Скорость сгорания и строение углеводородов

После воспламенения рабочей смеси от искры цепные реакции предпламенного окисления резко ускоряются в связи с повышением температуры и давления. Концентрация перекисей в рабочей смеси перед фронтом пламени возрастает, и появляется так называемое холодное пламя. Холодным пламенем называется своеобразное свечение реакционной смеси в результате возбуждения реагирующих молекул от тепла, выделяющегося при реакции окисления, и взрывного разложения накопившихся перекисей. В результате распространения холодного пламени в рабочей смеси продолжает возраст,ать количество перекисей, альдегидов, свободных радикалов. Такая активизация с.меси приводит к образованию вторичного холодного пламени. Температура повышается еще выше. В несгоревшей части смеси возрастает концентрация окиси углерода и различных активных частиц. В реакции окисления вовлекаются больше половины молекул не сгоревшей смеси. В результате последняя часть топливного заряда вместе с образовав-шейся окисью углерода мгновенно самовоспламеняются. Холодное пламя превращается в горячее, что и приводит к образованию детонационной волны и скачкообразному подъему давления. Следовательно, короче говоря, детонационное сгорание последней части топливного заряда происходит вследствие накопления до определенной предельной концентрации высокоактивных частиц, которые реагируют со скоростью взрыва, в результате вся несгоревшая часть горючей смеси мгновенно самовоспламеняется (теория Соколика). Очевидно, чем выше скорость образования перекисей в данной рабочей смеси, тем скорее возникает взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение фронта пламени перейдет в детонационное и последствия детонации скажутся сильнее. Отсюда следует, что основным фактором, от которого зависит возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива, так как известно, что склонность к окисле нию у углеводородов различного строения при сравнимых условиях резко различна. Если в топливе преобладают углеводороды, не образующие в условиях предпламенного окисления значительного количества перекисей, то взрывного распада не произойдет, смесь не перенасытится активными частицами, и сгорание будет проходить с обычными скоростями, без детонации, [c.89]

Парафиновые, нафтеновые и ароматические углеводороды имеют, как правило, мало отличающиеся скорости сгорания. Изо-парафиновые углеводороды имеют большую скорость сгорания, чем углеводороды нормального строения. У парафиновых углеводородов по мере увеличения их молекулярного веса незначительно изменяется скорость сгорания [571. [c.20]

В связи с развитием авиа- и автотранспорта, требующих кондиционированного жидкого топлива, вопросы полного сгорания углеводородов и их смесей получи.ли особое значение. Характер и скорость сгорания углеводородов зня чительно меняются в зависимости от класса и строения данного углеводорода, что является главнейшим критерием для отбора нужных сортов горючего. Любой углеводород сгорает полностью по общей схеме [c.179]

Скорость сгорания и строение углеводородов [c.186]

Главные эксплуатац. св-ва Д. т.-быстрое воспламенение и плавное сгорание Эти св-ва характеризуются т наз метановым числом (Ц ч.). Наиб легко воспламеняются парафиновые углеводороды нормального строения и олефины (Ц. ч, соотв 56-103 и 40-90), наиб трудно - ароматич углеводороды (5-30) Оптимальную работу двигателей обеспечивает топливо с Ц. ч 45-60 При Ц ч менее 45 резко увеличиваются период задержки воспламенения (время между началом вспрыска и воспламенением топлива) и скорость нарастания давления в камере сгорания двигателя, усиливается износ узлов трения При Ц. ч более 60 снижается полнота сгорания топлива, возрастают дымность выпускных газов и нагарообразование в камере сгорания, повышается расход топлива. С увеличением мол массы углеводородов в гомологич. ряду Ц. ч. возрастает. [c.55]

Скорость сгорания углеводородов,в зависимости от их строения и от принадлежности к тому или иному классу, различна. Это имеет огромное значение в современной химии жидкого топлива, так как [c.186]

СКОРОСТЬ СГОРАНИЯ И СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ [c.187]

Явление детонации с химической точки зрения объясняется перенасыщением последней части топливного заряда первичными продуктами окисления углеводородов — гидроперекисями и продуктами их распада — высокоактивными свободными радикалами, которые при достижении определенной концентрации реагируют со скоростью взрыва. В результате вся несгоревшая часть горючей смеси мгновенно самовоспламеняется. Очевидно, чем выше скорость образования перекисей в данной рабочей смеси, тем скорее возникает взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение фронта пламени перейдет в детонационное и последствия детонации скажутся сильнее. Отсюда следует, что основным фактором, от которого зависит возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива, так как известно, что склонность к окислению у углеводородов различного строения прй сравнимых условиях резко различна. [c.87]

СКОРОСТЬ СГОРАНИЯ и СТРОЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДОВ [c.189]

Исследования процессов сгорания в двигателях, проведенные Национальным бюро стандартов в США, также показали, что сгорание парафиновых углеводородов проходит ступенчато [45]. В первой ступени в температурном интервале 315—430° происходит образование перекисей, и когда концентрация их станет заметной, температура несколько повышается, возникает голубая люминесценция ( холодное пламя ), сопровождаемая быстрым ростом температуры и давления. При 593° скорость реакции резко возрастает и появляется горячее пламя . Независимо от строения углеводородов и склонности их к образованию перекисей температура появления горячего пламени имеет постоянный температурный интервал 593 27°. [c.75]

Чем больше скорость образования пероксидов в данной топливно-воздушной смеси, тем скорее будет достигнута предельная концентрация и возникнет взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение пламени перейдет в детонационное, Склонность к окислению углеводородов различного строения неодинакова, поэтому самым важным фактором, влияющим на возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива чем больше в топливе углеводородов, образующих в условиях предпламенного окисления значительное количество пероксидов, тем быстрее смесь насытится активными частицами, тем скорее появится детонация. [c.413]

В настоящее время требования к химическому составу углеводородных топлив определяются в основном не скоростью и полнотой сгорания углеводородов различного строения, а рядом других факторов (прокачиваемостью, коррозией и Др.)- [c.152]

Индукционный период уменьшается при увеличении степени сжатия, повыщении температуры и давления всасываемого в цилиндр воздуха, а также при повышении температуры стенок камеры сгорания в тех местах, куда ударяет струя топлива. Однако решающее значение имеет состав топлива. Меньшим индукционным периодом обладают парафиновые углеводороды нормального строения с длинной цепью. Топлива, содержащие много ароматических углеводородов с короткими боковыми цепями, имеют чрезмерно высокую температуру самовоспламенения и длинный индукционный период. Нафтеновые и ароматические углеводороды с длинными парафиновыми цепями, напротив, характеризуются коротким индукционным периодом и соответственно нормальной скоростью горения. Таким образом, условия возникновения стуков в дизелях противоположны тем, которые вызывают детонацию в двигателях с искровым зажиганием. [c.211]

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]

Мягкая и жесткая работа двигателя определяется скоростью нарастания давления в камере сгорания на градус поворота коленчатого вала и зависит, главным образом, от периода задержки самовоспламенения топлива. Средняя величина жесткости работы современных быстроходных дизелей находится в пределах 0,4... 0,5 МПа/град, поворота коленчатого вала ( в зависимости от степени сжатия). При больших скоростях нарастания давления наблюдается жесткая работа двигателя. Период самовоспламенения (ПЗВ) топлива оказывает решающее влияние на скорость нарастания давления в камере и зависит при прочих равных условиях от строения и химической активности углеводородов, входящих в состав дизельного топлива. Наибольшим ПЗВ обладают ароматические углеводороды, далее идут изоалканы, нафтены и непредельные углеводороды. Наименьшим ПЗВ обладают алканы нормального строения. ПЗВ уменьшается для углеводородов одинакового строения по мере увеличения их молекулярной массы. [c.143]

Изучение влияния строения углеводородов на их скорость сгорания показало, что у парафиновых углеводородов нормальная скорость сгорания составляет 33—39 м1сек, у олефиновых — 37—43 м1сек, у диеновых — 41—51 м1сек и у ацетиленовых — 45—58 м/сек, то-есть по мере увеличения ненасыщенности углеводородов происходит увеличение их скорости горения. Причем скорость сгорания ненасыщенных углеводородов обычно снижается при увеличении их молекулярного веса. [c.20]

Полимерные комплексные соединения бороводородов с пиридином и хинолином были синтезированы Михеевой и Федне-вой [808] и другими [809]. Строение боразенов исследовалось Вехером [810]. Как уже указывалось, бораны применяются в ракетной технике в качестве топлива. Они имеют ряд преимуществ перед углеводородами в силу своей большей легкости, большей скорости сгорания и более высокой теплотворной способности [811]. Опубликованы сообщения о токсичности гидри- [c.428]

Значительно больший эффект можно получить, если увеличить содержание в топливе ароматических углеводородов, особенно двухкольчатого строения. Объемная теплота сгорания этих углеводородов примерно на 1000 ккал/кг больше объемной теплоты сгорания современных топлив для ВРД, что может дать прирост дальности полета до 25%. Однако для решения этого вопроса необходимы работы по увеличению полноты и скорости сгорания, а также по снижению нагарообразующей способности топлив, содержащих эти углеводороды. [c.387]

Такое Представление о сущности процесса указывает на значительный прогресс по сравнению со взглядами, господствовавшими 10 лет тому йазад. Однако по многочисленным важным вопросам до сих пор сведений не публиковалось. Нагарообразованию способствуют крекинг-топлива, особенно хвостовые их фракции но наиболее активно способствующие нагарообразованию структуры до сих пор строго не установлены. Обнаружена четкая зависимость между нагарообразованием и реакционной способностью бензина по отношению к п-нитробензолдиазонийфторобо-рату — классическому реагенту, применяемому для качественного определения реакционноспособных олефинов [268]. Обычно считают, что парафиновые и простые олефиновые углеводороды не способствуют нагарообразованию, но сложные диолефиновые, тяжелые ароматические и некоторые нафтеновые углеводороды, как показывают многочисленные экспериментальные данные [243], вызывают обильное нагарообразование. Подобные различия, несомненно, связаны с природой продуктов неполного окисления, прорывающихся через поршневые кольца в картер двигателя, однако химическое строение этих продуктов еще не выяснено. Не выяснен также механизм, в результате которого с повышением температуры в рубашке двигателя нагарообразование уменьшается. Очень сомнительно, что в представленных на рис. 1 опытах [244] уменьшение образования лака на поршне вызывается испарением компонентов, являющихся предшественниками нагара. Поскольку температуру поршня, работавшего с зажиганием-, поддерживали постоянной, самый процесс сгорания и, следовательно, состав прорывающихся в картер газов оставались неизмененными. Не изменялись также параметры, определяющие существующий в картере режим его вентиляция (количество отсасываемых газов), содержание воды и температура. Следовательно, наиболее важным параметром была температура в зоне, в которой изучался процесс нагарообразования, т. е. в зоне юбки поршня. Можно принять, что с повышением температуры растворимость смолистых предшественников лака в масле увеличивается. В этом случае нагарообразование на горячем поршне должно уменьшаться, что и объясняет увеличение лакообразова-ния на более холодном поршне в цилиндре, работавшем с зажиганием. Возможно также, что скорость превращения смолы в нелипкие, подобные коксу, продукты значительно увеличивается с повышением температуры в цилиндре. Роль окислов азота во всем этом процессе еще не ясна. Для ответа на эти и многочисленные другие вопросы, связанные с нагарообразованием в условиях низкотемпературного режима, потребуются дополнительные исследования. [c.20]

Для выяснения сравнительной стабильности алканов нормального строения и их разветвленных аналогов нами было про Ведено определение температур начала термического распада алканов, входящих в бензиновую фракцию нефти [69]. Для приближения к условиям в двигателе внутреннего сгорания скорость прохождения углеводородов через нагретую зону реактора при динамическом методе исследования во всех случаях устанавливали одинаковой, независимо от молекулярного веса, а следовательно, и от молекулярного объема углеводорода. Через систему перед опытом во избежание реакций окисления пропускался азот, освобожденный от кислорода. Азот использовался и для транспортировки продуктов реакции в систему улавливания. Первоначально выбранные широкие температурные интервалы постепенно сужались до 5° С по результатам опыта. В полученнол в этих условиях конденсате фиксировался распад углеводорода путем определения непредельных соединений. В конденсате были определены также водородные числа, характеризующие толь- [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология