Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 28 - Sätt att nå hög temperatur, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
Sätt att nå
hög temperatur
662.741
Hög temperatur är givetvis ett relativt begrepp
och dess definition måste därför väljas
godtyckligt. Här skall den undre gränsen för hög
temperatur sättas vid ca 2 200°C eller 2 500°K.
Denna temperatur uppnås eller överskrids i
dag vid bara ett fåtal industriella processer
(tabell 1), och man kan därför säga att hög
temperatur i den här valda meningen tillhör
dagens forskning och framtidens teknik. Inga
metallurgiska processer eller t.ex. bränning av
klinker vid cementtillverkningen kommer med
bland högtemperaturprocesserna.
Att hög temperatur inte utnyttjas i större
omfattning beror givetvis på att
konstruktionsmaterial för mycket hög temperatur saknas
samt dessutom på svårigheter vid
värmeöverföringen, den höga energikostnaden och brist
på grundläggande kännedom om
högtempera-turkemin varigenom det är svårt att förutse
vilka kemiska reaktioner som sker vid hög
temperatur.
Trots detta är emellertid nu många
kemiingenjörer övertygade om att hög temperatur
kan och bör utnyttjas vid ett flertal kemiska
processer. Man forskar också på många håll
för att finna nya sätt att åstadkomma hög
temperatur och för att utröna vad som händer
med olika material vid den.
Förbränning
Genom förbränning av kol, olja eller gas i luft
eller syre kan man uppnå högst 2 500—2 700°C.
Genom användning av ozon i stället för syre
kan temperaturen höjas med ca 250° C. Lågans
temperatur beror på mängdförhållandet bränsle
—oxidationsmedel, mängden inert
utspädningsmedel, t.ex. kväve, och eventuell
förvärmning. Med nya bränslen, såsom kolsubnitrid
QN,, vilka nu blivit kommersiellt tillgängliga,
kan man emellertid åstadkomma
flamtempera-turer av upp till 5 200°C (tabell 2).
Vid förbränning kan lågans temperatur inte
överstiga den vid vilken
förbränningsprodukterna dissocieras i avsevärd omfattning. Att så
hög temperatur kan nås med kolsubnitrid
beror på att förbränningsprodukterna är bara
koloxid och kväve vilka har exceptionellt hög
dissociationstemperatur. Deras
"bindetemperatur", dvs. den temperatur vid vilken ingen
ändring i fri energi uppstår när de
sönderfaller i atomer, har beräknats till 7 300° C för
koloxid och 6 800°C för kväve.
Vätehaltiga bränslen, som ger vatten vid
förbränningen, kan inte ge lika hög temperatur
som kolnitrider därför att vatten är nästan
fullständigt dissocierat vid ca 2 800° C.
Motsvarande gäller vid förbränning av kol med
så mycket syre att det bildas koldioxid som
har lägre dissociationstemperatur än koloxid.
Utom bränslen, som ger gasformiga
förbränningsprodukter, används metaller vilka ger
fasta oxider. Dessa kan utnyttjas som
värmeöverföringsmedium, och syre-metallågor kan
därför kanske användas för genomförande av
gasreaktioner. Hittills har man utnyttjat dem
vid skärning av keramiska material och
metaller som inte kan skäras med
syre-acetylen-låga.
Man har föreslagit gasturbiner för
genomförande av kemiska reaktioner och har på
försök utnyttjat dem för detta ändamål (Tekn. T.
1954 s. 427), men den temperatur som kan
uppnås på detta sätt begränsas av de
nuvarande konstruktionsmaterialen. Strålmotorer,
ramm- och raketmotorer, förefaller mera
lovande då man i deras brännkammare kan nå
en temperatur på 2 950—6 650° C. Vid försök
att framställa kväveoxid i en raketmotor lär
man ha uppnått mycket gott utbyte.
Elektriska metoder
Motståndsugnen
Oxidmotstånd har använts flera år som
värmeelement i laboratorieugnar för hög
temperatur. Denna ugnstyp är troligen den
pålitligaste apparaten för temperaturer upp till
1 980° G i ett oxiderande system. Genom
användning av hafnium- eller toriumoxid som
motstånd bör ännu högre temperatur kunna
nås.
För att erhålla högsta möjliga temperatur med
värmeelement av en fast kropp skall man
givetvis välja ett ämne med högsta kända smält-
Tabell 1. Högtemperaturprocesser
Temperatur
°C
Elektrotermisk framställning av
kiselkarbid ........................ 2 340
borkarbid ......................... 2 510—2 590
kalciumkarbid ..................... 1 980
grafit ............................. 2 200
bariumoxid ur karbonat............ 1 980
smält aluminiumoxid............... 1 980—2 200
Förbränning av fosfor till P20B....... 1 980
Induktionsupphettning .............. 3 600
Tabell 2. Flamtemperatur vid förbränning
°C
3 C4N2 + 4 03 —> 12 CO + 3 N„ ........ 5 250
C4N2 + 2 02 —> 4 CO + N„ ............ 4 990
C2N2 + 02 —> 2 CO + N2 ............. 4 570
H2 + F» —► 2 HF .................... 3 670
2 C2H2 +3 02 —> 4 CO + 2 H„0 ........ 3 220
2 G + O»—> 2 CO ................... 3 220
C + 02 —> GO„ ...................... 2 880
2 H2 + Oo —> 2 HoO .................. 2 850
C + Oj + 4 N2 —»• CO, + 4 N2 ......... 2^00
TFKNISK TIDSKRIFT 637 f}JJ
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
