Lezione 1 di Combustione e impatto ambientale

Esame quando si vuole

Esame quando si vuole (mail e ci si accorda), solo orale.

Libri

Libri - Glossman (combustion and fundamentals), franzoz? - IUPMS? (c'è l'autore).

Sarò se mi copiate?

Combustione

Combustione - mixture di combustibile e comburente.

Reaz1 unica - esotermica, rapida, in fase gassosa (almeno 1).

Fronte fiamma - fronte avanzam. reazioni.

v: [cm/s] > [m/s].

Parliamo di tempo di occorrenza (tempo mio).

Esame quando si vuole

Esame quando si vuole (mail e ci si accorda), solo orale.

Libri

Glossman (combustion and fundamentals).

Bamatz.

Turns (è l'autore).

Sono su un legato?

Combustione e fiamme

Combustione → mixture di combustibile e comburente.

• Univoca.

→ esotermica → rapida, in fase gassosa (almeno 1).

Fronte fiamma: fronte avanzam. reazioni.

v: [cm/s] → [m/s].

Parliamo di tempo di occorrenza (tempo mio) e di ritardo di accensione (St da accensione a un'occasione), o anche di limite di infiammabilità.

(m combust dal luogo a fiamma) (m comburente) (le dipendono da P, T).

F_fiamma = F_max (valore teorico) → stechiometria } omogenea + adiabatiche.

Fiamma per diffusione → miscelazione tra comb. e combur. (tipo candela).

Fiamma per diffusione (comb. eterogenea) }.

Benco tutto!

Vi sono reazioni pre-combustione tipo: pilolite, CH₄, OVS.

Fiamme pre-miscelate → già miscelato.

Laminate.

FUEL + AIR già miscelati.

Turbolenta.

Velocità.

Tempo.

Temperatura.

Deflagrazione e detonazione

Deflagrazione: onde di camb. si propagano a velocità subsonica.

VS.

Detonazione: onde di camb. si propagano a velocità supersonica.

Chimica della combustione

CHIMICA COMBUSTIONE - carburibili (fuels).

H₂.

S₂.

O₂.

C.

Elementari.

C + O₂ -> CO₂.

2H₂ + O₂ -> 2H₂O.

2C + O₂ -> 2CO.

Monossido di carbonio (no completa, troppa miscela in CO₂ → gas pericoloso).

Reaz. globali.

• Sistemi di reazioni -> ai polimeri.

Radicali > intermedi, tante reazioni.

Tipo aA + bB ⇄ cC + dD.

~ coeff. stech.

~ elementi.

Mole -> q.ta' sostanza ed N_A particelle.

6,023 x 10²³ (Avogadro).

A cond. 0°C/1 bar -> V = 22,4 l.

Tipo C + O₂ -> CO₂.

1 mole 1 mole 1 mole.

[12g] [32g] [44g].

{cans completa VS.

Combustione stechiometrica

Comb. stechiometrica/perfetta -> C_mH_n [HC].

Tipo C_mH_n + (m + n4) O₂ -> m CO₂ + n2 H₂O.

Tmax -> adiabatica e di fiamma.

+ aria di stechio: LEA.

Lα-¸¸ ¸¸ : RICH.

Cosa vuol dire /grosso?

Φ equivalence ratio: A/F A/F_stechio.

Tip: C_mH_n?

Kg O₂ per 1 kg C_etto.

32 (m + _m/_n) ≍ 3,508 [con O₂ 23% in aria].

Kg aria = Kg O₂ · 4,31 teorico 15,12 Kg.

Calcolo in due modi:

• Massa.
• Moli (termini ed equivalenze volumetriche).

C + O₂ → CO₂.

La percentuale di volume di ossigeno in aria = 21%.

&Nv;_m³O₂ &Nv;_m³ Aria = 0,21.

Volume O₂ = V_O2 = m O₂ 22,4 m³/N_mol 32 kg/N_mol.

Sistemi H₂-O₂

Studieremo sistemi tipo H₂-O₂ (useremo uno schema "cinetico" per scopi didattici):

• H₂O₂, H, O, H₂O, H₂O₂ (sono particelle che prenderanno parte del sistema).
• Insieme di reazioni. Unimolecolari. Bimolecolari. Trimolecolari.
• Radicali = serve un 3° corpo stabilizzante (per far sì che i radicali non tornino nella forma iniziale!).

Combustione di H

• H+O₂-->OH+O.
• O+H₂-->OH+H.
• OH+H₂-->H₂O+H.

Dove H, O, OH sono elementi intermedi reattivi, formazione di prodotti di H₂O.

Deflagrazione.

Esplosione.

Combustione del metano

Combustione del metano:

CH₄ + 2O₂ -> CO₂ + 2H₂O.

Reaz. elementare.

Altre combustioni: C_mH_n HO.

Sequenza di relazioni.

Perdita di atomi di H.

Sostituzione di O₂ ==> formazione di perossidi.

Fine della combustione.

Reazioni ad alta e bassa temperatura

Parleremo di:

1. Reazioni ad alta T/bassa T.
2. Reazioni pirolitiche:
3. Gas-gas.
4. Gas-liquido.
5. Gas-solido.