Задержка воспламенения физическая

Другая особенность разветвленных цепных процессов заключается в том, что концентрации радикалов не выходят на плато, как это имеет место для неразветвленных цепных процессов, а достигают четко выраженного максимума (при этом в самом максимуме и его районе концентрация радикалов сверхравновесна) и затем спадают. Интенсивность свечения в таких реакциях имеет максимум в области между точкой перегиба и максимальной температурой и соответствует максимальной концентрации радикалов. Даже для значений 0 1 точка перегиба и выход кривой температура — время на плато находятся вблизи точки, соответствующей моменту воспламенения для смесей с большим 0. Поэтому понятие задержка воспламенения имеет вполне ясный физический смысл, и им можно пользоваться практически при любых значениях 0т- [c.329]

Значительно большее влияние, чем на период задержки воспламенения, физические свойства топлив оказывают на качество образующейся в цилиндре топливо-воздушной смеси и на полноту сгорания топлива. [c.250]

Диффузионное уравнение (4.14) весьма похоже на кинетическое (4.13), разница состоит лишь в том, что перед концентрацией Н появился коэффициент 0,82 постоянная а -= гT d заменена постоянной Ф = Ок 1(Р, и уравнение относится к среднему значению Н. Эта формальная разница отражает разницу реальных физических процессов и показывает, что поведение системы в случае ее разбавления, например, инертным газом будет существенно зависеть от того, в какой области протекает процесс. Если процесс протекает в кинетической области, то разбавление не повлияет на период задержки воспламенения, который определяется лишь парциальным давлением смеси На—О . В диффузионной же области разбавление должно затянуть период индукции Т из-за понижения коэффициента диффузии О = Од/Р. Этот вывод подтвержден экспериментально [39, 53]. [c.299]

На период задержки воспламенения, кроме химического состава топлива, оказывают влияние его физические свойства (вязкость, фракционный состав, количество смол и сернистых соединений), а также конструкционные особенности дизеля, давление, температура цикла, коэффициент избытка воздуха. При высокой [c.89]

Этот метод позволяет разделить задержку воспламенения на физическую и химическую составляющие. Полученные с помощью этого метода результаты показывают, что химическая задержка гораздо сильнее зависит от температуры, чем физическая задержка. Интересно отметить также тот факт, что хотя в случае а-метилнафталина и цетана характеристики химической задержки существенно различаются, физическая задержка почти одна и та же. Этот эффект будет объяснен ниже. [c.81]

Другой метод разделения задержки восиламенения на физическую и химическую составляющие связан со статистической обработкой результатов измерений задержки воспламенения, основы которой приведены в предыдущем разделе. Чтобы произошло воспламенение, необходимо возбудить химические процессы,одни только физические процессы не способны вызвать воспламенение. Поэтому можно принять, что именно физическая задержка соответствует участку, на котором (.1 = 0. Тогда [c.81]

Согласно этому подходу, физическая задержка не является статистической переменной и должна иметь постоянное значение. Статистический характер задержки воспламенения определяется тем, что она [c.81]

Так как средний диаметр капель, содержащихся в распыленном топливе, составляет несколько десятков микрон, то такие капли горючего диаметром около 1 мм, о которых шла речь выше, должны обладать значительно более короткой физической задержкой. В реальных дизельных двигателях задержка воспламенения составляет 1 —10 мс. Однако при тех высоких температурах, которые достигаются в этих условиях, химическая задержка также сильно сокращается. Поэтому в дизельных двигателях, за исключением стадии запуска двигателя, основную часть задержки воспламенения составляет физическая задержка. [c.82]

Температура воспламенения и период задержки воспламенения являются важнейшими параметрами, характеризующими воспламеняемость топлива. Однако обе эти величины не являются физическими константами, так как зависят не только от свойств топлива, но и от состава смеси, начальных значений давления и температуры, условий теплообмена, размеров и материала аппаратов, в которых происходит воспламенение, а также мощности источника зажигания (при принудительном воспламенении). [c.143]

С изменением состава горючей смеси значительно изменяются условия воспламенения, и прежде всего химическая активность и физические свойства горючей смеси. Наиболее оптимальные условия воспламенения создаются в несколько обогащенных смесях. Обогащение и обеднение смеси относительно оптимального состава увеличивает период задержки воспламенения. Особенно сильно изменяется период задержки воспламенения вблизи пределов воспламенения. [c.148]

Продолжительность периода задержки воспламенения (первой фазы) зависит в основном от химических и физических свойств топлива, температуры и давления сжатого воздуха. [c.107]

Как уже говорилось выше, горение в цилиндре двигателя начинается не сразу после впрыска топлива, а спустя некоторый промежуток времени. Величина задержки воспламенения определяется длительностью ряда физических и химических процессов, которым подвергается топливо перед воспламенением. [c.47]

Следует отметить, что период задержки воспламенения определяется не только величиной температуры самовоспламенения, поскольку процесс воспламенения зависит также от качества топливо-воздушной смеси, которое в свою очередь определяется физическими свойствами топлива и его фракционным составом. [c.48]

Вторая стадия характеризуется возникновением голубого пламени и сопровождается выделением большого количества тепла. Однако и она не приводит к образованию конечных продуктов окисления углеводородов. В этой стадии образуется большое кь-личество альдегидов как промежуточных продуктов окисления. Процесс окисления топлива завершается в горячем пламени, возникающем после накопления в стадии голубого пламени достаточно большого числа активных центров и соответствующего повышения температуры. Таким образом, задержка воспламенения в дизельном двигателе обусловлена физическими и химическими процессами подготовки рабочей смеси. [c.199]

Во-вторых, температура самовоспламенения (при неизменных указанных выше условиях) становится определенной величиной только при определенном времени развития предвзрывной реакции, т. е. при определенном периоде индукции или задержке воспламенения. Без указания последнего понятие температуры самовоспламенения лишено физического смысла. [c.39]

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]

Влияние физических свойств топлив на своевременное воспламенение и сгорание. Физические свойства топлива могут оказывать влияние, с одной стороны, на период задержки воспламенения, с другой — на качество подготовки топливо-воздушной смеси и полноту сгорания топлива. [c.248]

В оценке влияния физических свойств топлива на период задержки воспламенения мнения исследователей расходятся. Одни считают, что длительность периода задержки воспламенения за- [c.248]

Воспламенение частиц второго типа происходит в условиях, возникающих в среде после прохождения ударных волн. Этот тип воспламенения естественно называть воспламенением в динамических условиях. Физические условия в этом случае характеризуются мощными тепловыми потоками от газа, сжатого и разогретого ударной волной, к частицам. Действительно, в данном течении вследствие относительного движения частиц резко возрастает интенсивность межфазного теплообмена число Нуссельта). Это приводит к значительному уменьшению времени задержки воспламенения и к немонотонности профиля температуры газа за фронтом проходящей ударной волны, обусловленной наличием континуума частиц. Ниже мы предложим некоторые математические модели для описания физико-химических явлений, происходящих в потоке смеси газа и твердых реагирующих частиц за отраженными и проходящими ударными волнами и при некоторых других условиях. [c.10]

С изменением начальной температуры горючей смеси изменяется скорость хпьшческпх реакций. Повышение температуры увеличивает скорость предпламенных реакций окисления и скорость смешивания при воспламенении распыленных жидких топлив, что приводит к снижению температуры воспламенения и сокращению длительности задержки воспламенения. Влияние начальной температуры на период задержки воспламенепия особенно сильно проявляется при низких температурах оно тем сильнее, чем хуже воспламеняемость топлива. При высоких температурах влияние химической природы топлива проявляется в меньшей мере, чем нри низких. В случае воспламенения распыленных жидких топлив при низких температурах большую роль играет Тф, т. е. время, необходимое на физические процессы подготовки топлива к воспламенению. Эта величина зависит от физических свойств топлива. При низких температурах сильно увеличиваются вязкость, поверхностное натяжение, уменьшается давление насыщенных паров и в результате этого уменьшается эффективность смешения. [c.147]

В [8] приведены времена задержки воспламенения угольных газовзвесей в воздухе и кислороде в зависимости от температуры газовой фазы за отраженной УВ /ign(7l о) Для физических условий нами бьши [c.124]

Рассмотрим приложение общей математической модели (2.1)-(2.6) к задаче о распространении по газовзвеси металлических частиц волны воспламенения. Пусть имеется одномерное пространство, заполненное смесью газа и частиц магния. При воздействии на облако ударной волны в смеси возможна реализация условий, при которых происходит воспламенение частиц. Это явление ранее исследовалось в рамках численного эксперимента в [2 - 3], лабораторные физические эксперименты были проведены в [40] для газовзвеси частиц магния в кислороде. В [3, 39] расчетным путем были получены данные относительно зависимости времени задержки воспламенения смеси от числа Маха УВ, однако не бьши определены аналитические критерии воспламенения облака. Не исследовались проблемы инициирования волн воспламенения. [c.139]

Влияние температуры на задержку воспламенения. Обращение к основной схеме, данной при описании реакций воспламенения на рис. 126, сразу подсказывает, что возрастание температуры вызывает уменьшение задержки восиламенения, так как хорошо известно, что физические и химические факторы, которые могут влиять на скорость реакции, изменяются, когда температура возрастает. Это положение хорошо подтвердилось при изучении различных двух компонентных топлив. [c.405]

В значительной мере начало воспламенения зависит от состава топлива. Расчетным путем была изучена Вентцелем [321] задержка воспламенения, которая вызывается физическими факторами она составляет около одной десятой от общего времени задержки. Закономерности, определяющие задержку воспламенения, вызываемую физическими факторами, подробно изучены группой ученых [322]. Из сказанного выше совершенно ясно, какую большую роль играет химический состав топлива, но в то же время никогда не следует забывать, что даже незначительная реконструк- [c.437]

При самовоспламенении одиночной капли горючего задержка воспламенения прежде всего включает два характерных времени время, в течение которого происходит нагрев капли, испарение горючего, образование горючей смеси в результате диффузии и смешения иаров горючего с окружающим воздухом н нагрев горючей смеси до достаточно высокой температуры, при которой начинается быстрая химическая реакция, и время, в течение которого происходит развитие химической реакции и ее ускорение, принимаюихее взрывной характер, т.е. образуется пламя. При самовоспла-меиепии жидкой капли горючего, внесенной в высокотемпературную воздушную среду, необходимо также учитывать время распыления жидкости. Таким образом, можно выделить две группы достаточно характерных процессов. На начальной стадии воспламене-иия протекают физические процессы, такие как распыление, теплоперенос, газификация, диффузия и смешение, на последующей стадии протекают химические процессы. [c.79]

Идея о существова-300 250 пни физической и химической задержек возникла давно, однако она не находила широкого ври-менения до тех пор, пока не удалось разделить эти задержки при измерениях. Вследствие этого механизм задержки воспламенения оставался [c.80]

Если принять, что физическая задержка есть время, которое тратится па подготовку смеси к горению, то в тех случаях, когда необходимость в такой стадии отсутствует, например в случае самовоспламенения посредством быстрого сжатия предварительно перемешанной газовой смеси, должно выполняться условие 0 = 0. На рис. 5.6 и рис. 5.7 приведены соответственно частотное распределение задержки воспламенения и график, используемый для определения вероятности воспламенения в координатах Мр — для самовос-пламенеиня газовой смесп, состоящей из 5% (об.) ацетилена с воздухом. Измерения проводились в спе- [c.82]

Задержка воспламенения зависит также от давления и обычно уменьшается по мере его роста. Разумеется, влияние давления на физическую п химическую задержки должно быть различным, однако примеров раздельного измерения этих величин по сушеству нет. Тем не менее связь между химической задержкой и давлением все же была оценена для предварительно перемешанных смесей, которые будут рассмотрены в следующем разделе. На основании теории цепных реакций, приводящих к самовоспламенению, можно предложить следующую зависимость задержки воспламенения от давления (и температуры) [6,7] [c.85]

Согласно эксиериментальным данным Неймана [9], который создавал пульсирующее течение воздуха в камере сгорания с помощью мешалки, еслп в отсутствие течения температура воспламенения была равна 265 °С, при наличии течения температура воспламенения повышалась до 306 °С. Естественно, при равных температурах задержка воспламенения в первом случае короче, чем во втором. Однако встает вопрос, что будет при достаточно высоких температурах, когда воспламенение контролируется физической задержкой В этом случае, ио-видимому, движение воздуха будет интенсифищгровать передачу тепла к распыленному топливу и, следовательно, будет способствовать его газификации. Кроме того, будет также ускоряться диффузия н смешение паров горючего. Ускорение газификации определенно снижает задержку воспламенения, но роль диффузии и смешения в статье Неймана не рассматривается. Диффузия и смешение тесно связаны с количеством распыленного топлива, и их эффект не однозначен. Согласно тем же экспериментальным данным Неймана, по мере увеличения температуры разница в задержках воспламенения между двумя упомянутыми выше случаями заметно уменьшается и при некоторой температуре вообще изменяет знак, т. е. при достаточно высоких температурах пульсирующее течение воздуха оказывает действие, приводящее к уменьшению задержки воспламенения. Аналогичные результаты были получены при исследовании горения в дизельных двигателях [10]. [c.89]

Скорость испарения капель топлива при прочих равных условиях прямо пропорциональна, а длительность испарения обратно пропорциональна давлению его насыщенных паров. Отсюда период задержки самовоспламенения в области высоких температур будет также обратно пропорционален давлению насыщенного пара [3]. Таким образом, запаздывание самовоспламенения топлива как бы полностью зависит от физических характеристик. Однако имеются и другие взгляды [4]. При сгорании газойля и тяжелого топлива, несмотря на значительное различие их фракционного состава, получаются примерно одинаковые периоды задержки самовоспламенения. У керосина, несмотря на большое содержание легких фракций, наблюдается значительное увеличение периода задержки самовоспламенения, а затем резко выраженное взрывное сгорание. Это позволяет утверждать, что прТ)должительйость периода задержки воспламенения при начальных температурах и давлениях, которые наблюдаются в дизельных двигателях с самовоспламенением от сжатия, определяется не только физическими процессами испарения и смесеобразования, но и химическими процессами, отражающими начальное развитие цепи реакций. Топлива с большим цетановым числом имеют меньший период задержки самовоспламенения. Это подтверждает значительную роль химического состава топлива в организации процесса горения. [c.302]

Что касается химического и физического факторов задержки воспламенения, то, по моему мнению, основным фактором является физический, ибо он определяет испарение, подогрев и диффузию. Химические процессы более быстрые и потому они не лимх тируют задержки восиламенения. [c.305]

Нагревание капелек топлива, их испарение, смешение пара с воздухом и самоускоряющиеся химические реакции, имеющие место в фазе /, происходят одновременно. Для типов топлив, применяемых в двигателе Дизеля, протекание химических реакций ссответствует описанному в гл. IV. Фотографии Рот-рока и Уолдрона (34] показывают, что всспламенекие начинается в небольших зонах вблизи границ отдельных струй впрыскиваемого топлива. Зарождение цепной реакции, вероятно, имеет место в газовой фазе. Вероятным механизмом процесса является образование радикалов благодаря крекингу, так как температура сжатого воздуха довольно высока (от 600° до 800°С). Как показано в гл. IV, непосредственное взаимодействие углеводорода и кислорода в газовой фазе является в лучшем случае медленным процессом. Возможно также, что образование перекисей происходит на поверхности раздела жидкость — воздух, обеспечивая, таким образом, образование носителей цепи. Как только скорость реакции в какой-нибудь точке достигает взрывного предела, происходит быстрое распространение пламени сквозь граничные слои, окружающие отдельные струи впрыскиваемого топлива, и по участкам камеры сгорания, уже наполненным взрывной смесью. За этим следует быстрый рост давления (фаза 2). Слишком быстрый рост давления может вызвать появление ясно слышимого стука, что нежелательно. Очевидно, что чем больше период задержки, тем больше накапливается взрывной смеси и тем сильнее будет детонация. Опыт показывает, чю для более легких топлив задержка воспламенения зависит в основном от химических, а не от физических свойств топлива, в то время как для более тяжелых топлив, как, например, для нефтяных остатков, большую роль играют физические свойства — вязкость и быстрота испарения. Поэтому для этих последних задержка воспламенения заметно зависит от степени распыла при впрыске. В фазе 3, где температура очень высока, испарение и сгорание происходят очень быстро, так что основным фактором является скорость впрыска. Однако здесь возникает еще проблема местного накопления паров топлива, в результате которого происходит очень нежелательное образование сажи. Эта сажа участвует в четвертой фазе догорания" вместе с поздно испаряюп имся топливом, попавшим на стенки при впрыске. В конце этой фазы в камере сгорания остаются продукты неполного сгорания от легкой пушистой сажи, выделившейся из газовой фазы, до смолистых и угольных остатков, полученных (очевидно, из топлива, разбрызганного по стенкам) процессом, часто включающим пиро- [c.407]

Исследователи, считающие, что превалирующее влияние на период задержки воспламенения оказывают физические свойства топлива, приходят к этому выводу, исходя из характера температурной зависимости периода задержки воспламенения (рис. 85, данные А. И. Сербинова [6]). [c.249]

В области высоких температур низкое значение кажущейся энергии активации, по мнению Сербинова, свидетельствует о преобладающем влиянии физических свойств на период задержки воспламенения. Проведенные им расчеты показывают, что в данных условиях величина молекулярной теплоты испарения топлив соответствует кажущейся энергии активации 6000 кал г-моль). В то же время такое низкое значение энергии активации не может быть приписано химическим реакциям, так как это характерно для взаимодействия свободных радикалов при низких температурах. [c.249]

Проведено математическое исследование теплового взрыва частицы магния при учете одновременного протекания процессов окисления и испарения металла. Чтобы провести качественный анализ решения задачи Коши для температуры образца,нулевую изоклину соответствующего дифференциального уравнения исследовали в области определяющих параметров. Построено многообразие катастроф, что позволило установить зависимость температуры частицы в стационарном состоянии от бифуркационного параметра, определяемого в виде отношения характерного времени реакции окисления к характерному времени конвективного теплообмена. Выявлены новые типы тепловой динамики частицы. Оказалось, что при реальном соотношении физических параметров возникающая катастрофа эквивалентна катастрофе сборки, однако имеются параметрические области, в которых возможна реализация усложненных сценариев воспламенения частицы. Так, в случае, когда реакция окисления более активирована по сравнению с процессом испарения, могут появиться два предела воспламенения по параметру теплообмена, а также дополнительная область низкотемпературного погасания образца. Проведено сравнение времен задержки воспламенения, предсказываемых моделью после ее верификации по опытным данным с аналогичными данными модели, не учитывающей испарение. Для мелких частиц (радиусом 30...60 мкм) различия по периоду индукции несущественны, а для крупных (300...600 мкм) - не превьш ают 11 %. [c.11]

Физическая постановка задачи. При экспериментальном изучении вопроса о воспламенении микрокапель углеводородного топлива часто применяют следующую постановку эксперимента в ударной трубе [13-15]. Макроскопическая капля топлива диаметром несколько миллиметров помещается на расстоянии нескольких десятков миллиметров от торца ударной трубы в камере низкого давления. После разрыва диафрагмы, разделяющей камеры низкого и высокого давления (КПД и КВД), в КНД формируется ударная волна. В некоторый момент времени она достигает макрокапли и воздействует на нее. Капля от этого воздействия разрушается и трансформируется в облако ми крокапель. Отраженная от торца УВ проходит через образованную совокупность микрокапель и при определенных условиях воспламеняет образовавшееся облако микрокапель. Экспериментальные данные, например в [13], обрабатывались в виде зависимости времени задержки воспламенения от обратной температуры за фронтом отраженной УВ для различных давлений газа за отраженной УВ вблизи торца, р =23 атм, и для р =45 атм. Как оказалось, в интервале температур [c.104]

В заключение следует обратить внимание на тот факт, что не трудно в принципе представить себе эксперимент, в котором замеряется истинная химическая задержка воспламепения , не усложненная процессами смешения. Таким образом, может оказаться возможным создать существенно однородные смеси нереагирующих нри очень низких температурах топлив и затем измерить скорости реакции в зависимости от температуры для заранее подготовленной смеси. Исследование смесей этого типа, несомненно, представляет интерес для изучения кинетики реакций, но оно, вероятно, не будет иметь непосредственного значения для инженеров, работающих в области ракетных двигателей и интересующихся измерениями задержки воспламенения. Наконец, эти данные не будут иметь практического значения до тех нор, нока сложные взаилюдействия между физическими и химическими явлениями в течение периода восиламенения не будут достаточно поняты. [c.395]

Измерения задержки воспламенения в полузакрытых камера х. Много методов было предложено для измерения задержек восиламенения в голузакрытых камерах. Вообще, следует ожидать, что их результаты будут хорошо согласовываться с характеристиками двигателя, так как различные физические и химические факторы, влияющие на величину задержки воспламенения, подобны. [c.400]

Измерения на. микромоделях. Измерения задержки воспламенения на микромоделях происходят при условиях, близких к условиям в камерах сгорания реальных двигателей главное различие заключается в том, что отношение поверхности к объему при уменьшении размеров камеры сильно возрастает и уменьшаются размеры сопел форсунок. Так же как в измерениях с чашкой и с двумя струями, результаты, очевидно, ока кутся удовлетворительными, если физически( и химические процессы, происходящие в жидкой фазе, будут зависеть ог скоростей процессов. В противном случае [c.400]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология