοκρασία του περιβάλλοντος) Μετράμε το CO2 Υπολογίζουμε από διάγραμμα την απόδοση Αν η απόδοση είναι κάτω από 94-95% αυξομειώνουμε τον αέρα ωσότου επιτύχουμε την επιθυμητή απόδοση ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Διάγραμμα περίσσειας αέρα Σχέση CO2 που υπάρχει στα καυσαέρια με την περίσσεια του αέρα για διαφορετικούς τύπους καυσίμου. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

Επιπτώσεις στο περιβάλλον Η καύση προσδίδει στο περιβάλλον CO2 , CO, SO2, NOx . Η έκλυση CO2 είναι υπεύθυνη για την ανάπτυξη του φαινόμενου του θερμοκηπίου εξαιτίας του οποίου αυξάνεται η θερμοκρασία της γης στθερά. Τα τελευταία χρόνια έχουν συσταθεί διεθνής οργανισμοί από διάφορα κράτη για την μείωση των εκπομπών του CO2. Η έκλυση SO2 είναι υπεύθυνη για την δημιουργία όξινης βροχής Η έκλυση NOx είναι υπεύθυνη για την δημιουργία του φωτοχημικού νέφους. ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ

ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ 2η Θεματική ενότητα ΤΕΛΟΣ ΣΟΦΙΑΝΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ