Furnace

خب امیدوارم تا اینجا مطالب تونسته باشه نظرتون رو جلب کنه. من متاسفانه به دلیل گرفتاری خیلی کم میتونم تو اینترنت حضورپیدا کنم ولی یه جزوه سوخت واحتراق نسبتا کاملی از ایام جوانی دارم که میدم سجاد براتون بعد اسکن اپلود کنه درصورتیکه سوالی داشتید یا بالاخره از خرشیطان پایین اومدید وخواستید مطلبی رو اضافه کنید خوشحال میشم خوانندش باشم شبتون خوش وبه امید دیداری مجدد

1- انرژي حرارتي : عبارت است از مقدار گرمايي كه در اثر سوختن كامل يك كيلوگرم ماده سوختني جامد يا مايع يا يك متر مكعب گاز سوختني در حالت عادي توليد مي شود . [TABLE=class: MsoTableGrid] [TR] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] پروپان [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] گازطبيعي high [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] گازطبيعي low [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] گاز كك [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] گازشهري [/TD] [TD=width: 126, bgcolor: transparent, colspan: 2] گاز سوختني [/TD] [/TR] [TR] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 93600 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 37000 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 31000 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 17000 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 16000 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] kj/m3 kj/kg kwh/m3k [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] ارزش حرارتي (Hv) [/TD] [/TR] [TR] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 46000 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] - [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] - [/TD] [/TR] [TR] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 8/25 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 3/10 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 6/8 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 7/4 [/TD] [TD=width: 63, bgcolor: transparent] 4/4 [/TD] [/TR] [/TABLE] ۲- نقطه اشتعال : پايين ترين درجه حرارتي است كه در آن سوخت به اندازه كافي تبخير شده و با هوا بصورت مخلوطي كه آماده احتراق است در مي آيد . نقطه اشتعال نفت 55 درجه سانيگراد ، نقطه اشتعال گازوييل 65 درجه سانتيگراد و نقطه اشتعال نفت كوره 76 درجه سانتيگراد است. ۳- غلظت : غلظت مشخص مي كند كه سوخت چقدر غليظ يا رقيق مي باشد. غلظت به نوع سوخت و دماي آن بستگي دارد بطوريكه غلظت گازوييل در دماي 20درجه سانتيگراد حدود 5 و دردماي 50درجه سانتيگراد حدود 3 سانتي استوك است.براي اينكه مواد سوختني غليظ بهتر جاري شوند و بصورت پودر در آيند آنهارا قبلا گرم مي كنند. ۴- نقطه جاري شدن ( pour point ) : نقطه جاري شدن يك سوخت با سرد كردن نمونه در لوله آزمايش تا درجه حرارتي كه در مدت 5 ثانيه در لوله كه افقي قرارگرفته مايع حركتي نداشته باشد ، بدست مي آيد.

1- گاز: گاز مايع – گاز طبيعي – گاز شهري گازهايي كه از نظر خواص فيزيكي و سوخت به هم شبيه مي باشند در گروههاي زير طبقه بندي مي كنند. گروه اول : گاز كك : از سوختن گاز كك بدست مي آيدو محصول فرعي تهيه كك مي باشد.گاز شهري كه در اثر تبخير ذغال سنگ بدست مي آيد يكي ديگر از محصولات فرعي حاصل از تهيه كك مي باشد.گاز ذغال سنگ بسيار سمي بوده و تنفس آن خطرناك مي باشد. گروه دوم : گازطبيعي :مخلوطي است از گاز هاي هيدروكربن و غير هيدروكربن كه بطور طبيعي بوجود آمده و اغلب با نفت درخلل و فرج لايه هاي زمين يافت مي شود. گاز طبيعی در صورتی که بطور کامل خشک و فاقد مواد زائد باشد و هوای کافی به آن برسد ، با شعله آبی میسوزدودر غير اينصورت شعله هاي قرمز ، نارنجي ، زرد يا سبز حاصل خواهد شد. هر متر مکعب گاز طبيعی بصورت متوسط ده هزار کيلو کالری ارزش حرارتی دارد ، امّا اين مقدار اسمی است و ارزش حرارتی دقيق گاز طبيعی هر ميدان گازی ، تابع ترکيبات آن بوده و بطور کلی هر چه درصد متان در گاز طبيعی بيشتر باشد ارزش حرارتی آن پائين تر است . ارزش يک متر مکعب گاز طبيعی در شرايط استاندارد تقريباً به اندازه يک ليتر بنزين می باشد قابليت اشتعال گاز طبيعی فقط در محدوده خاصی از نسبتهای اختلاط با هوا اتفاق می‌افتد که اين محدوده را محدوده «قابليت اشتعال »می نامند مرز پائين اين محدوده را اشتعالL.E .L و مقدار بالای اين محدوده را ، حد بالای اشتعال L.H .L می نامند. در صورتی که نسبت‌های مخلوط گاز و هوا برای اشتعال مناسب باشد در دمایco ۵۹۰خود بخود مشتعل می‌شود و اين دما را دمای احتراق يا دمای خود احتراقی گاز طبيعی می‌نامند. بيش از 80٪ گاز طبيعي از متان حدود 10٪ آن اتان و بقيه از گازهاي ديگر تشكيل شده است.مانند نفت از طريق حفر چاه بدست مي آيد . عمق اين چاهها به 3 تا 4 كيلومتر ميرسدواين گازها ازطريق لوله كشي توزيع مي شوند. گروه سوم : پروپان و بوتان گازهاي ديگري مي باشند كه از تقطير نفت بدست مي آيند . براي اينكه بتوان اين دو گاز را براحتي حمل و نقل و انبار كردآنهارا بافشاري معادل 4تا6 اتمسفر به مايع تبديل مي كنند.

تقسيم بندي مواد سوختني : 1- جامد : ذغال – كك – چوب –كاغذ – كاه 2- مايع : نفت – مازوت – گازوييل بيشتر دانشمندان منشأ تشکيل نفت را گياهان و موجودات آلی موجود در اقيانوس‌ها اوليه می‌دانند. باقيمانده حيوانات و گياهانی که ميليون‌ها سال قبل از دايناسورها زندگی می‌کردند در طی سال‌ها توسط لايه ‌های گل پوشيده شده‌است. برای تبديل اين موجودات به نفت به گرما و فشار مناسب در طول ساليان دراز نياز می‌باشد که در صورت وجود اين شرايط همراه با سنگ مخزن مناسب نفت به مقدار زياد در حوضچه نفتی جمع می‌گردد. نفت خام كه از چاه بيرون مي آيد ماده سياه رنگي است كه از مواد مختلفي تشكيل شده كه يكي از آنها گوگرد است وكوشش مي شود حتي الامكان گوگرد را از نفت جداكنند تا ازاحتمال بوجود آمدن اسيد سولفوريك و خطرات احتمالي و خورندگي نفت ، كاسته شود. اقوام متمدن دوران باستان، بويژه سومری‌ها و آشوری‌ها و بابلی‌ها، در حدود چهار هزار و پانصد سال پيش در سرزمين بين‌النهرين (محل عراق کنونی) با برخی از مواد نفتی که در درياچه قير بدست می‌آمد، آشنايی داشتند. آنان از خود قير به عنوان ماده غير قابل نفوذ، استفاده می‌کردند. رومی‌ها و يونانی‌ها نيز مواد قيری را برای غير قابل نفوذ کردن بدنه کشتيها بکار می‌بردند. همچنين برای روشنايی و گرم کردن نيز از آن بهره می‌جستند. با توسعه و پيشرفت تکنولوژی حفاری در اواسط قرن نوزدهم و تکنولوژی تقطير و پالايش نفت در اواخر قرن نوزدهم و استفاده از آن در موارد غير سوختی، جهش حيرت‌آوری بوجود آمد. بطوری که امروزه صنايع پتروشيمی نفش اساسی و بنيادی در رفع نياز عمومی جامعه به عهده دارد. سوختهاي مايع بر دونوعند سبك مانند گازوييل و سنگين مانند مازوت و نفت سياه .براي احتراق سوختهاي سنگين مانند مازوت ابتدا مي بايستي آنهارا تا دماي 40درجه سانتيگراد پيش گرم كرد.ولي سوختهاي سبك مانند گازوييل نيازي به پيش گرم كردن ندارند. گازوييل ازتقطير نفت در درجات حرارت 275 تا 400 درجه سانتيگراد بدست مي آيد.ضريب ستان مرغوبيت گازوييل راتعيين مي كند.هرچه ضريب ستان گازوييل بيشتر باشد خيلي اكسيد شونده بوده و بخوبي مشتعل خواهد شد. نقطه برق ( flash point )در گازوييل بين 55 تا 120 در جه سانتيگراد مي باشد. نقطه جاري شدن نبايد در تابستان از 7- و در زمستان از 10- پايينتر باشد.

همه منابع انرژی فسیلی در یک چیز مشترک اند: احتراق, که زبان ساده یعنی آزاد سازی انرژی در اثر واکنش با اکسیژن موجود در هوا , اما احتراق پیچیدگی های خاص خودش رو هم داره که از ۲ دیدگاه میشه اون رو مورد بررسی قرار داد یکی مباحث مرتبط با پایداری شعله و ارتعاشات حاصل از احتراق هستش که بیشتر کاربرد های نظامی داره و دیگری مباحث زیست محیطی امروزخ مسایل زیست محیطی اهمیت خاصی پیدا کرده یکی از دلایل اون میل به استفاده از سوخت های کیفیت پایین به دلیل قیمت کمتر هستش (مثلا زغال سنگ به جای گاز طبیعی خوش سوز) و دلیل دیگر قوانین سخت گیرانه زیست محیطی هستش که در کشور های غیر صنعتی مثل ما هم به جدیت مورد پیگیری قرار می گیره (که البته دلیل اون نه حفاظت از محیط زیست بلکه جریمه های کلانی که اخذ میشه) به هر حال اگه در مورد سوخت و احتراق با سوال و پرسشی روبه رو بودید کتاب فوق پاسخگوی خوبی هستش دانلود کتاب احتراق Combustion نوشته اروین گلاسمن که مرجع خوبی دراین زمینه هست دانلود کتاب سوخت و احتراق

سوخت هیدروژن هیدروژن فرآوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود. بنابراین دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کرد. آزمایشات انجام گرفته در ایستگاه فضایی بین المللی می تواند حرکت به سوی اقتصاد مبتنی بر هیدروژن را تسریع کند. تصور کنید برای سوخت گیری خودروتان به سمت جایگاه سوخت رسانی حرکت می کنید، دهانه لوله سوخت رسانی را وارد مخزن سوخت خودرو می کنید، اما سوختی که مصرف می کنید، از نوع سوخت های متداول نیست بلکه هیدروژن است. هیدروژن گازی بی رنگ و بی بو است که از سوختن آن فقط بخار آب حاصل می شود، که سریع و بدون هیچ خطری توسط محیط اطراف جذب می شود. یک کیلوگرم از هیدروژن تقریباً سه برابر همین میزان بنزین انرژی آزاد می کند و این در حالی است که هیدروژن فرآوان ترین عنصر طبیعت محسوب می شود؛ پس جای تعجب نیست که چرا دانشمندان در تلاش اند تا راهی بیابند که بتوان از هیدروژن به عنوان سوخت در خودروها استفاده کنند. ال ساکو، مدیر مرکز تولید مواد پیشرفته تحت جاذبه ضعیف (CAMMP) در دانشگاه نورسسترون بوستون که زیر نظر ناسا مشغول فعالیت است در این زمینه می گوید: «ده ها شرکت از جمله بزرگ ترین شرکت های سازنده خودرو، موتورهایی را طراحی کرده اند که از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده می کند. این موتورها بسیار شبیه به موتورهای احتراق داخلی هستند که ما امروزه به طور گسترده ای از آنها استفاده می کنیم. سلول های سوختی، یکی دیگر از منابع ممکن برای تولید نیرو در خودروها نیز از هیدروژن استفاده می کنند. برای آن که استفاده از این فناوری ها در زندگی روزمره ممکن شود، لازم است دانشمندان راهی برای ذخیره سازی و انتقال ایمن هیدروژن بیابند که از لحاظ هزینه به صرفه بوده و با هزینه های استفاده از بنزین قابل مقایسه باشد.» اما انجام این کار چندان هم آسان نیست. گاز هیدروژن سبک و فرار است. مولکول های کوچک H2 از طریق روزنه ها و شکاف ها و همچنین از طریق بست ها و شیرها بسیار سریع نشت می کنند و هنگامی که از این طریق خارج شدند خیلی زود تبخیر می شوند. هیدروژن چهار برابر سریع تر از متان و ده برابر سریع تر از بخارهای بنزین نفوذ می کند. این مسئله در مورد حفظ ایمنی دستگاه از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است؛ چرا که قطرات هیدروژن بسیار سریع تبخیر شده و در محیط پراکنده می شوند ومی توانند ایمنی سیستم را به خطر اندازند. این مسئله می تواند برای هر کسی که می خواهد گاز هیدروژن را ذخیره کند، دردسرساز شود. هر چند که هیدروژن مایع بسیار متراکم است و ذخیره سازی آن آسان به نظر می رسد، اما در عین حال ذخیره کردن آن می تواند مشکلاتی را نیز به همراه داشته باشد؛ هیدروژن حدوداً در دمای ۲۰ درجه کلوین (۲۵۳ درجه سانتی گراد) مایع می شود. نگهداری از یک مخزن پر از هیدروژن مایع، نیازمند استفاده از یک سیستم خنک کننده جانبی سنگین است، فعلاً استفاده از این سیستم ها در خودروهای مسافربری معمولی مقدور نیست. هیدروژن مایع چنان سرد است که حتی می تواند باعث منجمد شدن هوا نیز شود. این امر می تواند به مسدود شدن شیرها و اتصالات منجر شود که افزایش ناخواسته فشار را به همراه دارد. البته ممکن است گفته شود برای مقابله با انجماد هوا از سیستم های عایق کاری استفاده شود، اما این کار نیز مشکلاتی را در پی دارد که از جمله آن ها می توان به افزایش وزن سیستم ذخیره سازی سوخت اشاره کرد. با این تفاسیر چگونه می توان بر مشکلات پیش رو غلبه کرد؟ ساده است: چند قطعه سنگ را در داخل مخزن سوخت قرا دهید. البته در این مورد نمی توان از سنگ های معمولی استفاده کرد، بلکه باید از سنگ های ویژه ای که زئولیت (Zeolite) نام دارند استفاده کرد. ساکو در تشریح خواص این سنگ ها می گوید: «زئولیت ها موادی از جنس سنگ هستندکه بسیار متخلخلند و به همین دلیل می توانند به عنوان اسفنج های مولکولی عمل کنند. زئولیت ها در شکل کریستالی خود به صورت شبکه گسترده ای از حفره ها و شکاف های به هم پیوسته در نظر گرفته می شوند که بسیار شبیه کندوی زنبور عسل است. یک مخزن سوخت که در ساختار آن از این موارد کریستالی استفاده شده است، می تواند گاز هیدروژن را «در حالت شبه مایع و بدون نیاز به سیستم های خنک کننده سنگین» به دام انداخته و در خود ذخیره کند ساکو و همکارانش در نظر دارند، با استفاده از کمک های برنامه توسعه تولیدات فضایی ناسا که در مرکز پروازهای فضایی مارشال مستقر است، ایده استفاده از زئولیت ها در مخزن سوخت را عملی سازند. نام زئولیت از کلمات یونانی «Zeo» به معنای جوشیدن و «lithos» به معنای جوشیدن مشتق شده است و معنای تحت الفظی آن «سنگی که می جوشد» است. این نام را به این دلیل به این سنگ ها اطلاق می کنند که هنگامی که تحت تاثیر حرارت قرار می گیرند، محتویات خود را خارج می کنند. ساکو طرز کار مخزن های سوخت زئولیت دار که در دما کنترل می شود را این گونه شرح می دهد: «در ابتدا باید مقداری یون های با بار منفی را به این زئولیت ها بیافزاییم. این یونها مثل تشتک عمل می کنند، درست مثل درپوش دوات؛ و بدین ترتیب حفره های موجود در شبکه کریستالی را مسدود می کنند. می توان با حرارت دادن زئولیت به میزان بسیار جزیی یون ها را از مقابل این حفره ها به کناری راند. می توان زئولیت ها را از هیدروژن انباشته کرد و سپس دمای آن را به حالت عادی برگرداند، با این کار یون ها به جای قبلی خود برمی گردند و مانع خروج محتویات حفره ها می شوند.» حدود ۵۰ نوع زئولیت مختلف با ترکیب شیمیایی و ساختار کریستالی متفاوت در طبیعت یافت می شود. گذشته از این، شیمیدان ها روش ساخت مصنوعی تعداد دیگری از آن ها را دریافته اند. کسانی که گربه دارند ممکن است با این مواد آشنایی داشته باشند. چرا که از این مواد به عنوان بوگیر در بستر حیوان استفاده می شود. ساکو خاطرنشان می سازد: «با استفاده از زئولیت های موجود می توان مقدار کمی از هیدروژن را ذخیره کرد، اما این مقدار کافی نیست.» پس چه مقدار هیدروژن کافی است؟ تصور کنید دیواره مخزن سوخت خودروی شما توسط سنگ های متخلخل و کریستالی پوشیده شده است و این سنگ ها حدود ۴۰ کیلوگرم وزن دارد. به جایگاه سوخت گیری مراجعه می کنید و متصدی جایگاه حدود ۵/۳ کیلوگرم هیدروژن را به مخزن پوشیده از زئولیت خودروی شما تزریق می کند.از لحاظ نظری این مقدار هیدروژن، هم از لحاظ وزنی و هم از لحاظ مقدار انرژی ذخیره شده در آن برابر مخزنی پر از بنزین است. ساکو خاطر نشان می سازد: «اگر بتوان کریستال هایی از زئولیت تولید کرد که بتواند حدود ۶ تا 8 درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کند، آن وقت یک مخزن زئولیتی پر از هیدروژن می تواند با یک مخزن معمولی پر از بنزین رقابت کند.» با این همه بهترین زئولیت های موجود می توانند فقط ۲ تا ۳ درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند. در سال ۱۹۹۵ ساکو به عنوان یکی از متخصصین یک ماموریت به وسیله شاتل فضایی، کلمبیا (73-STS) به فضا مسافرت کرد. هدف وی از این ماموریت این بود که بتواند زئولیت هایی با کیفیت بهتر را در فضا تولید کند. «در محیط های با گرانش کم، مواد با سرعت بسیار کمتری گرد هم مجتمع می شوند و این اثر باعث می شود که کریستال های زئولیت به وجود آمده هم بزرگ تر باشند و هم از نظم بیشتری برخوردار شوند.» کریستال های زئولیت تولید شده در زمین بسیار کوچک هستند و ضخامت آن ها در حدود ۲ تا ۸ میکرون است. این مقدار حدود یک دهم ضخامت موی انسان است. اما کریستال هایی را که ساکو توانست در فضا تهیه کند، هم ده مرتبه بزرگ تر بودند و هم ساختار داخلی مناسب تری داشتند و این شروع مسرت بخشی بود. ساکو می گوید: «مراحل بعدی کار را باید در ایستگاه فضایی بین المللی انجام داد.» ساکو و همکارانش یک کوره تولید کریستال های زئولیت ساخته اند، که در ابتدای سال ۲۰۰۲ در ایستگاه فضایی بین المللی نصب شده است. کن بوورساکس فرمانده یکی از ماموریت های ایستگاه فضایی بین المللی از این کوره برای تولید چند نمونه از کریستال ها استفاده کرده است. کن در حین کار مجبور بود بعضی از مشکلات غیرمنتظره به وجود آمده هنگام اختلاط محلول های به کار رفته در رشد کریستال ها را حل کند . این امر ارزش حضور انسان در هنگام آزمایشات فضایی را نشان می دهد؛ اما از آن پس آزمایشات مربوط به این گونه کریستال ها با سرعت کمتری به پیش می رود. ساکو می گوید در مرحله بعد باید کریستال های تولید شده در فضا را به زمین منتقل کرد و آزمایشات مربوطه را روی آن ها انجام داد. البته وی خاطرنشان می سازد که هدف آن ها تولید انبوه کریستال های زئولیت در فضا نیست، چرا که این کار حداقل فعلاً مقرون به صرفه نیست. وی می گوید ما فقط می خواهیم دریابیم آیا می توان زئولیت هایی را ساخت که بتوانند هفت درصد از وزن خود را هیدروژن ذخیره کنند یا خیر؟ اگر بتوان این کار را در فضا انجام داد، آن وقت می توان با اتخاذ تدابیر ویژه ای دریافت که چگونه همین فرآیند را در زمین به گونه مشابهی انجام داد. در تمام طول دوره انجام این تحقیقات ساکو در فکر تغییر مصرف سوخت و تحول جهانی از سوخت های فسیلی به سمت سوخت هیدروژنی بود. این ایده، رویایی بزرگ است اما می توان به آن دست یافت. زئولیت ها می توانند به عنوان نکته کلیدی برای استفاده از سوخت هیدروژن و رد شدن از سد مشکلات فناوری محسوب شوند. به زودی این ایده فراگیر خواهد شد، آن وقت احتمالاً کسی از شما خواهد پرسید... «آیا در این نزدیکی جایگاه سوخت هیدروژن وجود دارد؟»

عناصر قابل احتراق موجود در سوخت ها: کربن ، هیدروژن و گوگرد عناصر غیر قابل احتراق موجود در سوخت ها: نیتروژن و عناصری که ترکیبات آن ها رطوبت و خاکستر را تشکیل می دهد. سوختن گوگرد و تاثیر آن بر فلزات: گوگرد چون با آب چگالش یافته ترکیب می شود و اسید سولفوریک و اسید سولفور و (h2so4 - h2so3) تشکیل می دهد و سبب خوردگی شدید آهن و فولاد می شود. محصولات احتراق کامل کربن، هیدروژن و گوگرد: اگر اکسیژن کافی باشد، کربن به دی اکسیدکربن ، هیدروژن به بخار آب و گوگرد به گاز دی اکسیدسولفور تبدیل می شود. محصولات احتراق غیر کامل کربن، هیدروژن و گوگرد: اگر اکسیژن برای احتراق کامل کافی نباشد ،قسمتی از هیدروژن و گوگرد به آب و دی اکسیدکربن تبدیل خواهد شد. بقیه بدون تغییر باقی می ماند. کربن به منواکسید کربن تبدیل می شود. اکسیدکربن گازی قابل احتراق و همچنین بسیار مضر و سمی است . هوای اضافی لازم برای سوختن کامل: مقدار هوای لازم برای سوختن کامل هر سوخت را می توان بر اساس ترکیب سوخت به طور نظری محاسبه کرد، اما، باید عملا هوای بیشتری به داخل کوره وارد کنیم تا از رسیدن اکسیژن به کلیه عناصر قابل احتراق سوخت برای احتراق کامل مطمئن شویم. مقدار مجاز ورود هوای اضافی به کوره دیگ : 1- تزریق دستی زغال سنگ؟ تحت شرایط خوب 50 درصد، تحت شرایط بد تا 100 درصد و بیشتر 2- تزریق زغال سنگ به وسیله منقل مکانیک ؟ 50-20 در صد

‌میانگین ترکیب و ارزش گرمایی سوخت نفتی: سوخت نفتی ممکن است نفت خامی باشد که مستقیما از چاه آمده است، ولی معمولا مواد سنگینی است که پس از تقطیر نفت خام و جدا کردن نفت های سبک تر مثل گازوئیل و نفتالین باقی می ماند. نفت اصولا ترکیبی از هیدروکربن ها است و مقدار کمی رطوبت ، گوگرد، اکسیژن و نیتروژن دارد. ترکیب و ارزش گرمایی گاز طبیعی: گاز طبیعی اصولا ترکیبی از هیدروکربن ها همچون متان و اتان با مقدار کمی دی اکسید کربن، اکسیژن، نیتروژن و گاهی اوقات سولفید هیدروژن است . میانگین ارزش گرمایی این گاز در حدود 1000 بیتیو بر فوت مکعب در فشار psi 7/14 و 60 درجه فارنهایت است

ذغال سنگ، سوخت نفتی و گاز طبقه بندی زغال: طبقه بندی ذغال به روش های متعددی صورت می گیرد که بر مقدار کربن نسبت بین کربن ثابت و مواد فرار ، کک شو و کک نشو بودن ، و مشخصات فیزیکی دیگر مبتنی است. با وجود این اختلاف زیاد در ترکیب و ظاهر فیزیکی زغال ها که از معادن گوناگون ذغال و حتی از مقاطع مختلف یک لایه زغال ناشی می شود، پیدا کردن یک سیستم طبقه بندی مناسب و رضایت بخش برای تمام ذغال ها را دشوار می کند. معمولا سه نوع اصلی زغال وجود دارد : آنتراسیت ، بیتومینوس ( قیری ) و لیگنیت، ولی هیچ گونه مرز آشکاری بین آن ها وجود ندارد. زغال های دیگری به نام های نیمه آنتراسیت ، نیمه بیتومینوس و ساب بیتو مینوس نیز داریم. آنتراسیت کهن ترین ذغال از لحاظ زمین شناختی است. ذغالی است سخت و اصولا ترکیبی است از کربن با مقدار کمی مواد فرار و عملا رطوبت ندارد اگر از آنتراسیت به سوی جوان ترین ذغال سنگ یعنی لیگنیت برویم مقدار کربن کاهش پیدا می کند و مواد فرار و رطوبت افزایش می یابند.منظور از کربن ثابت، کربن در حالت آزاد است که با عنصری دیگر ترکیب نشده است. منظور از مواد فرار مواد تشکیل دهنده قابل احتراق زغال سنگ است که وقتی زغال گرم می شود به صورت بخار متصاعد می شود. مقدار تقریبی ارزش گرمایی انواع مختلف زغال ها: به علت تنوع وسیعی که در ترکیب وجود دارد، غیر ممکن است از ارقام قطعی و معینی برای هر نوع زغال به دست آورد. معمولا ، ارزش گرمایی زغال لینگنیت 7000 تا 8000 BTU/lb ، و برای زغال بیتومینوس مرغوب تا حدود BTU/lb 15000 تغییر می کند. گرد ذغال: این نوع ذغال قبل از تزریق به کوره به صورت پودر ساخته می شود . تزریق به وسیله دمش شدید هوا به داخل کوره صورت می گیرد و بسیار شبیه به گاز می سوزد. میانگین ترکیب و مقدار ارزش گرمایی چوب: ارزش گرمایی چوب به مقدار رطوبتش بستگی دارد. ممکن است ،رطوبت د رچوب های تازه تا50 در صد برسد، حتی در چوب های خشک 15 تا 25 در صد و در چوب های خشک شده کوره ای تا 8 درصد رطوبت وجود دارد .

سوخت های در دسترس مواد اصلی تشکیل دهنده سوخت های مورد استفاد ه در دیگ ها : مواد اصلی تشکیل دهنده کلیه سوخت های مورد استفاده برای دیگ ها: کربن ، هیدروژن، اکسیژن، نیتروژن ، گوگرد و در مورد زغال سنگ عناصر غیر قابل احتراق به صورت خاکستر است . دقیق ترین روش پیدا کردن ارزش گرمایی سوخت: ارزش گرمایی سوخت را می توان به طور دقیق به سوزاندن مقدار معینی سوخت با اکسیژن خالص در دستگاهی به نام گرما سنج پیدا کرد. در گرما سنج گرمای حاصل از احتراق در آب جذب می شود و ارزش گرمایی با توجه به افزایش دمای آب تعیین می شود ارزش گرمایی سوخت جامد یا مایع را معمولا بر حسب BTU/lb و ارزش گرمایی سوخت گازی را با 3 BTU/ft ، در دما و فشار استاندارد می دهند. BTU : BTU مخفف یکای گرمایی بریتانیا است و عبارت است از مقدار گرمايي که دمای یک پوند آب را به اندازه یک درجه فارنهایت بالا ببرد، یک BTU است. مقدار گرمای لازم که دمای یک پوند آب را یک درجه بالا می برد در دماهاي مختلف ممکن است کمی بیشتر یا کمتر باشد، ولی تغییر بسیار جزئی است. مواد اصلی مورد استفاده به عنوان سوخت: مواد اصلی جامدهایی مثل چوب و زغال ، مایعاتی مثل مواد سوختی مشتق از نفت و گازهایی مانند گاز طبیعی ، گاز مولد ، گاز کوره بلند و گاز زغال سنگ است.

رفتار شعله در کوره دیگ: در یک قسمت کوره، مخلوط برای سوختن ممکن است بسیار سنگین باشد، در نواحی دیگر کوره ممکن است تقریبا فقط هوا وجود داشته باشد و گاز قابل احتراق وجود نداشته باشد. مخلوط ممکن است بسیار سبک باشد، به گونه ای که بد بسوزد یا اصلا نسوزد، بنابراین حتی در صورت درست بودن مقدار میانگین هوا ممکن است احتراق بد صورت گیرد، چون بعضی از قسمت های مخلوط بسیار سنگین و بعضی بسیار سبک اند. در واقع هیدروکربن های زغال سنگ، نفت و گاز ممکن است یک رشته واکنش انجام دهند. در هر صورت باید به خاطر داشته باشیم که هیدروژن سرانجام به آب و کربن (اگر کامل بسوزد) به دی اکسیدکربن تبدیل می شود. اما اگر کربن به طور کامل نسوزد ممکن است که گاز Co تولید کند ، که باز هم قابل سوختن است و چنانچه نسوخته به دودکش راه یابد اتلاف بزرگی است.

دوده و دود: هر جا شعله زردی به سطوح نسبتا سرد برخورد کند قبل از اینکه همه کربن بسوزد، شعله به زیر دما ی اشتعال آمده سرد خواهد شد . کربن نسوخته بصورت دوده روی سطوح گرمایی رسوب می کند یا از طریق دود کش به صورت دود بیرون می رود در هر حالت اتلاف و آلودگی ایجاد می شود. برای جلوگیری از این پدیده از احتراق کامل قبل از رسیدن شعله های زرد به لوله های درون دیگ مطمئن شوید. راه های اساسی برای انجام این کار عبارتند از: کاهش ارتفاع کوره ، حجم کوره، یا دمای آن یا اطمینان از مخلوط شدن کامل تر به طوری که مواد قابل احتراق زودتر بسوزند.

اصطلاح کراکینگ: مولکول هیدروکربن در نتیجه گرما به ذرات کربن و هیدروژن تقسیم می شود. گاز هیدروژن نخست با شعله کم رنگ می سوزد ولی شعله با وجود میلیون ها ذره کربن ملتهب به رنگ زرد کم رنگ دیده می شود. سطحی که در آن ذرات فوق به دی اکسید کربن تبدیل می شوند، لبه بالای شعله است. بالای این نقطه گرما ی بیشتری تولید نمی شود، ولی البته گرمای آزاد شده پیشین در زیر شعله به شکل محصولات احتراق قابل رویت بالا می آید. چنانچه قاشق سردی را دقیقا بالای شعله پروانه ای نگه داریم هیچ گونه دوده ای روی آن نخواهد نشست، چون کل کربن سوخته است. همان قاشق را به داخل شعله فرو ببرید سریعا با دوده پوشیده می شود. در اینجا قاشق مخلوط را قبل از اینکه کل کربن سوزانده شود تا زیر نقطه اشتعال سرد می کند، به طوریکه کربن سوخته نشده روی قاشق می نشیند.

نحوه احتراق احتراق: احتراق اکسایش سریع است، به اندازه ای سریع که گرمای واکنش قسمت نسوخته سوخت را روشن نگه می دارد و شعله یا سوختن را پیوسته برقرار نگه می دارد. چشم ما به ما می گوید که چوب ، زغال سنگ و بنزین می سوزند. اما به بیان دقیق ، هیچ چیزی نمی سوزد، مگر به صورت گاز باشد. وقتی زغال سنگ ، چوب یا بنزین را می سوزانیم ، در حقیقت گاز حاصل از این جامدها یا مایعات را می سوزانیم. با توجه به شمع می توان این گفته را اثبات کرد كه موم جامد نمی سوزد، موم مذاب اطراف فتیله نیز نمی سوزد. اما بخار حاصل از این موم مذاب ،هنگامی که از فتیله بالا می رود و به شعله می رسد می سوزد و گرمای بیشتری تولید می کند، تا لایه بعدی موم را ذوب و تبخیر کند. بنابراین شمع می سوزد زیرا فتیله موم مذاب را می مکد، آن را تبخیر می کند، و چنانکه گفته شد، بخار موم برا اثر گرما شعله ور می شود. سوختن گاز: گاز می بایست قابل احتراق باشد و به نسبت مناسبی با هوا مخلوط شود. مخلوط باید به دمای اشتعال برسد و در آن دما نگه داشته شود. ساده ترین گاز قابل احتراق، عنصر هیدروژن است. شیمیدان ها می گویند که دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن ترکیب می شود و h2o به دست می آید که آب معمولی است. زمانی که آب در دمای بالا به وسیله احتراق تولید می شود، نخست بخاری نامرئی است که ممکن است بعد از چگالش ، آب مایع شود. در نتیجه سوختن هر پوند هیدروژن و تبدیل آن به آب ، btu 62000 انرژی گرمایی آزاد می شود. برای سوختن یک پوند هیدروژن هشت پوند اکسیژن مصرف می شود تا نه پوند آب تولید شود. مقدار زیادی نیتروژن که در طول عملیات با اکسیژن همراه است ،آزاد می شود و وارد واکنش شیمیایی نمی شود. گاز طبیعی عمدتا متان است. این فرمول شیمیایی بدین معنی است که یک مولکول گاز طبیعی، یک اتم کربن و چهار اتم هیدروژن دارد. زمانیکه یک مولکول گاز طبیعی می سوزد هیدروژن مثل قبل به آب و کربن یعنی دی اکسیدکربن تبدیل می شود. سوختن هیدروکربن : سوخت های هیدروکربنی بسیاری با نسبت های گوناگون کربن و هیدروژن وجود دارند. با هر نسبتی هیدروژن سرانجام به آب تبدیل می شود. کربن معمولا بعد از سوختن به دی اکسید کربن تبدیل می شود . اما گاهی اوقات کامل نمی سوزد و در نتيجه به منواکسید کربن تبدیل می شود، حتی اگر یک گاز قابل احتراق سرد با مقدار صحیحی اکسیِژن برای احتراق مخلوط شود.تا زمانی که دمای مقداری از مخلوط به دمای اشتعال نرسد، هیچ اتفاقی نمی افتد. در صورت رسیدن دما به مقداری معین، سوختن شروع می شود و گرمای ناشی از سوختن گاز ذرات بعدی مخلوط را مشتعل می کند به گونه ای که آتش به سرعت منتشر می شود. اگر مخلوطی هوای بیش از اندازه یا کمتر از مقدار لازم داشته باشد، به سختی مشتعل می شود. یک شعله دائم و پیوسته مستلزم تغذیه پیوسته سوخت است، مانند مشعل گازی پروانه ای و مشعل بونسن. مشعل پروانه ای شعله زرد و مشعل بونسن شعله آبی رنگ دارد. شعله های زرد و آبی: اگر هیدروژن خالص می سوخت شعله ها هر دو آبی کم رنگ می بود. چون هیدروژن شامل کربن نیست، نمی تواند شعله زرد رنگ تولید کند اما گاز شهری و طبیعی مقدار زیادی اتم کربن در مولکول های هیدروکربن دارند. در اینجا اگر هیدروژن بتواند به اندازه جزء کوچکی از ثانیه پیش از کربن بسوزد، ذرات کربن مانند ابری از مولکول های انفرادی رها می شوند که قبل از اینکه بسوزند برای لحظه ای ملتهب می شوند . میلیون ها ذره ملتهب که نو ر سفید دارند تشکیل شعله زرد می دهند.

تشخیص ترکیب یک جسم مخلوط: ذکر نام کامل عناصر در تمامی مواقعی که به آن ها نیاز است ،کار بسیار دشواری است. بنابراین بجای آن از نماد گذاری استفاده می کنیم معمولا نماد اولین حرف یا حروف از نام عنصر یا معادل لاتین آن است بنابراین برای کربن حرف C برای اکسیژن حرف O و برای آهن حرف Fe را از نام لاتین Ferrum می نویسیم. اگر از یک عنصر بیشتر از یک اتم داشته باشیم تعداد را به صورت زیر نویس کوچکی بعد از حرف و زیر آن می نویسیم بنابراینO2 به معنی دو اتم اکسیژن است. به همین طریق هر ترکیبی از عناصر را می توان خیلی ساده به وسیله این نمادها نشان داد. متداولترین عناصر موجود در سوخت: جدول زیر وزن های اتمی را به همراه نمادها نشان می دهد. در محاسباتی که از وزن اتمی استفاده می شود غالبا اعشارها حذف می شوند، چون بسیار کوچک اند و در جواب عملا اختلافی ایجاد نمی کنند. [TABLE] [TR] [TD]عنصر [/TD] [TD]وزن اتمی [/TD] [TD]نماد [/TD] [/TR] [TR] [TD]کربن [/TD] [TD]12.005 [/TD] [TD]C [/TD] [/TR] [TR] [TD]اکسیژن [/TD] [TD]16 [/TD] [TD]O [/TD] [/TR] [TR] [TD]نیتروژن [/TD] [TD]14.01 [/TD] [TD]N [/TD] [/TR] [TR] [TD]گوگرد [/TD] [TD]32.06 [/TD] [TD]S [/TD] [/TR] [/TABLE] هوا: هوایی که تنفس می کنیم 21 در صد حجمی اکسیژن و 79 در صد حجمی نیتروژن است. نیتروژن عنصر غیر فعال است و با مواد دیگر به کندی واکنش انجام می دهد. اما اکسیژن بدین گونه نیست. اکسیژن هوا همیشه نقره را تیره، پوشش مسی را به رنگ سبز، و آهن و فولاد را زنگ زده میکند. کلیه این فرآیندها، اکسایش نام دارند، که ترکیب مواد با اکسیژن است. همه این فرآیندها گرما آزاد می کنند، اما گرما، کندتر از آن آزاد می شود که سبب آتش سوزی شود.