Две стадии предпламенного процесса

Механизм химических реакций при этих способах сжигания топлива существенно различается. В первом случае сгорание является следствием реакций, протекающих как во фронте пламени, так и в зоне непосредственного контакта свежей смеси с фронтом пламени. Пламя является своего рола реактором, в котором происходит химическое превращение горючей смеси в конечные продукты сгорания. Во втором случае горячее пламя возникает на завершающей стадии процесса горения. Основные химические реакции протекают в большом объеме смеси до момента появления пламени. В этом случае горячее пламя, естественно, не может оказывать влияния на протекающие в смеси предпламенные процессы. [c.113]

Кроме того, анализ результатов численных экспериментов показал, что конечный выход оксидов азота в восстановительных факелах (а < 1), в зависимости от значения коэффициента избытка воздуха, происходит по различным механизмам. Так, при а < 0,8 N0 выделяется в основном по быстрому механизму, в то время как образование топливных оксидов азота практически отсутствует. Последнее объясняется следующим образом. Образование быстрых оксидов азота начинается на ранней (по существу, предпламенной) стадии факела при температурах 7 ф = 1150... 1200 К и протекает в очень узком температурном диапазоне АТ = 50... 100 К [48]. Образование топливных N0 имеет место позже по факелу при более высоких температурах 7 ф > 1200... 1250 К [5]. При столь малых избытках воздуха (ос < 0,8) образовавшиеся быстрые N0 в количестве даже 5...20 ррт заметно превышают равновесные для этих условий концентрации оксида азота [NO]p [52], что, естественно, и тормозит процесс окисления азота топлива до N0 (т.е. процесс образования топливных оксидов азота). [c.48]

Рис. 12. Различные стадии предпламенного процесса в несгоревшей части заряда

Величина регистрируемого детонационного имиульса, т. е, пика давления на индикаторной диаграмме, существенно зависит и от длительности отдельных стадий предпламенного процесса. Для уяснения этой зависимости представим последнюю несгоревшую часть заряда в виде столба газа, по которому последовательно распространяются первичное и вторичное холодные пламена, и напомним, что интенсивность каждой предшествующей стадии предопределяет скорость развития процесса в последующей стадии. Если, например, интенсивность первичного холодного пламени невелика (т. е. невысока та критическая концентрация, при которой происходит взрывной распад перекисей), то первичное холодное пламя успеет охватить весь заряд или большую его часть, прежде чем [c.205]

Две стадии предпламенного процесса [c.60]

Воспламенение углеводородо-воздушных смесей в связи со сложным цепным механизмом развития предпламенных процессов может быть одно- или многостадийным, в зависимости от температуры и давления среды и строения углеводородов, составляющих смесь. При некоторых условиях обычному воспламенению (горячему взрыву) смеси может предшествовать появление так называемого холодного пламени — особой промежуточной стадии окислительного процесса, сопровождающейся относительно небольшим повышением температуры (около 100° С) и слабым сине-фиолетовым свечением, различимым визуально лишь в темноте. Считают, что причиной свечения является хемилюминесценция, вызываемая возбужденными молекулами формальдегида. Холоднопламенный саморазогрев горючей смеси ясно обнаруживается при исследо ваниях в бомбе — в виде характерного скачка на индикаторной диаграмме [18]. [c.55]

Нарушение в нормальном развитии процесса горения в дизелях связано с возникновением неуправляемого быстрого горения в начальной стадии процесса горения. В результате резкого перехода от предпламенных процессов окисления к массовому горению резко возрастает скорость нарастания давления по углу поворота коленчатого вала и возникает жесткая работа двигателя. При этом, повышаются ударные нагрузки на шатунно-кривошипный механизм, возникает опасность механических повреждений — разрушения подшипников, деформации поршневых колец и пальцев. [c.170]

Следующей стадией является самовоспламенение или поджигание горючей смеси топлива с воздухом нагретыми продуктами сгорания. При этом происходит резкое возрастание скоростей химических реакций до величин, характерных для образования конечных продуктов сгорания. Чем слол<ней состав топлива, тем более вероятны предпламенные процессы и больше их роль в процессе сгорания. Так, например, при сгорании пентана менее вероятны в предпламенной зоне реакции крекинга и низкотемпературного окисления, чем прт[ сгорании, например, гексадекана. [c.113]

Реагируя с молекулой углеводорода, кислород может вклиниться в цепь углеродных атомов (I), образуя перекись диалкила, или между атомами углерода и водорода (II), образуя гидроперекись. В результате дальнейшего окисления образуются кислоты,, альдегиды, вода, углекислота и др. Детонационное сгорание проходит в две стадии. Первая стадия — предпламенное (холоднопламенное) окисление, во время которого в рабочей смеси образуется значительная часть перекисей. Образование перекисей углеводородов начинается в такте впуска при соприкосновении смеси с нагретыми клапанами и другими деталями и продолжается в такте сжатия и воспламенения. Вторая стадия — горячий взрыв (видимое горение) с малой задержкой воспламенения. После воспламенения рабочей смеси перекиси образуются более интенсивно. Образующиеся в процессе предпламенного окисления перекиси накапливаются в несгоревшей части рабочей смеси и по достижении критической концентрации распадаются со взрывом и выделением большого количества тепла, активизируя этим всю рабочую смесь. [c.21]

Когда самовоспламенение происходит нри впуске газовой реакционной смеси в нагретый сосуд, то в предпламенном процессе, так называемом периоде индукции, можно выделить часть, в которой не регистрируется заметного изменения давления и соответственно повышения температуры (рис. 2). И лишь в конечной, очень короткой стадии периода индукции отмечается [c.42]

При дальнейшем увеличении частоты вращения коленчатого вала повышение температуры и давления воздуха и соответств)тощее ускорение предпламенных процессов уже не успевает скомпенсировать сокращение времени, отводимого на эффективное сгорание топлива, в результате чего все большая часть топлива догорает в третьей стадии, падает эффективная мощность и увеличивается удельный расход топлива. [c.148]

Большинство исследователей считают, что сажа образуется на предпламенных стадиях процесса сгорания в тех зонах камеры, где недостаточна концентрация кислорода. Здесь создаются условия для крекинга и дегидрогенизации углеводородов с образованием очень мелких (десятые доли нанометра) частичек сажи. При последующем развитии процесса сгорания часть сажи может выгореть, а несгоревшие частицы укрупнятся до размеров от единиц до десятков микрон. Для уменьшения дымности отработавших газов необходимо снизить образование сажистых частиц, ускорив их выгорание и предотвратив агломерацию в выпускном тракте. [c.176]

Строение ароматических углеводородов оказывает существенное влияние на нагарообразование. С повышением молекулярного веса углеводорода и температуры его кипения влияние на нагарообразование, как правило, увеличивается. Следует полагать, что в процессе образования нагара в карбюраторном двигателе, испаряемость углеводородов приобретает решающее значение. Низкокипящие ароматические углеводороды (бензол и толуол), по-видимому, успевают испариться во впускной системе двигателя, и в предпламенных стадиях, находясь в паровой фазе, практически не подвергаются предварительному окислению, конденсации и уплотнению с последующим образованием углеродистых продуктов, составляющих нагар. Высококипящие ароматические углеводороды, долгое время оставаясь в жидкой фазе, под воздействием высоких температур претерпевают окислительные превращения и, очевидно, служат источником образования нагара. [c.273]

Направление промежуточных реакций окислительного процесса углеводородов и его механизм в паровой фазе начальной (предпламенной) стадии взаимодействия с кислородом требует уточнения. Решение этого вопроса затруднено отсутствием достаточного количества экспериментальных данных, особенно для условий развития процесса в двигателях, очень сильно влияющих на направление и механизм первичных и промежуточных химических реакций. [c.131]

Таким образом, в процессе горения одновременно могут протекать разные стадии реакций предпламенного окисления и горения, детальное исследование которых очень затруднено. Законченной теории горения пока еще не создано. Однако плодотворным оказалось использование пероксидной теории с цепным механизмом для объяснения многих особенностей процесса сгорания углеводородно-воздушных смесей. [c.40]

При более высоких давлениях сжатия (например, при рс > 25 ama) Т2 сокращается до 10 сек., что на приведенных регистрациях давления лежит у предела различения. Мы приходим, таким образом, к заключению, что сам переход к более высоким температурам облегчил в опытах Рёгенера возможность разграничения обеих стадий предпламениого процесса. [c.125]

Наконец, приведенные на рис. 88 серии фотографий из работы Лайвен-гуда и Лири [34], полученные шлирен-методом, показывают, что возникновению пламени (в кадре —13,1 мсек) предшествует появление оптической неоднородности у стенок цилиндра, откуда она распространяется к центру. Очаг нламени возникает до охвата начальной стадией предпламенного процесса всего заряда, за фронтом первичной реакции, также вблизи стенок. [c.128]

Количественное описание сложных процессов, протекающих в топочной камере с учетом их взаимного наложения, в настоящее время дать невозможно, так как решение этой задачи имеющимися математическими средствами наталкивается на непреодолимые трудности. Однако при постоянных начальных условиях (скорость, температура, давление и состав потока, а также размеры капель) в стационарном факеле можно выделить такие области, параметры которых не зависят от времени и изменяются лишь от сечения к сечению. Для упрощения можно принять стадии смесеобразования и собственно горения независимыми друг от друга. Указанные допущения имеют основание в связи с тем, что при сжигании жидкого топлива так же, как при сжигании газа, в горящем стационарном факеле можно выделить три участка зону предпламенных процессов (холодное ядро), зону горения и зону догорания. Границей между первым и вторым участком условно считают фронт пламени, т. е. зону резкого изменения параметров топливновоздушной смеси. Между вторым и третьим участком нет четко выраженной разницы. Ее обычно устанавливают по косвенным признакам, принимая за начало участка догорания границу плавного понижения температуры или уменьшения скорости химических реакций. [c.42]

В работах Нельсона и Прентиса [34, 35] изучено горение металлов, находящихся в виде капель. Металлическая фольга плавилась под действием луча лазера или ксеноновс/й разрядной лампы капли размером в сотни микрон падали через реакционную камеру, содержащую окислительный газ. Воспламенение капли достигалось тем же световым потоком. Горение фотографировалось на неподвижную пленку. Капли, сгоревшие до конца или погашенные на различных стадиях горения, подвергались химическому и микроскопическому анализу. Особенностью метода, использующего для воспламенения световой поток, является практически полное отсутствие предпламенных процессов, что вызвано большой интенсивностью воспламеняющего импульса. [c.241]

В ТРД топливо. распыливается в циркуляционную зону. Предпламенные процессы протекают в условиях умеренных давлений и высоких температур, близких к температуре горения. В этих условиях основные предпламенные реакции протекают в паровой фазе по механизму, ооответствуюш ему высокотемпературной стадии самовоспламенения. Крупные капли распыленного топлива могут окисляться также и в жидкой фазе. [c.130]

В полном соответствии с теорие А. С. Соколика, наши опыты подтвер ждают, что возникновение детонации в двигателе есть результат развивающегося в последней части заряда двухстадихтного процесса самовоспламенения. Первая стадия этого самовоспламенения представляет предпламенный процесс, видимо типа холоднопламенного, развивающийся с большой скоростью при тех высоких температурах и давлениях, которые достигаются в последних частях несгоревшей смеси в результате ее сжатия поршнем и фронтом предшествующего детонации нормального сгорания. [c.222]

Известно, что кислородсодержащие органические соединения (спирты и эфиры) имеют высокую температурную чувствительность в чистом виде. Например, октановое число метанола в чистом виде по исследовательскому методу (температура воздуха перед карбюратором 52°С, п=6С0 об/мин) составляет 112 единиц, тогда как по моторному методу (1емперату ра подогрева смеси после карбюратора 140 С, п=900 об/мин ) - 90 пунктов. Следовательно, чувствительность метанола, определяемая как разность между ОЧИМ и ОЧММ, равна 22. Для МТБЭ этот показатель равен 16. Согласно опьпным данны.м [6], у парафиновых и нафтеновых углеводородов, облгщающих малой чувствительностью, длительности задержек воспламенения в широком диапазоне изменения температур сжатия (450-600 С) почти не зависят от температуры. У непредельных и ароматических углеводородов, отличающихся высокой температурной чувствительностью, с ростом температуры сжатия наблюдаются непрерьшное уменьшение периода задержки воспламенения. Периодом задержки воспламенения топлива принято и ивать интервал времени от начала развития предпламенных реакций (завершение быстрого нафевания смеси топливо-воздух до заданной начальной тел пературы) до момента появления пламени. Парафиновые и нафтеновые углеводороды обладают двухстадийным процессом воспламенения, поэтому длительность периода задержки х . - для них складывается из двух частей задержки холодного пламени х, - и так называемого второго периода задержки хз - интервала времени от момента угасания холодного пламени (завершение холодно-пламенной стадии) до возникновения горячего взрыва. Стадия холодного пламени характеризуется [c.39]

К первой стадии относятся процессы, протекающие в камере сгорания от момента начала впрыска (точка 1) до образования очага пламени. С момента образования очага пламени начинается резкое повышение давления, и этот момент характеризуется на индикаторной диа1рамме точкой отрыва линии работающего двигателя (точка 2) от линии сжатия. Период времени от начала впрыска до начала горения называется периодом воспламенения (самовоспламенения). В этот период времени происходит распыливание, смешение и испарение топлива, а также его предпламенные превращения, заканчивающиеся в некоторых частях образованием первичных очагов горения. К началу воспламенения достаточно глубокие химические процессы окисления успевают пройти только в небольшой части топливного заряда. В дальнейшем эти процессы развиваются в условиях высоких температур и давлений, обусловленных сгоранием последующих порций топлива. [c.142]

Гексадекан при невысоких температурах 100—300° окисляется значительно с большей скоростью, чем пентан, а также значительно легче подвергается крекингу. Если горение перед фронтом пламени развивается через самовоспламенение микрообъемов топлива с воздухом, то оно более совершенно будет происходить с парафиновыми углеводородами, чем с ароматическими, так как парафиновые углеводороды имеют более низкие температуры самовоспламенения. Однако роль предпламенных процессов и промежуточных продуктов при сгорании углеводородных топлив в ВРД неизвестна. По-видимому, роль химического состава топлива и различных малых добавок сводится к стимулированию предпламенных процессов, т. е. реакций в сравнительно низкотемпературной области (ниже температуры горения). Может оказаться, что в результате плохого смесеобразования или низкого давления такие процессы в предпламенной зоне, как реакции окисления, самовоспламенения и поджигания паро-воздушной горючей смеси, будут растянуты, и, следовательно, это будет являться наиболее медленной стадией, тормозящей весь процесс в целом. В этом случае сгорание топлива будет в значительной степени зависеть от химического состава топлива (поскольку большее значение приобретут реакции в предпламенной зоне, ко- торые зависят от состава топлива и добавок), а также будет заметно действие присадок, стимулирующих начальные стадии горения. [c.149]

Результаты последних исследований [32, 28] позволяют с уве-ренностыр сказать, что антагонистическое действие сероорганиче- ских соединений является следствием реакций, протекающих в газовой фазе в предпламенных стадиях процесса сгорания. Непосредственное взаимодействие некоторых соединений при низких температурах хранения и применения если и протекает, то очень медленно и в общем антагонистическом эффекте сероорганических соединений имеет второстепенное значение. Снижение детонационной стойкости в предпламенный период можно представить следующим образом. [c.139]

Наиболее резкое снижение октанового числа, так же как и в лабораторных исследованиях, наблюдается при введении первых порций сероорганических соединений. Количество ТЭС, которое продолжает выполнять свои антидетонациониые функции, с повышением содержания серы снижается примерно до 50% при содержании серы 0,05—0,1% и доходит до 20% при содержании ее 0,3%. Антагонистическое действие сероорганических соединений является следствием реакций, протекающих в газовой фазе в предпламенных стадиях процесса сгорания. Непосредственное взаимодействие некоторых сероорганических соединений и ТЭС при низких температурах хранения и применения если и протекает, то очень медленно и в общем антагонистическом эффекте имеет второстепенное значение. [c.16]

Обсуждая условия, при которых может быть достигнута такая высокая скорость сгорания ядра , А. С. Соколик и С. А. Янтовский [49], в соответствии с высказанным предположением о возможной в этом случае роли нестойких органических перекисей, приходят к заключению, что только процесс низкотемпературного воспламенения с накоплением на холодно-пламенной его стадии органических перекисей пли продуктов их распада — свободных радикалов — может привести к осуществлению горячего взрыва, способного дать начало ударной волне. И уже как следствие этого, авторами выдвигается дальнейшее утверждение о невозможности возникновения детонации в том случае, если предпламенное изменение топлива и последующее воспламеиение ядра происходят по верхнетемнератур-ному механизму, при котором отсутствует образование перекисей. [c.179]

При прямолинейном характере движения потока вся эта сложно протекающая подготовительная зона значительно вытягивается вперед, создавая достаточно протяженный предпламен-ный участок факела (фиг. 55,а). Фронт воспламенения, начинающий пла1менный процесс, сильно колеблется и даже склонен к сильным пульсациям, возникающим при превышении верхнего (наибольшего) предела нагрузок и предшествующим срыву пламени. Капли среднего и крупного размеров, выдаваемые в поток форсункой, не успевают испариться, до возникновения фронта воспламенения, который обеспечивается достаточным количеством топлива за счет его частичного испарения и в первую очередь за счет испарения мельчайших фракций жидкой топливной пыли. Недоиспаренные капли движутся за линию видимого фронта воспламенения и, подвергаясь более сильному тепловому воздействию уже возникшего пламени, быстрее выкипают, быстрее проходят стадию предварительного теплового расщепления молекул и вступают в смесеобразование и горение по всей протяженности пламенного факела, постепенно питая топливом все его зоны. [c.150]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология