10. Классификация нефти по групповому составу

Классификация нефти по групповому составу включает в себя парафины (Сn Н_2п+2 ), нафтены ( циклические Сn Н_2п ), ароматики ( циклические - бензол ) и олефины ( С₂ Н₄ ). Очевидно, что чем меньше соотношение С/ Н, тем выше качество углеводородного топлива ( выше теплотворная способность, термостабильность, меньше сажеобразование и дымление, меньше тепловое излучение в камере сгорания). Как правило в авиационном керосине доля ароматиков ограничивается величиной не более 20 %, а олефины - отсутствуют.

Рассмотрим керосин, состоящий из 40 % парафинов С₆Н₁₄ (гексан), 40 % нафтенов С₆Н₁₂ ( циклогексан ) и 20 % ароматиков С₆Н₆ (бензол). Соответственно, молекулярные веса этих компонентов

 с₆н₁₄ = 86,  с₆н₁₂ = 84,  с₆н₆ = 78

Удельная формула вещества ( на единицу массы ) получается из молекулярной делением на , т. е. если молекулярная формула Сn Нm, то удельная формула . _.Отсюда удельные формулы соответственно гексана - С₆₉,₈ Н₁₆₃, циклогексана - С₇₁,₄ Н₁₄₃, бензола - С₇₆,₉ Н₇₆,₉. Удельная формула керосина с учетом весовых долей компонент С₇₁,₉ Н₁₃₇,₇, где доля каждого элемента вычисляется как

0,4  69,8 + 0,4  71,4 + 0,2  76,9 = 71,9 ( для С )

0.4  163 + 0.4  143 + 0,2  76,9 = 137,7 ( для Н )

В качестве окислителя используется воздух, содержащий 23, 1 % О₂ и 75 % N₂. Удельная формула кислорода . Соответственно удельная доля кислорода в воздуха 0, 231  62,5 = 14, 45, т. е. O₁₄,₄₅ .

Таким образом,

11. Физические механизмы переноса тепла

закон Фурье. В одномерном случае он имеет вид , где --коффициент теплопроводности среды. В случае передачи тепла от газа к стенке этот закон может быть трансформирован в виде , где -разность температур газа (температуры торможения газа, или адиабатической температуры стенки) и стенки, а -толщина теплового пограничного слоя, через который и происходит передача тепла теплопроводностью от газа к стенке. Тепловой пограничный слой представляет собой по сути тепловое сопротивление границы между средами: движущегося газа и неподвижной стенки. Именно в пограничном слое происходит торможение скорости газа от средней скорости потока до нулевого значения на стенке («прилипание»). В пограничном слое происходит и адиабатическое преобразование кинетической энергии потока в энтальпию с повышением температуры до значения температуры торможения (полной температуры). Закон Фурье имеет аналог в электротехнике в виде закона Ома: . Разность потенциалов аналогична здесь тепловому напору, а сопротивление—толщине теплового пограничного слоя. Таким образом, для решения задачи определения тепловых потоков в стенку необходимо знать сопротивление границы раздела сред, т.е. толщину теплового пограничного слоя.

12. Понятие пограничного слоя. Критерий принадлежности пограничному слою. Толщина пограничного слоя

Тепловой пограничный слой представляет собой по сути тепловое сопротивление границы между средами: движущегося газа и неподвижной стенки. Именно в пограничном слое происходит торможение скорости газа от средней скорости потока до нулевого значения на стенке («прилипание»). В пограничном слое происходит и адиабатическое преобразование кинетической энергии потока в энтальпию с повышением температуры до значения температуры торможения (полной температуры). Это понятие ввел Прандтль в 1904г. (100 лет тому назад) для описания течения вблизи обтекаемых поверхностей. Эти течения обладают особенностью, отличающей их от основного потока. Вблизи стенки происходит торможение скорости на малом расстоянии нормально поверхности. Т.е., в отличие от основного потока, вблизи стенки реализуются большие градиенты изменения скорости . Согласно гипотезе Ньютона, силы вязкости, или напряжение трения имеет вид . Т.е. именно в пограничном слое силы вязкости имеют значимые величины. Прандтль определил принадлежность течения к пограничному слою, если силы инерции и силы вязкости имеют один порядок.

Теперь мы получим фундаментальное выражение для толщины пограничного слоя, используя определение Прандтля. Для этого приравняем силы инерции и силы трения.

. Далее заменим координату «dx» длиной пластины «l», а координату «dy» толщиной пограничного слоя . Сократив первую степень скорости, получим искомое выражение.

Расстояние от точки образования слоя

Число Рейнольдса основного потока

Градиент давления в направлении потока

Число Рейнольдса в пограничном слое

Турбулентность потока

Соотношение масштаба турбулентности и толщины пограничного слоя

Вид течения (отрывное или неотрывное)

Скачки уплотнения

Угол натекания на поверхность