Задержка воспламенения химическая

С увеличением периода задержки воспламенения (0г) возрастает количество топлива, введенного к моменту его воспламенения одновременно улучшается однородность топливо-воздушной смеси и углубляется ее химическая предпламенная подготовка к самовоспламенению взрывного типа, по внешнему проявлению сходному с детонацией в двигателях с воспламенением от искры. Продолжительность периода 0,- зависит от воспламеняемости топлива, оцениваемой цетановым числом, от температуры и давления сжатого воздуха в момент начала впрыска топлива, от степени распыления топлива, турбулизации заряда и наличия в камере сгорания нагретых поверхностей. [c.157]

Продолжительность первой ф а з ы, т. е. периода задержки воспламенения, зависит от химического состава топлива, тонкости его распыливания, а также от температуры и давления рабочей смеси. Сокращение этого периода может быть достигнуто применением топлива с повышенным цетановым числом или повышением степени сжатия, т. е. повышением давления и температуры воздуха к моменту впрыска топлива. Некоторый эффект может быть достигнут предварительным подогревом всасываемого воздуха. [c.37]

Цетановые числа (ц. ч.) определяют собой склонность топлива вызывать явления, аналогичные детонации в карбюраторных двигателях однако в противоположность карбюраторным двигателям здесь выше ценится способность давать более раннее воспламенение в цилиндре. Чем короче период задержки воспламенения, т. е. чем выше ц. ч., тем лучше. Этому условию отвечают алканы нормального строения хуже ведут себя алканы с разветвленными цепями, ароматические углеводороды, цикланы и непредельные. Таким образом, и для дизельных топлив химический состав сырья играет решающую роль. [c.43]

Простой пример, в котором влияние явлений переноса можно считать пренебрежимо малым, иллюстрируется рис, 1 и подробно описан в работе [ ]. В поток нагретого окислителя, движущегося со скоростью V, вводится небольшое количество горючего, которое быстро приобретает температуру и скорость потока. Время задержки воспламенения можно определить как отношение отсчитываемого вниз по потоку расстояния Ь между местом инжекции и местом, где возникает пламя, к скорости потока V. Если предположить, что скорость смешения велика по сравнению со скоростью химической реакции в газе, то слагаемыми, описывающими явления переноса, можно пренебречь. Тогда из уравнения (1.4) следует приближенное [c.90]

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]

В разд. 1.8 уже говорилось о том, что в горячей смеси при некоторых давлениях и температурах начинается ускоряющаяся химическая реакция, которая приводит к появлению пламени. Этот процесс называется самовоспламенением или взрывом. (Термин взрыв нередко используется в очень широком смысле, так что даже случай искрового зажигания смеси иногда называется взрывом.) Большая часть исследований процесса самовоспламенения посвящена выяснению механизма цепных и термических реакций, приводящих к резкому увеличению скорости реакций, и относится к области химии. Для практического использования горения большое значение имеет явление задержки воспламенения. Задержка воспламенения представляет собой запаздывание по времени самовоспламенения смеси, помещенной в некоторые определенные условия, или, в терминах химической кинетики, период индукции с момента установления определенных условий до появления пламени. Именно задержке воспламенения будет уделено основное внимание в данной главе при рассмотрении явления самовоспламенения. [c.75]

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]

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]

Как уже отмечалось выше (см. рис. 5.5), благодаря сильной зависимости химической задержки от температуры, при достаточно высоких температурах химическая задержка становится очень короткой, и основное время задержки воспламенения приходится [c.84]

В монографии Льюиса и Эльбе упоминается о неопубликованных шли-рен-фоторегистрациях детонационной волны в смесях воздуха с кислородом ири отсутствии спина, в которой фронт ударной волны отделен от другой зоны с градиентами оптической плотности, относящейся, несомненно, к зоне быстрой химической реакции, интервалом порядка 1 см, что соответствует задержке воспламенения порядка 10 — 10 сек. [107, стр. 624]. Можно предполагать, что и эти наблюдения относятся не к стационарной детонации, а так же, как в описанных наших опытах, к распавшейся детонационной волне, с пламенем, следующим за фронтом ударной волны с переменной скоростью, т. е. к принципиально нестационарному процессу. [c.347]

Кроме перечисленных физико-химических показателей, качество дизельного топлива определяется также цетановым числом, которое характеризует период задержки воспламенения топлива. [c.148]

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]

Турбулизация при смешении горючего и окислителя как в паровой, так и жидкой фазах может либо ускорять развитие предпламенных химических процессов, либо их тормозить (в зависимости от того, как осуществляются подвод и отвод тепла и активных промежуточных продуктов в зоне воспламенения), поэтому турбулизация горючей смеси в одних условиях приводит к увеличению периода задержки воспламенения, а в других — к уменьшению. [c.149]

Длительность периода задержки воспламенения в значительной мере определяет последующее течение всего процесса сгорания. При большой длительности периода задержки возрастает количество введенного топлива к моменту его воспламенения, увеличивается количество испарившегося топлива, улучшается однородность топливовоздушной смеси и степень ее химической подготовки. Поэтому начавшийся процесс сгорания идет весьма интенсивно с участием большого объема хорошо подготовленной смеси. В этом случае в первой фазе сгорания резко возрастает скорость нарастания давления-на каждый градус поворота коленчатого вала двигателя — появляются характерные стуки. Такую работу двигателя называют жесткой. Если давление в камере сгорания увеличивается при повороте коленчатого вала на один градус не более чем на 0,4—0,6 МПа (для различных двигателей эта величина не одинакова), то двигатель работает мягко. Большие величины приращения давления соответствуют жесткой работе. [c.136]

Первая фаза — период задержки воспламенения топлива. Впрыскиваемое в цилиндр топливо воспламеняется не сразу. Время, протекающее с момента впрыска топлива в камеру сгорания до его воспламенения, называется периодом задержки воспламенения и исчисляется в сотых долях секунды. Продолжительность периода задержки воспламенения зависит в основном от химического состава дизельного топлива. [c.38]

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

При постоянных конструктивных параметрах полнота сгорания топлива, а следовательно, и эффективный к. п. д. двигателя в значительной степени зависят от качества топлива и прежде всего от таких его физико-химических свойств, как концентрационные пределы воспламенения, период задержки воспламенения, нормальная скорость распространения пламени и испаряемость. [c.598]

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]

Период задержки воспламенения (цетановое число) зависит от фракционного и химического состава топлрша и от качества его распыливания. [c.209]

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]

Химический состав тошшва оказывает влияние на сгорание, главным образом потовд, что углеводородаг различного строения имеют неодинаковые температуры воспламенения и период задержки воспламенения у них разный. [c.102]

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]

Продолжительность периода задержки воспламенения и температура самовоспламенения дизельного топлива зависят прежде всего от его химического состава. А.пкановы углеводороды, будучи менее термически устойчивыми, быстро претерпевают процесс распада с образованием перекисей и других продуктов неполного окисления, имеющих низкую температуру самовоспламенения. У ароматических углеводородов это произойдет лишь после того, как выделится водород, для чего необходимы более высокая температура и больший промежуток времени. [c.65]

Ценность гипотезы о времени запаздывания заключается в ее общности. Например, результаты экспериментов по воспламенению реагентов, инжектируемых в поток горячего газа, удобно описывать, используя понятие о времени задержки воспламенения (связанном с полной скоростью химической реакции), которое в основном эквивалентно понятию о времени запаздывания (см. 1 главы 4), Плодотворные исследования вибрационного горения в ракетных двигателях, работающих на жидком топливе, были основаны на использовании гипотезы о времени запаздывания, введенной в работах [4з,45-бо] шедшей применение главным образом в работах Крокко [51-66]. Вопрос о неустойчивости горения в ракетных двигателях, работающих на жидком топливе, здесь будет освещен очень кратко обзор можно найти в работах [88,57-88]. [c.305]

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]

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]

При рассмотрении факторов, оказывающих влияние на задержку при самовоспламенении, нельзя игнорировать также гидродинамическое состояние смеси. Однако действие этого фактора следует рассматривать совместно с условиями горения в камере сгорания. Так, известно, что в дизельном двигателе при движении воздуха или газовой смеси задержка воспламенения уменьшается. Это объясняют тем, что одновременно с интенсификаи.ией теплопередачи от воздуха к распыленному топливу происходит также усиление химического действия. Однако такое объяснение сомнительно. Ниже, в разд. 5.4, где рассматривается самовоспламенение предварительно перемешанных газов, будет показано, что перемежающиеся вихри и пульсации течения оказывают негативное действие на развитие и ускорение газофазных химических реакций и, следовательно, затрудняют воспламенение. Это объясняется не только усилением теплоотдачи к стенкам реакционного сосуда, но также тем, что вихри и пульсации препятствуют локальному накоплению тепла и активных молекул, выделяемых в ходе химической реакции. Исходя из этого, можно ох<идать, что для распыленного топлива, ио крайней мере в тех случаях, когда задержка воспламенения [c.88]

Двухстадийным воспламенением называется такое воспламененне, когда перед горячим пламенем возникает холодное пламя. Область существования холодного пламени, как показано на рис. 5.15, ограничена некоторым интервалом температур и давлений. В случае, который представлен на рис. 5.15, при давлении 10 кгс/см химическая реакция начинается при повышении температуры до 370 °С, вблизи 420 °С появляется холодное пламя и происходит первое воспламенение, вблизи 480°С появляется горячее пламя и происходит второе воспламенение. При появлении холодного пламени освобождается лишь небольшая часть энергии и распространение пламени сопровождается небольшим разогревом и слабым свечением. Основная часть энергии выделяется, когда возникает горячее пламя. Спектр излучения слабо светящегося холодного пламени определяется молекулами формальдегида НСНО. Напротив, спектр излучения ярко-светящегося горячего пламени состоит главным образом из полос Сг и СН. Такой характер свечения холодного пламени свидетельствует о том, что в пламени образуются пероксиды и формальдегид. Как следует из рис. 5.16 и эмпирических формул, предложенных Регенером [20], при двухстадийном воспламенении влияние температуры Т и давления Р на задержку воспламенения Т , соответствующую появлению холодного пламени, и задерл<ку воспламенения [c.98]

Результаты, лрсдставленные ка рис. 5.23, были получены следующим образом. Воздух и водород нагревали по отдельности в коаксиальных цилиндрических трубках, затем смешивали при некоторой заданной температуре и определяли связь между задержкой воспламенения и температурой. В этом случае задержка воспламенения, по-видимому, зависит скорее от процесса смешения, чем от химической реакции. Результаты, полученные другими методами, например методом введения газовой смеси в сосуд, нагретый до заданной температуры, не говорят отчетливо о температуре воспламенения. Этого, в общем, следовало ожидать, так как, согласно изложенному выше, при низких температурах вблизи температуры воспламенения амплитуда статистических флуктуаций задержки воспламенения становится очень высокой. [c.109]

Влияние химического строения углеводородов на температуру и период задержки воспламенения в среде воздуха изучено достаточно подробно. Наиболее низкие температуры воспламенения имеют алкаповые углеводороды, наиболее высокие — ароматические. При увеличении молекулярного веса углеводородов Гв умень- [c.146]

Цетановое число топлива (ЦЧ) определяет скорость химических процессов подготовки смеси к воспламенению и поэтому характеризует только одну из составляющих общего периода задержки воспламенения—Тхим. При испытаниях разных топлив на одном и том же двигателе, когда Тфиз остается постоянной величиной, с увеличением цетанового числа топлив сокращается период задержки воспламенения и уменьшается скорость нарастания давления в цилиндре двигателя (рис. 23). [c.137]

Процесс воспламенения зависит от времени контакта капли окислителя с твердой нове )хностью горючего к и времени химической реакции, задержки воспламенения т. Если т к (например, для С1Ез и амино-вого горючего), то нри контакте капля мгновенно реагирует. Для химически менсо активных топлив т, интенсивное смачивание твердой поверхности резко замедляет воспламенение. В любом случае, однако, для процесса воспламенения систем жидкость—твердотопливный заряд реакции на поверхности играют ббльшую роль, чем в газовом объеме. Пламя появляется в зоне наиболее активного химического взаимодействия, обычно в удаленной от головки части камеры, а затем распространяется к соплу и головке по всей поверхности порохового заряда [14]. [c.86]

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]

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]

Обеспечение химического состава топлив, обусловливающего удовлетворительные их огневые качества — устойчивое горение и поджиг в возможно более широких пределах давления воздуха, в том числе при аониженном давлении в камере сгорания, что особенно важно для авиационных двигателей. Топливо должно характеризоваться наименьшей склонностью к нагарообразованию, дымлению, горению радиирующим пламенем. Для дизельных топлив важен возможно меньший период задержки воспламенения (благоприятная цетановая характеристика). [c.320]

Некоторые исследователи считают, что скорость испарения топлива влияет на задержку его воспламенения [208, стр. 132, 213]. По данным Швейцера [214], задержка воспламенения топлива, впрыснутого в пламя (1,1 10" сек), вызывается чисто химическими причинами и совершенно не связана с испарением. Следует отметить, что в современных дизелях задержка воспламенения топлива меньше той, которую наблюдал Швейцер (до 0,5-Ю-з сек). По мнению Я. Зельдовича, отличительной особенностью кинетики реакций в пламени является отсутствие всех задерживающих стадий [215]. [c.112]

В. Я. Басевич [220, стр. 89] характеризовал как парадоксальное явление наблюдаемое при температурах до 800° С и прочих равных условиях уменьшение задержки воспламенения дизельного топлива по сравнению с бензином. Этот весьма примечательный факт с позиций концепции о необходимости "значительного испарения дизельного топлива перед его химическими превращениями, естественно, кажется парадоксальным, поскольку вряд ли у кого-либо вызывает сомнение идеальная испаряемость бензина в условиях дизеля. В оправдание указанного парадокса приводятся доводы о снижении температуры в камере сжатия в процессе интенсивного испарения бензина и, как следствие этого, торможении предпламенных процессов. [c.114]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология