คุณสมบัติการเผาไหม้ของเชื้อเพลิง

คุณสมบัติการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงส่งผลต่ออุณหภูมิของเปลวไฟ ขอบเขตความสามารถในการติดไฟ ความสามารถในการติดไฟ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเคมี และความโน้มเอียงที่จะสร้างอนุภาคควัน
1. ค่าความร้อน
ค่าความร้อนเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเชื้อเพลิง ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของหน่วยมวลหรือปริมาตรของเชื้อเพลิงเรียกว่าค่าความร้อนแบบกราวิเมตริกหรือค่าความร้อนเชิงปริมาตร ความร้อนของการเผาไหม้ที่ปล่อยออกมาเมื่อผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของน้ำหนักต่อหน่วยของเชื้อเพลิง (อุณหภูมิ 25 องศา ) และอากาศ (อุณหภูมิ 25 องศา ) เย็นลง และอุณหภูมิสุดท้ายกลับมาที่ 25 องศา (ภายใต้ความดันปกติ) (ไอน้ำในผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ควบแน่น ลงไปในน้ำแล้ว) เรียกว่ามีค่าความร้อนสูง การหักล้างความร้อนที่ปล่อยออกมาจากการควบแน่นของไอน้ำด้วยค่าความร้อนสูงเรียกว่าค่าความร้อนต่ำ ในค่าความร้อนที่ต่ำกว่า จะถือว่าผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้นั้นเป็นก๊าซทั้งหมด
2. อุณหภูมิจุดติดไฟที่เกิดขึ้นเอง
การจุดระเบิดเองหมายความว่าเมื่อไม่มีแหล่งจุดไฟภายนอก อุณหภูมิของเชื้อเพลิงจะเพิ่มขึ้นโดยการให้ความร้อน เพื่อให้เชื้อเพลิงติดไฟโดยอัตโนมัติ สามารถกำหนดอุณหภูมิจุดระเบิดอัตโนมัติได้ดังนี้:
น้ำมันจำนวนเล็กน้อยใส่ในถ้วยใส่ตัวอย่างที่ได้รับความร้อนที่อุณหภูมิสูง และวัดการหน่วงเวลาในการจุดระเบิด จากนั้นลดอุณหภูมิลงและทดสอบซ้ำ ในเวลานี้ การหน่วงเวลาการจุดระเบิดจะเพิ่มขึ้นจนถึงอุณหภูมิจุดระเบิดต่ำสุดที่กำหนด หากอุณหภูมิต่ำกว่านี้ ไม่ว่าจะหน่วงเวลานานแค่ไหนก็จะไม่มีการจุดระเบิด อุณหภูมิจุดติดไฟเพิ่มขึ้นเมื่อความดันลดลง
3. จุดวาบไฟ
จุดวาบไฟหรือจุดวาบไฟ หมายถึง อุณหภูมิที่ส่วนผสมของไอน้ำมันและอากาศลุกไหม้ในเวลาสั้นๆ (ภายใน 5 วินาที) เมื่ออยู่ใกล้เปลวไฟ จากมุมมองของธรรมชาติทางกายภาพและทางเคมีของเปลวไฟ มันเป็นการระเบิดเพียงเล็กน้อยของส่วนผสมของก๊าซและอากาศที่ติดไฟได้ เช่นเดียวกับการระเบิดของแก๊สผสมทั้งหมด ไฟวาบสามารถเกิดขึ้นได้ภายใต้ส่วนผสมบางอย่างเท่านั้น เมื่อก๊าซที่ติดไฟได้มากหรือน้อยเกินไปก็จะไม่สามารถเกิดการระเบิดได้ ดังนั้นจึงเกี่ยวข้องกับความสามารถในการระเหยของของเหลวไวไฟและปริมาณขั้นต่ำในส่วนผสมของอากาศ
ที่อุณหภูมิห้อง ไอระเหยของเชื้อเพลิงเหลวส่วนใหญ่ไม่สามารถจุดไฟได้พร้อมกับออกซิเจนในอากาศ ในการระบุจุดวาบไฟของน้ำมัน จำเป็นต้องให้ความร้อนแก่น้ำมัน และทดสอบว่าจุดวาบไฟสามารถเกิดขึ้นในช่วงเวลาปกติระหว่างกระบวนการให้ความร้อนหรือไม่ การทดสอบดำเนินการภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดอย่างเคร่งครัด มันเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับทุกรายละเอียดของเครื่องมือและวิธีการทดลองที่ใช้ ดังนั้นจุดวาบไฟจึงเป็นค่าคงที่ที่มีเงื่อนไขด้วย
ยิ่งจุดวาบไฟต่ำเท่าใด อันตรายจากไฟไหม้ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
4. ขีด จำกัด ความเข้มข้นของสารไวไฟ
สารที่ติดไฟได้ (เช่น ไอเชื้อเพลิง) ที่ผสมกับอากาศสามารถเผาไหม้ได้ภายในช่วงความเข้มข้นที่กำหนดเท่านั้น นอกเหนือจากความเข้มข้นนี้ (บางเกินไปหรือหนาเกินไป) จะไม่ไหม้ ภายในช่วงความเข้มข้นนี้ เมื่อเกิดเปลวไฟแล้ว เปลวไฟสามารถกระจายออกจากแหล่งกำเนิดประกายไฟได้ และตราบใดที่ความเข้มข้นเหมาะสม มักจะกำหนดขีดจำกัดที่อุดมด้วยเชื้อเพลิงและขีดจำกัดที่ไม่ใช้เชื้อเพลิง (หรือเรียกว่าขีดจำกัดที่อุดมด้วยเชื้อเพลิงที่ไร้เชื้อเพลิง)
เพื่อให้แม่นยำ ขอบเขตทั้งสองนี้ควรเรียกว่าขอบเขตที่ไม่ติดไฟมากกว่าขอบเขตที่ไวไฟ เนื่องจากเกินขอบเขตทั้งสองนี้ จะต้องไม่ติดไฟ แต่ไม่จำเป็นต้องติดไฟภายในช่วงนี้ ขีดจำกัดการเอนและจุดวาบไฟเชื่อมโยงกัน ขอบเขตที่ไม่ติดไฟของเชื้อเพลิงน้ำมันก๊าดที่อุณหภูมิห้องอยู่ที่ประมาณ 0.035 และ 0.28 ในอัตราส่วนน้ำมันต่อก๊าซ (มวล)
5. การสร้างคาร์บอน
การเกิดถ่านของเชื้อเพลิงแสดงถึงแนวโน้มที่จะสร้างอนุภาคควันเมื่อถูกเผาไหม้ในห้องเผาไหม้ การสร้างคาร์บอนมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับคุณสมบัติของเชื้อเพลิง เช่น ความถ่วงจำเพาะ ช่วงการกลั่น ความหนืด ปริมาณอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน อัตราส่วนคาร์บอนต่อไฮโดรเจน (ปริมาณไฮโดรเจน) เป็นต้น
การสร้างคาร์บอนเชื้อเพลิงเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดว่าคุณสมบัติและองค์ประกอบของเชื้อเพลิงส่งผลต่อประสิทธิภาพการเผาไหม้และอายุการใช้งานของหัวเผาอย่างไร การเกิดคาร์บอนสูงจะทำให้เกิดควันมากขึ้นในไอเสีย, ความเข้มข้นสูงของอนุภาคควันในบริเวณการเผาไหม้, การแผ่รังสีสีดำของเปลวไฟสูง, การถ่ายเทความร้อนด้วยรังสีสูง, อุณหภูมิผนังห้องสูง, ทำให้เกิดการเสียรูปและรอยแตกของท่อเปลวไฟ และลด อายุการใช้งานของหลอดเปลวไฟ อุณหภูมิสูงอาจทำให้เกิดการสะสมของคาร์บอนบนผนังห้องเพาะเลี้ยงและหัวฉีด ซึ่งจะส่งผลต่อคุณภาพการทำให้เป็นละอองของเชื้อเพลิง ส่งผลให้ประสิทธิภาพการเผาไหม้ต่ำ การกระจายอุณหภูมิขาออกลดลง และแม้กระทั่งการเผาไหม้ที่ไม่เสถียร