Page | 1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 3
I. NHIÊN LIỆU XĂNG ................................................................................................. 4
1.1 Định nghĩa và lịch sử phát triển......................................................................... 4
1.2. Phân loại và phương pháp chế tạo.................................................................... 4
1.3. Đặc tính nhiên liệu xăng ...................................................................................... 5
1.3.1. Thành phần hoá học của nhiên liệu xăng ..................................................... 5
1.3.2. Thành phần hydrocacbon .............................................................................. 5
1.3.3. Thành phần phi hydrocacbon ....................................................................... 6
1.3.4. Phụ gia cho xăng không chì chủ yếu ............................................................ 6
1.4. Đặc tính của xăng ................................................................................................ 7
1.4.1. Nhiệt trị .......................................................................................................... 7
1.4.2. Tính chất chống kích nổ ................................................................................ 8
1.4.3. Tính bốc hơi ................................................................................................. 10
1.4.4. Tính ổn định hóa học .................................................................................. 11
1.4.5. Tính ăn mòn kim loại .................................................................................. 11
II. QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA NHIÊN LIỆU TRONG LÒ ĐỐT ........................... 12
2.1. Đốt cháy nhiên liệu và truyền nhiệt trong lò đốt ........................................... 12
2.2. Đặc tính đốt cháy .............................................................................................. 15
2.3. Các yếu tố tác động đến sản phẩm cháy ........................................................ 15
2.3.1. Thành phần chất oxy hóa .......................................................................... 15
2.3.2. Tỷ lệ hỗn hợp .............................................................................................. 16
2.3.3. Nhiệt độ làm nóng trước của không khí và nhiên liệu ............................ 16
2.3.4. Thành phần nhiên liệu .............................................................................. 17
2.3.5. Nhiệt độ ngọn lửa ....................................................................................... 17
2.3.6. Chất oxy hóa và thành phần nhiên liệu .................................................... 17
2.3.7. Tỷ lệ trộn ..................................................................................................... 18
Page | 2
2.3.8. Nhiệt độ làm nóng trước của chất oxy hóa và nhiên liệu ........................ 18
2.3.9. Nhiệt sẵn có ................................................................................................ 18
2.3.10. Thể tích khí thải ....................................................................................... 19
2.4. Đặc tính vận chuyển khí thải .......................................................................... 20
2.4.1. Mật độ ......................................................................................................... 20
2.4.2. Nhiệt dung riêng......................................................................................... 21
2.4.3. Độ dẫn nhiệt ............................................................................................... 21
2.4.4. Độ nhớt ....................................................................................................... 22
2.4.5. Số Pr ............................................................................................................ 22
2.4.6. Số Lewis ...................................................................................................... 23
2.5. Truyền nhiệt trong lò ....................................................................................... 23
2.5.1. Dòng nhiệt trong điện tích lò ..................................................................... 23
2.5.2. Độ dẫn nhiệt và khuếch tán ....................................................................... 24
2.5.3. Thời gian trễ ............................................................................................... 24
2.5.4. Truyền nhiệt tới bề mặt điện tích lò .......................................................... 25
2.5.5. Truyền nhiệt dẫn nhiệt ............................................................................... 25
2.6. Truyền nhiệt đối lưu ........................................................................................ 26
2.7. Truyền nhiệt bức xạ ......................................................................................... 27
2.7.1. Bức xạ giữa các chất rắn ........................................................................... 27
2.7.2. Bức xạ từ ngọn lửa và khí trong ............................................................... 27
2.7.3. Bức xạ từ ngọn lửa phát sáng ................................................................... 28
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 30
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 31
Page | 3
MỞ ĐẦU
Trong các loại nhiên liệu gốc dầu mỏ, xăng là loại được sử dụng rất phổ biến
cho các trang thiết bị kỹ thuật. Tỷ lệ sử dụng xăng so với các loại nhiên liệu khác
luôn đứng ở mức cao. Các động cơ xăng đã có lịch sử phát triển từ khá lâu và không
ngừng có những cải tiến để thích ứng cho việc sử dụng trong mọi lĩnh vực của nền
kinh tế và quốc phòng. Ngoài quá trình sử dụng xăng cho các loại động cơ xăng như
vậy, còn có rất nhiều ứng dụng khác của nhiên liệu xăng, đặc biệt dùng cho các lò
đốt. Rất nhiều vấn đề nảy sinh đặt ra cho người sử dụng phải có những hiểu biết cơ
bản, khoa học không chỉ về động cơ và điều kiện làm việc của nó, mà còn cả về tính
chất, về sự thay đổi các tính chất của xăng trong quá trình sử dụng. Chỉ có như vậy
việc sử dụng xăng mới có được hiệu quả cao nhất, phát huy tốt nhất các đặc tính kỹ
chiến thuật của các trang thiết bi kỹ thuật.
Tiểu luận này cung cấp cho người đọc các hiểu biết cơ bản về nhiên liệu
xăng và quá trình cháy của nhiên liệu trong lò đốt. Các kiến thức cơ bản này sẽ là
cơ sở cần thiết để người đọc có thể tìm hiểu sâu thêm trong lĩnh vực chuyên ngành
khi cần, phù hợp trong quá trình công tác thực tế.
Page | 4
I. NHIÊN LIỆU XĂNG
1.1 Định nghĩa và lịch sử phát triển
- Định nghĩa: Xăng hay còn gọi là ét-xăng (phiên âm từ tiếng Pháp: essence), là
một loại dung dịch nhẹ chứa hyđrocacbon, dễ bay hơi, dễ bốc cháy, được chưng cất từ
dầu mỏ.
- Công dụng: Xăng được sử dụng như một loại nhiên liệu, dùng để làm chất đốt
cho các loại động cơ đốt trong sử dụng xăng, chất đốt dùng trong tiêu dùng, sinh hoạt
hàng ngày như đun nấu, một số lò sưởi, trong một số loại bật lửa..... Làm dung môi hòa
tan một số chất, dùng để tẩy một số vết bẩn bám trên vải, kim loại, kính, nhựa...
- Lịch sử phát triển: Năm 1860, Nhà máy lọc dầu đầu tiên xây dựng ở
Pennsylvanie - Mỹ. Năm 1864, xăng lần đầu tiên được chiết xuất từ dầu hỏa ở một nhà
máy lọc dầu ở Mỹ. Năm 1883, đông cơ đốt trong đầu tiên được chế tạo và sử dụng nhiên
liệu xăng được chế tạo thành công và tiếp tục phát triển đến ngày nay, có một thời gian
từ năm 1930 tới năm 1980 xăng pha chỉ được sử dụng rộng rãi nhưng do nhiều yêu cầu
đặc ra kèm theo đó là các tiêu chuẩn về môi trường nên nhiên liệu xăng cũng phải đáp
ứng việc không gây ô nhiễm môi trường, giá xăng dầu thế giới ngày càng tăng cao và
nhiên liệu hóa thạch cũng ngày càng cạn kiệt nên vào cuối thế kỉ 20 các giải pháp mới
được đưa ra để tìm nhiên liệu thay thế cho xăng. Theo yêu cầu đó xăng sinh học đã ra
đời và được sử dụng khá nhiều trên động cơ đốt trong ngày nay. Đến năm 2012 xăng
được chế tạo từ không khí(Cacbon dioxit trong không khí với Hydro trong hơi nước) đã
được chế tạo thử nghiệm thành công bởi công ty Air Fuel Synthesis ở Anh.
1.2. Phân loại và phương pháp chế tạo
-Phân loại: Các loại xăng được sử dụng ở Việt Nam
+ Xăng Mogas 95 (M95): Có mùi, màu vàng được sử dụng cho các phương tiện có
tỉ số nén trên 9,5/1 như các xe hơi đời mới, xe đua...có trị số octan là 95.
+ Xăng Mogas 92 (M92): Có mùi đặc trưng, màu xanh lá được dùng cho các phương
tiện có tỉ số nén dưới 9,5/1 và có trị số octan là 92.
+ Xăng Mogas 83 (M83): Có mùi đặc trưng, màu vàng, được sử dụng cho phương
tiện có tỉ số nén 8/1, có trị số octan là 83. Hiện xăng này không được sử dụng trên thị trường
Việt Nam.
+ Xăng sinh học E5: Xăng sinh học sử dụng Êtanol như là một loại phụ gia nhiên
liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì. Xăng sinh học là hỗn hợp của xăng A92 pha 5%
Page | 5
ethanol. Từ ngày 1/1/2015, xăng E5 được bán rộng rãi trên cả nước. Tuy nhiên xăng E5
không thích hợp với các loại xe tăng ga xe mô tô có tỉ số nén cao. Ở nước ngoài người ta
lắp thêm thiết bị vào xe để sử dụng xăng E5, chính vì vậy tâm lý lo ngại khi sử dụng xăng
E5 ở Việt Nam vẫn còn tồn tại.
- Phương pháp chế tạo: Xăng đầu tiên được sản xuất bằng cách chưng cất, đơn giản
là tách tạp chất, nhằm mục đích tăng hiệu suất sản xuất xăng từ dầu mỏ, người ta chia nhỏ
thành nhiều quá trình được biết đến với tên gọi quá trình phân tách (cracking). Phân tách
nhiệt (thermal cracking), sử dụng nhiệt và áp suất cao, được giới thiệu vào năm 1913 và
được thay thế vào năm 1937 bởi phương pháp phân tách sử dụng xúc tác (catalytic cracking)
để làm tăng hiệu suất của các phản ứng hóa học và sản xuất được nhiều xăng hơn. Các
phương pháp khác sử dụng để tăng chất lượng xăng và tăng nguồn cung gồm có phương
pháp trùng hợp, chuyển từ thể khí thành các olefin.
Ví dụ: Từ propylene và butylene thành các phân tử lớn hơn trong xăng; ankyl hóa,
một quá trình liên kết một olefin với một paraffin ví dụ như isobutane; phương pháp đồng
phân hóa, biến đổi từ hydro các bon mạch thẳng sang hydro cacbon phân nhánh; và tái cấu
trúc, sử dụng nhiệt hoặc chất xúc tác để sắp xếp lại cấu trúc phân tử.
1.3. Đặc tính nhiên liệu xăng
1.3.1. Thành phần hoá học của nhiên liệu xăng
Thành phần hóa học của xăng chính là các hydrocacbon có số nguyên từ từ C4-C10
thậm chí còn có cả các hydrocacbon nặng như C11,C12 và C13. Ngoài ra thành phần hóa học
của xăng còn chứa một hàm lượng nhỏ các hợp chất phi hydrocacbon của lưu huỳnh, ni tơ
oxy.
1.3.2. Thành phần hydrocacbon
- Họ farafinic
Công thức hóa học chung la CnH2n+2, chúng tồn tại dưới 2 dạng: mạch thẳng(n-
farafin), mạch phân nhánh (iso-farafin), với các isofarafin thì mạch chính dài, mạch nhánh
ngắn, chủ yếu là gốc metyl.
- Họ olefin
Công thức hóc học chung là CnH2n, được tạo thành từ quá trình chuyển hóa, đặc biệt
là quá trình cracking, giảm nhớt và cốc hóa...các olefin cũng có hai loại là n-farafin và iso
farafin.
- Họ naphatenic