Самовоспламенение и сгорание топлив

Одной из важных характеристик топлива, позволяющих судить о его пусковых свойствах и о стабильности процесса горения, является температура самовоспламенения паров топлива, т. е. такая температура, при которой происходит самовоспламенение горючей смеси без контакта с открытым пламенем. Процесс самовоспламенения горючей смеси встречается во всех двигателях внутреннего сгорания. Дизельные двигатели работают на основе этого процесса. В двигателях с воспламенением от искры самовоспламенение горючей смеси является крайне нежелательным и даже вредным явлением, так как нарушает нормальный процесс сгорания. В турбореактивных двигателях самовоспламенение горючей смеси — явление положительное, способствующее более устойчивому процессу сгорания. [c.76]

В двигателях, работающих на жидком топливе, стадии воспламенения и сгорания топлива предшествует стадия распыления и испарения. В распыленном (капельном) состоянии находится часть моторного масла в картере работающего поршневого двигателя. Продолжительность нахождения топлива или масла в капельном состоянии невелика, исчисляется долями секунды. Поэтому долгое время считалось, что какого-либо изменения качества топлива или масла за время его пребывания в капельном состоянии не происходит. Однако целый ряд экспериментальных данных (например, излом температурной зависимости периода задержки самовоспламенения распыленных жидких топлив) косвенно свидетельствовал о весьма значительном окислении топлив (масел) за время их нахождения в капельном состоянии. В связи с этим потребовалось провести специальные исследования окисляемости углеводородов в капельном состоянии [c.37]

В поршневых двигателях сгорание топливо-воздушной смеси происходит при сравнительно высоких давлениях. В этих ус-лов 1ях наблюдается двухстадийное самовоспламенение топлив с предварительным образованием голубого пламени. Исследования интенсивности излучения холодных пламен и их индукционного периода позволили установить корреляцию между этими параметрам и антидетонационными свойствами топлива. Существование данной связи дает основания рассматривать холодное пламя в качестве активной стадии, ускоряющей появление горячего пламени. Однако механизм ускоряющего действия холодного пламени должен отличаться от механизма цепного окисления смесей. [c.133]

Преждевременное воспламенение —явление сложное и для него невозможно дать исчерпывающее объяснение. Известны различные его виды [67, 202—205] 1) бесшумное, 2) равномерное со звуком, 3) самовоспламенение, 4) резкий свист. Бесшумное преждевременное воспламенение исследованием посредством газовой ионизации идентифицировано как пламя оно, как было установлено, вызывает почти полное сгорание топлива еще до того, как [c.414]

К присадкам этой группы относятся вещества, улучшающие процесс сгорания топлива в двигателе препятствующие возникновению детонации (антидетонаторы) облегчающие самовоспламенение топлив в дизельных двигателях (повышающие цетановое число) и другие. [c.278]

Моторные свойства дизельных топлив неодинаковы. Некоторые дизельные топлива сгорают с большой скоростью, что приводит к резкому возрастанию давления в цилиндре двигателя. Сгорание топлива приобретает характер взрыва, что вызывает нарушения в работе двигателя и приводит к быстрому его износу. Для характеристики способности дизельного топлива к самовоспламенению используется цетановое число, получаемое на специальной моторной установке путем сравнения исследуемого и эталонного топлива. Чем выше цетановое число, тем равномернее его сгорание, меньше расход топлива для обеспечения нужной мощности двигателя и тем легче его запуск. [c.260]

Индукционный период самовоспламенения. Когда топливо вспрыскивается в камеру сгорания, содержащую сжатый горячий воздух, то- от подачи топлива до его самовоспламенения проходит определенное время. Это время неодинаково для различных топлив. Некоторые топлива воспламеняются немедленно после их вспрыскивания, другие иногда в течение длительного периода не самовозгораются. Чем большее число оборотов имеет двигатель, тем сильнее может влиять на его работу запаздывание самовоспламенения топлива, которое в конечном итоге может произойти при движении поршня вниз, в П1 такте, что резко повлияет на снижение мощности двигателя. [c.218]

Детонационные свойства дизельных топлив определяются характером процесса их сгорания вслед за периодом самовоспламенения. Парафинистые топлива сгорают плавно и при этом не наблюдается больших скоростей взрывной волны. Наоборот, топлива ароматические, после длительного индукционного периода, самовоспламеняются и сгорают мгновенно с образованием взрывной волны, обладающей огромной скоростью, вызывающей ударные нагрузки на поршень и- соответствующие разрушения деталей двигателя. [c.218]

Цетановое число характеризует не только воспламенительные свойства, оно отражает и некоторые другие эксплуатационные качества дизельного топлива чем выше цетановое число дизельного топлива, тем лучше его пусковые свойства, тем менее длителен период задержки самовоспламенения, больше полнота сгорания топлива, меньше задымленность выхлопных газов и склонность топлива к отложениям нагаров в камере сгорания и в форсунках. [c.94]

Детонация моторного топлива в цилиндрах вызвана, очевидно, двумя причинами во-первых, детонирующим сгоранием топлива и, во-вторых, вынужденным самовоспламенением смесей горючего с воздухом [5а]. [c.206]

Процесс сгорания топлива протекает во фронте пламени. Фронт пламени является границей между несгоревшим топливом и продуктами сгорания. В зоне фронта пламени температура изменяется от начальной То до максимальной Тг. Зона протекания химических реакций расположена в интервале температур от момента вспышки Т, до Т Горение новых объемов топливной смеси происходит вследствие распространения пламени в них или в результате самовоспламенения. В распространении пламени основные роли играют теплопередача и диффузия активных радикалов из фронта пламени в свежую топливную смесь. [c.38]

Сгорание топлива в двигателях, теплосиловых установках, генераторах, топках котлов и др. происходит за счет воспламенения и самовоспламенения. Температурой воспламенения называют [c.13]

Процесс сгорания топлива протекает во фронте пламени. Фронт пламени является границей между несгоревшим топливом и продуктами сгорания. Г орение новых объемов топливной смеси происходит вследствие распространения пламени в них или в результате самовоспламенения. В распространении пламени основные роли играют теплопередача и диффузия активных радикалов из фронта пламени в свежую топливную смесь. [c.94]

Время между началом впрыска и самовоспламенением топлива называют периодом задержки самовоспламенения. Этот период у разных топлив неодинаков. Некоторые топлива воспламеняются почти сразу же после впрыска, другие — спустя определенное время. В первом случае сгорание топлива происходит с постоянной скоростью, и давление образовавшихся газов над поршнем нарастает равномерно. Во втором случае в цилиндр успевает поступить большое количество топлива, оно воспламеняется одновременно, сгорание носит взрывной характер, а давление газов повышается мгновенно, скачком. Это явление, которое по внешним признакам напоминает детонацию, называют жесткой работой. [c.111]

Воспламенение и сгорание топлива в воздушно-реактивных двигателях происходит непрерывно в потоке быстродвижущегося воздуха. Зажигание от постороннего источника — электрической искры — необходимо только для пуска двигателя. Остальное время топливо загорается либо за счет горящего факела, либо за счет самовоспламенения. Преобладание того или иного вида воспламенения зависит от организации всего процесса сгорания топлива в камере сгорания данной конструкции. [c.167]

Эти особенности сгорания топлива в двигателе, работающем по М-процессу , являются следствием резкого уменьшения доли топлива, сгорающей в результате самовоспламенения. [c.115]

Из приведенной табл. 22 и рис. 49 видно, что топлива, практически равноценные по своим физическим свойствам и нормальной скорости распространения пламени, но различающиеся по температуре самовоспламенения, сгорают с разными коэффициентами полноты сгорания. Чем ниже температура самовоспламенения, тем выше коэффициент полноты сгорания. Приведенные выше данные еще раз свидетельствуют о значительной роли самовоспламенения в процессе сгорания топлива в ВРД. Кроме того, из этих данных следует, что в тех случаях, когда конструктивные возможности высокоэкономичного сгорания топлива в ВРД полностью использованы, дополнительный эффект может быть получен при применении топлив с малым периодом задержки самовоспламенения и низкой температурой самовоспламенения. [c.133]

В отличие от других двигателей непрерывного горения процесс сгорания топлива в ЖРД протекает при очень высоких температурах (3000—4000° К) и давлении (до 100 ат). В этих условиях химические реакции взаимодействия горючего и окислителя протекают с очень высокой скоростью. Время пребывания топлива в камере сгорания (с момента поступления до момента образования продуктов сгорания) исчисляется 0,003—0,008 сек. В то же время, как и в ВРД, процесс горения протекает в сильно турбулизированном потоке паров горючего и окислителя. Вблизи головки двигателя возникают интенсивные обратные токи продуктов сгорания. Все это дает возможность рассматривать процесс сгорания в ЖРД, как и в ВРД, состоящим из двух одновременно протекающих процессов — распространения пламени и самовоспламенения объемов смеси паров горючего и окислителя, попадающих в зону с высокой температурой. [c.136]

ИНДУКЦИОННЫЙ ПЕРИОД ПРИ СГОРАНИИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЕ. Процессу самовоспламенения топлива независимо от того, происходит ли оно в двигателе с воспламенением от сжатия или в турбокомпрессор-ном реактивном двигателе, предшествует нек-рая задержка воспламенения, к-рая является периодом медленного нарастания скорости хим. реакции в топливе и такого же медленного повышения т-ры. Это время, выраженное в сек., принято называть И. п. Чем короче И. п., тем выше качество топлива. [c.250]

Основные возражения против теории активных ядер сводятся к следующему. Прежде всего установлено, что явления детонации наблюдаются не только с жидкими, но и с газообразными горючими, т. е. в таких случаях, когда образование активных капельножидких ядер невозможно себе представить. Что касается металлоорганических антидетонаторов, то допускаемое теорией металлическое покрытие активных ядер ие только не может предохранить их от самовозгорания, а скорее наоборот в условиях сгорания топлива в моторе металлические частицы, образующиеся в результате распада антидетонатора, должны быстро окисляться с выделением большого количества тепла, что в свою очередь должно не предохранять активные ядра, а содействовать скорейшему их самовоспламенению. Очевидно, таким образом, теория активных ядер также не в состоянии разъяснить механизм детонации и действия антидетонаторов. [c.688]

Индукционный период самовоспламенения. При впрыскивании топлива в камеру сгорания, содержащую сжатый горячий воздух, с момента подачи до его самовоспламенения проходит определенное время. Это время неодинаково для различных топлив. Некоторые топлива воспламеняются немедленно после начала впрыска, другие — через некоторое время. В первом случае по мере поступления в камеру сгорания топливо сразу воспламеняется и сгорает с постоянной скоростью, обусловливая этим равномерное нарастание давления над поршнем. Во втором случае вся масса поступившего в цилиндр топлива воспламеняется одновременно, вызывая этим мгновенное резкое повышение давления. Это явление в дизелях, по внешним признакам сходное с детонацией в двигателях с искровым зажиганием, называют жесткой работой . Оно характеризуется высоким значением максимального давления вспышки и быстрым нарастанием давления по углу поворота коленчатого вала. Чем выше число оборотов двигателя, тем сильнее может влиять на его работу запаздывание самовоспламенения топлива, которое в конечном итоге может привести к догоранию топлива на стадии расширения и резкому снижению мощности и экономичности двигателя. [c.25]

Основным отличием дизельных двигателей от карбюраторных является то, что сгорание топлива в цилиндре происходит не от зажигания искрой, а от самовоспламенения за счет высокой температуры (до 600°), развиваемой в цилиндре при сжатии воздуха до 30—-32 ат. При этом топливо подается в цилиндр в жидком распыленном виде. [c.10]

Как уже указывалось, топливо в камере сгорания реактивного двигателя нри помощи форсунки впрыскивается в поток воздуха, температура которого, как правило, значительно ниже температуры самовоспламенения впрыскиваемого топлива. Поэтому процесс испарения топлива и смешения его паров с воздухом, т. е. подготовка топливо-воздушной смеси, имеет весьма существенное значение. В зависимости от условий иснарения и смешения и фракционного состава топлива фактором, определяющим скорость горения, может быть либо скорость подготовки рабочей смеси, и тогда в основном имеет место диффузионное горение, либо скот рость химической реакции, — тогда преобладает кинетическое горение. [c.259]

Температура самовоспламенения и время задержки самовоспламенения оказывают известное влияние и на полноту сгорания топлива. Топлива ароматического характера, обладающие высокими температурами самовоспламенения и большим периодом задержки самовоспламенения, дают наиболее низкую полноту сгорания. На рис. 157 показано значение к. н. д. сгорания топлив различной химической природы, состав которых приведен в табл. 83, в зависимости от высоты полета самолета и состава смеси. Топлива ароматического характера имеют не только паи- [c.261]

Воспламеняемость топлива характеризует его способность к самовоспламенению в дизеле. Это свойство в значительной мере определяет подготовительную фазу процесса сгорания — период задержки воспламенения, который в свою очередь складывается из времени, затрачиваемого на распад топливной струи на капли, частичное их испарение и смешение паров топлива с воздухом (физическая составляющая), и времени, необходимого для завершения предпламенных реакций и формирования очагов самовоспламенения (химическая составляющая). Физическая составляющая времени задержки воспламенения зависит от конструктивных особенностей двигателя, а химическая — от свойств применяемого топлива. Длительность периода задержки воспламенения существенно влияет на последующее течение всего процесса сгорания. При большой длительности периода задержки воспламенения увеличивается количество топлива, химически подготовленного для самовоспламенения. Сгорание топливовоздушной смеси в этом случае происходит с большей скоростью, что сопровождается резким нарастанием давления в камере сгорания. [c.22]

Цетановое число определяют на одноцилиндровой установке ИТ9-ЗМ или ИДТ-69 по ГОСТ 3122-67 методом совпадения вспышки испытуемого и эталонного образцов топлива. В качестве эталонов используют смеси цетана, воспламеняемость которого принята за 100 единиц, и а-метилнафта-лина, воспламеняемость которого принята за нуль. Сущность метода заключается в подборе степени сжатия, при которой самовоспламенение испытуемого топлива в камере сгорания происходит точно в верхней мертвой точке (ВМТ) при постоянном угле опережения впрыска, равном 13° до ВМТ, и нахождении эквивалентной по воспламеняемости смеси эталонных топлив для этой степени сжатия. Режим работы установки следующий [c.89]

В многооборотных двигателях ( =1500—2500 об/мин) продолжительность сгорания топлива составляет тысячные доли секунды, поэтому требуется топливо с повышенной испаряемостью (дизельные фракции). В средне- и малооборотных двигателях вследствие низкой скорости испарения топлива несколько возрастает время задержки самовоспламенения. Благодаря этому можно применять более тяжелые фракции (керосино-газойлевые или керосино-газойлевые фракции, наполненные остаточными нефтепродуктами). Таким образом, влияние испаряемости топлива на процессы смесеобразования у среднеоборотных и мало-вборотных дизелей менее значительно. [c.244]

В двигателях внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, называемых дизелями, четырехтактный рабочий процесс протекает несколько иначе, чем в двигателях с зажиганием от искры. В дизельном двигателе в первых двух тактах засасывается и сжимается чистый воздух. Температура воздуха в конце хода сжатия достигает 550—650 °С, а давление возрастает до 4 МПа. В конце хода сжатия в сжатый и нагретый воздух шрыскивается в течение определенного времени под большим давлением порция топлива. Мельчайшие капельки топлива переходят в парообразное состояние и распределяются в воздухе. Через определенный весьма незначительный момент времени топливо самовоспламеняется и полностью сгорает. Время между началом впрыска и воспламенением топлива называется периодом задерокки самовоспламенения. В современных быстроходных двигателях этот период не более 0,002 с. В результате сгорания топлива давление газа достигает 6—10 МПа. Весьма важным для обеспечения плавной, нормальной работы двигателя является скорость нарастания давления газов. Из практики известно, что эта скорость не должна превышать 0,5 МПа на 1° угла поворота коленчатого вала. В противном случае двигатель начинает стучать, работа его становится жесткой , а нагрузка на подшипники чрезмерной. Появление стуков и жесткая работа двигателя тесно связаны с длительностью периода задержки самовоспламенения. Чем продолжительнее этот период, тем большее количество топлива успеет поступить в цилиндр двигателя. В результате — одновременное поопламенение повышенного количества топлива приводит к взрывному характеру сгорания, и давление газов будет нарастать скачкообразно. В двух последующих тактах рабочий ход и выхлоп — происходит рабочее расширение газов и освобождение цилиндра двигателя от продуктов сгорания. [c.93]

Переменным параметром двигателя испытательной установки является степень сжатия, которая может изменяться в интервале от 7 до 23. Напомним, что, в отличие от поведения топлива в двигателях с зажиганием от искры, в двигателях с самовоспламенением повышение степени сжатия улучшает условия воспламенения и сгорания топлива. Изменяя степень сжатия, можно регулировать и поддерживать стандартный период задержки восплажнения, который в данном методе выбран равным 13° поворота коленчатого вала двигателя. Сущность определения цетановых чисел, таким образом, заключается в сравнении испытуемого топлива с эталонным при работе двигателя на стандартном режиме и при определенном периоде задержки воспламенения. При этом подбирают для сравнения такие две эталонные смеси, из которых одна будет иметь стандартный период задержки воспламенения при большей степени сжатия, чем найдено для испытуемого топлива, а другая при меньшей. [c.172]

Способы добавления воды в топливо. Непосредственный впрыск воды в камеру сгорания требует модификации конструкции ДВС и системы топливоподачи, хотя позволяет избежать многих недостатков водотопливных эмульсий плохих пусковых свойств, низкой стабильности, ухудшения антикоррозионных, противоизносных и низкотемпературных свойств топлива, повышенной вязкости, замерзания при отрицательной температуре и т.д. Кроме того, впрыск воды может осуществляться не постоянно, а только на средних и максимальных нагрузках, т.е. тогда, когда он дает наибольший эффект. Иногда рекомендуется впрыскивать воду в цилиндр после начала воспламенения топлива. Это компенсирует снижение температуры самовоспламенения дизельного топлива в присутствии воды. На практике впрыск воды используют отдельные энтузиасты. Они модернизируют двигатель, а взамен надеются получить возможность заливать в бак низкооктановый бензин. Описания различных технических решений приводятся как в специальной литературе [138], так и в научно-популярных журналах [139]. [c.199]

Цетановое число указывает на характер сгорания топлива и нарастания давления в цилиндрах двигателя. Цетановым числом дизельного топлива называют процентное (по объему) содержание цетана в такой его смеси с альфаметилнафталином, которая по характеру самовоспламенения эквивалентна топливу, испытываемому в стандартных условиях. Если, например, топливо обладает таким же характером сгорания, как и смесь 45% цетана и 55% альфаметилнафталина, то считают, что цетановое число этого топлива равно 45. Если цетановое число дизельного топлива меньше 40, пусковые качества дизельного топлива ухудшаются, двигатель работает жестко со стуками. [c.21]

В быстроходных двигателях с самовоспламенением от сжатяя время, отводимое на подготовку и сгорание топлива, измеряегся тысячными долями секунды, поэтому дпя обеспечения нормалшой работы этих двигателей топливо должно обладать определепаыми моторными свойствами. [c.72]

Область диффузионного горения характеризуется высокой температурой газов. Здесь скорость химической реакции значительно превышает скорость взаимной диффузии молекул горючего и окислителя, скорость перемешивания компонентов. В этой области сгорание топлива протекает преимущественно вследствие распространени р пламени в несгоревшей смеси. Процессы самовоспламенения в это области играют незначительную роль. [c.137]

Помимо периода задерн ки самовоспламенения, цетановое число дает возможность судить и о других эксплуатационных свойствах дизельного топлива, связанных с полнотой сгорания топлива, а именно о пусковых свойствах топлива, склонности его к отложениям в двигателе и характере выхлопа. Это наглядно иллюстрируется кривыми рис. 167. Зависимость пусковых свойств дизельного топлива от его цетанового числа можно наблюдать и по скорости запуска [c.421]

Некоторое запаздывание воспламенения и последующее сгорание у вел иченного топливного заряда с чрезмерно большой скоростью может оказаться причиной жесткой работы дизеля, возникновения стуков в двигателе, что при нормальной эксплуатации недопустимо. Объясняются эти явления тем, что топливо не успевает в известных условиях пройти необходимую для двигателя с воспламенением от сжатия подготовку, заключающуюся в предварительном окислении, которое сопровождается накоплением перекисей, инициирующих процессы самовоспламенения. Отсюда следует, что интенсивность окисления, период задержки воспламенения и температура самовоспламенения дизельного топлива зависят от его химического состава. Алканы и алкены нормального строения окисляются с большей скоростью и при более низких. температурах, чем ароматичесюие углеводороды, образуя более устойчивые в растворе углеводородов перекиси и поэтому накапливающиеся в достаточно высокой концентрации. [c.295]