ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Самовоспламенение из "Горение и массообмен" Применение к поршневому двигателю. Дизельные двигатели. Жидкое топливо вспрыскивается в воздух, давление и темпера тура которого повышаются п утем сжатия в цилиндре часть топлива быстро испаряется и перемешивается с воздухом. После задержки в несколько миллисекунд смесь воспламеняется пламя быстро охватывает уже испарившееся и перемешавшееся топливо, и затем скорость горения определяется скоростью впрыскивания топлива и характеристиками смешения двухфазной турбулентной топливовоздушной ст1руи. [c.159] Примечания. 1. Этот процесс не представляет четкого примера чистого самовоспламенения, поскольку здесь нет резкого разделения между фазами подготовки смеси и воспла нения в период задержки смесь не находится в покое. Тем не менее присутствует существенный признак повышение средней температуры газа производится самим реагирующим газом высокотемпературный газ от внешнего источника не поступает. [c.159] Бензиновые двигатели. Пламя зарождается от искры и распространяется по топливовоздушной смеси для достижения пламенем наиболее удаленных зон камеры сгорания обычно требуется несколько миллисекунд. Газ в этих зоиах становится горячим, как от сжатия его поршнем, так и от сгоревшего расширившегося газа поэтому смесь. газа в этих зонах склонна к самовоспламенению. Если для осуществления самовоспламенения имеется время, то до приближения распрост1раняющегося пламени происходит очень резкое повышение давления это и есть причина стуков бензинового двигателя, иногда (по ошибке) называемых детонацией. [c.159] Примечание. Из изложенного следует, что для уменьшения стуков в бензиновом двигателе требуется топливо с повышенной стойкостью к самовоспламенению. К топливу для дизельного двигателя предъявляются противоположные требования. Изооктан имеет большую задержку воспламенения при любых заданных давлении и температуре, так что он не вызывает стуков /г-гептан самовосплалтеняется легко. Шкала октановых чисел составлена относительно этих двух топлив. [c.159] Ёозникновенйе стуков может быть также уменьшено созданием условий, в которых пламя, начавшееся от искры, быстро достигает всех зон камеры сгорания. Например, лучше разместить свечу посередине камеры, а не сбоку. [c.160] Применение к прямоточным реактивным двигателям. В прямоточных реактивных двигателях некоторых конструкций, предназначенных для полета аппаратов с очень высокой скоростью, входной диффузор может обеспечить сжатие воздуха и повышение его темпе ратуры, достаточное для цспарения и воспламенения топлива (впрыскиваемого в воздушный поток на входе в камеру сгорания) на протяжении нескольких десятков сантиметров. В данном случае можно обойтись без плохо обтекаемого тела — стабилизатора пламени, который вносит нежелательное сопротивление. [c.160] Примечания. Хотя этот процесс стационарный, а не переходный, для наблюдателя, движущегося вместе с прямоточным двигателем и следящего за частицей топлива, он подпадает под определение самовоспламенение . [c.160] Как и в случае дизельного двигателя, здесь испарение и перемешивание осуществляются в течение периода воспламенения но и в данном случае это не л. еняет основного принципа газ воспламеняется в результате протекания процессов в нем самом. [c.160] Очевидно, что в рассматриваемом случае требуются топлива, которые имеют малый период задержки воспламенения. Конструктор может облегчить воспламенение, сделав диффузор с высокой степенью повышения давления это позволит получит высокие давление, тепературу и низкую скорость. [c.160] Вообще, весь ход этих кривых определяется не только термодинамикой, поскольку он частично зависит от относительных скоро-, стей конкурирующих реакций (т. е. реакций, в которых расходуются одни и те же реагенты, но образуются различные продукты). Однако зависимости на рис. 15.1 остаются качественно вер-ньвми. [c.161] Теплопередача, массообмен и фазовые переходы. Хотя процессы, перечисленные в этом подзаголовке, наблюдаются в большинстве практических явлений самовоспламененйя, они не играют оущественной роли. Поэтому здесь нет необходимости пользоваться теориями указанных процессов. [c.161] Топливо+Окислитель- Продукты. [c.161] Примечания.. Несмотря на предельную простоту, это предположение позволяет понять и даже рассчитать много практических явлений горения углеводородов в воздухе. [c.161] Скорость расходования топлива будет, следовательно, выражаться уравнением (15.2.1), в котором А — топливо и В — окислитель. Конечно, К и Я представляют собой константы, которые должны быть, определены экспериментально или оценены в процессе фундаментального анализа... . [c.161] Реагенты. Так как расс Матриваемая реакция идет по единственному пути, законов термодинамики достаточно для определения связи Штопл и Шок С Т при условии, ЧТО процесс адиабатный, а давление или объем сохраняются постоянными. [c.161] Решение. Качественные особенности. Обозначим корень уравнения (15.3.3) или (15.3.4) через г(Т), поскольку же известно, что эта функция имеет форму, показанную на рис. 15.3, можно также изобразить и обратную функцию 1/г. Отсюда можно за--ключить, что кривая зависимости Т от t имеет вид, показанный на рис. 15.4. Из этого рисунка следует, что заметное повышение температуры сменяется очень быстрым ее подъемом почти до уровня Т поэтому в качестве точного определения периода задержки воспламенения удобно принять этот период равным времени, за которое т—(Г—To)l(Ti—Го) приобретает какое-либо определ 1Нное значение, скажем, 0,1, при этом неважно, какое именно значение выбирается. Итак, период задержки соответствует заштрихованной области на рис. 15.3. Величина Ти = То+ -fO.Kri—Го). Теперь задача состоит в определении и в выявлении его зависимости от р, К и т. д. [c.163] Влияние основных параметров на задержку воспламенения. [c.164] Давление. Уравнения показывают, что tu обратно пропорционально начальному давлению. Отсюда очевидно, что использование в двигателях высокой степени сжатия облегчает самовоспламенение. Однако не в этом заключается основное влияние степени сжатия, которое проявляется в сопутствующем повышении температуры. [c.164] увеличение температуры на 13 °С уменьшает задержку воспламенения в е раз от ее начального значения. [c.165] Вернуться к основной статье