Время смесеобразования

Процесс смесеобразования включает распыливание определенного количества топлива, вводимого в камеру сгорания распределение его элементарных объемов в камере сгорания испарение и диффузию паров в окружающую среду (воздух). Время смесеобразования и сгорания в быстроходных дизелях 0,003—0,006 сек. [c.12]

Если время смесеобразования несоизмеримо больше времени, необходимого для прогрева и протекания химической реакции, т. е. Тф > тх и Тф > хв, то практически тс тф. Это означает, ЧТО процесс протекает в диффузионной области. Примером такого процесса является горение газообразного топлива, вводимого в топку не перемешанным с газообразным окислителем. Обычно при смесях с большим удельным тепловыделением (к которым вполне можно отнести природные газы) в топочной камере удается поддерживать достаточно высокую температуру процесса и химическая реакция протекает практически мгновенно. [c.9]

Если время смесеобразования и время на прогрев смеси, наоборот, оказываются несоизмеримо меньшими времени, необходимого для протекания химической реакции, т. е. тф + тв <С Тх, то практически Тс хх Это означает, что процесс протекает вкинет и че-с к о й области. Примером такого процесса является введение в топку заранее приготовленной гомогенной горючей смеси (смеси газообразного топлива с газообразным окислителем) при температуре, близкой к температуре воспламенения. [c.9]

При газообразном состоянии обоих реагентов Тф есть время смесеобразования. Если время смесеобразования несоизмеримо больше времени, необходимого для прогрева и протекания химической реакции, то практически скорость сгорания равна скорости смесеобразования, т. е. Тс Тф. Это означает, что процесс протекает в диффузионной области. Примером такого процесса может служить горение газообразного топлива, вводимого в топку не перемешанным с окислителем. Если время смесеобразования и время на прогрев смеси оказывается несоизмеримо меньшими времени, необходимого для протекания химической реакции, то время сгорания практически равно времени протекания химической реакции. Это означает, что процесс протекает в кинетической области. Примером такого процесса является введение в топку заранее приготовленной гомогенной горючей смеси при температуре, близкой к температуре воспламенения. [c.205]

Время смесеобразования и сгорания в быстроходных дизелях 0,003-0,006 с. [c.34]

Теплоемкость и теплопроводность топлива оказывают влияние на температуру и время прогрева топлива. Особенно при испарении факела распыленного топлива в камере сгорания, когда время смесеобразования мало. [c.97]

Высокие антидетонационные свойства метанола в сочетании с возможностью его производства из ненефтяного сырья позволяют рассматривать этот продукт в качестве перспективного высокооктанового компонента автомобильных бензинов, получивших название бензино-метанольных смесей. Оптимальная добавка метанола—от 5 до 20% при таких концентрациях бензино-спиртовая смесь характеризуется удовлетворительными эксплуатационными свойствами и дает заметный экономический эффект. Добавка метанола к бензину снижает теплоту сгорания топлива и стехиометрический коэффициент при незначительных изменениях теплоты сгорания топливовоздушной смеси. Вследствие изменения стехиометрических характеристик использование 15%-й добавки метанола (смесь М15) в стандартной системе питания ведет к обеднению топливовоздушной смеси примерно на 7%. В то же время при введении метанола повышается октановое число топлива (в среднем па 3—8 единиц для 15%-й добавки), что позволяет компенсировать ухудшение энергетических показателей за счет повышения степени сжатия. Одновременно метанол улучшает процесс сгорания топлива благодаря образованию радикалов, активизирующих цепные реакции окисления. Исследования горения бензино-метанольных смесей в одноцилиндровых двигателях со стандартной и послойной системами смесеобразования показали, что добавка метанола сокращает период задержки воспламенения и продолжительность сгорания топлива. При этом теплоотвод из зоны реакции снижается, а предел обеднения смеси расширяется и становится максимальным для чистого метанола. [c.155]

Топливо должно обеспечить хорошее смесеобразование в цилиндре двигателя, т. е. в весьма малое время, порядка тысячных долей секунды, оно должно быть распылено и равномерно распределено в сжатом воздухе. Процесс смесеобразования зависит от системы подачи топлива, от конструкции камеры сгорания, а также от вязкости топлива и в несколько меньшей мере от его фракционного состава. [c.136]

Распыление топлива вихревыми касательными потоками распылителя в турбулентных и центробежных форсунках, (рис. 8, б — 1 и 2). При этом появляются тангенциальные усилия распылителя по отношению к струе топлива и кавитационные пузырьки, что улучшает дробление топлива. Поверхность взаимодействия рас-пылите ля и топлива возрастает. В ряде случаев увеличивается время и путь воздействия на топливо распылителя, обладающего большой скоростью и вое еще значительным удельным весом. Путь частиц топлива и распылителя возрастает, что также улучшает смесеобразование. [c.39]

При понижении температуры в топке, увеличении производительности форсунки, а также при ухудшении распыления и смесеобразования длина факела возрастает, ибо при наличии указанных факторов скорость горения уменьшается, а время горения увеличивается. [c.130]

Второй случай. Смесь образуется за счет турбулентной диффузии. Такой механизм смесеобразования возможен в том случае, когда масштаб дробления порядка или больше масштаба турбулентности ( > О- Время смешения в этом случае, практически равное времени горения, будет порядка [c.97]

Дальнейшее уменьшение избытка воздуха для такого устройства вполне возможно за счет еще большего притормаживания подачи, но нецелесообразно, так как следует позаботиться о достаточном охлаждении стекла. Это охлаждение достигается за счет холостого хода воздуха, движущегося в стороне от очага горения и непосредственно омывающего стекло. Этот защитный слой воздушного потока, не вступающий непосредственно в процесс горения и участвующий в какой-то мере в последующих стадиях смесеобразования, сам имеет весьма умеренные температуры, что существенно для снижения температуры стекла . В связи с умеренными избытками воздуха топочные газы , покидающие колпак садового подсвечника, обладают сравнительно высокой температурой, в то время как горящая в комнате свеча не в состоянии сколько-нибудь заметно нагреть комнатный воздух. С еще ббльшим правом топочным устройством можно назвать сочетание горелки керосиновой лампы с раздутием лампового стекла, которое представляет собой топочную камеру . При хорошем фитиле свеча представляет собой неплохую осветительную горелку, способную обеспечить не только устойчивый фронт пламени, но и достаточную полноту сгорания в спокойном воздухе. Однако она не имеет никаких регулировочных средств и осуществляет пламенный процесс на единственном свойственном ей режиме, зависящем в смысле теплопроизводительности, в основном, от качества и толщины фитиля. [c.134]

Рой капель самой различной величины все время взлетает и падает над волнующейся поверхностью воды и масла. Суммарная поверхность этих капель оказывается достаточно развитой, чтобы под воздействием высоких температур возникшей зоны горения значительно ускорить по сравнению с сухой плошкой испарение топлива и вступление его в смесеобразование с воздухом . [c.149]

О влиянии качества распыливания на процесс горения факела точки зрения исследователей в настоящее время расходятся. Одни авторы [169, 1741 считают, что лимитирующим является процесс смесеобразования (испарения), определяемый целым рядом физических и гидродинамических факторов. В этом случае интенсивность и полнота сгорания топливного факела непосредственно зависят от размеров капель, а возникновение потерь от механического недожога объясняется различием времени сгорания частички топлива и времени ее пребывания в объеме камеры сгорания. Чрезмерно мелкий распыл может привести к ухудшению процесса смесеобразования [171], так как при этом частички топлива быстро теряют свою скорость и увлекаются потоком. Топливо распределяется вблизи форсунки, создавая чрезмерно богатую смесь, в которой диффузионные процессы могут не обеспечить требуемого состава в заданный промежуток времени. Исходя из этого утверждается, что для каждой конструкции камеры сгорания (топочного устройства) и каждого сорта топлива должен суще- [c.153]

И мгновенно сгорает. Поскольку давление подачи горючего весьма велико, а колебания давления в потоке относительно незначительны, расход горючего через форсунки постоянен и не зависит ни от давления окружающей среды, ни от скорости течения. Эта идеализация должна быть признана довольно грубой, хотя бы потому, что в ней не учитывается время, необходимое на смесеобразование, испарение горючего, время задержки воспламенения и т. д. Влияние подобного запаздывания будет изучено ниже. Что же касается принятой схемы процесса внутри ст, то ее крайняя простота позволяет проанализировать рассматриваемый случай до конца. [c.205]

Процесс смесеобразования оказывает существенное влияние на время горения, поэтому его следует рассматривать как составную часть процесса горения. Эти вопросы рассмотрены в работах [Л. 11, 12, 36, 37, 38, 57, 79]. Однако ввиду сложности процесса предложенные различными авторами методы расчета смесеобразования, основанные на проникновении газовых струй в поток воздуха, не позволяют полностью произвести инженерный расчет и выбор горелок, так как не учитывают последующего смесеобразования в горелке и резкого влияния на него процесса горения. [c.6]

В дизелях за короткий промежуток времени (20...25° поворота коленчатого вала) происходят сложнейшие процессы смесеобразования и сгорания топлива. Чем быстроходнее двигатель, тем меньше время, отводимое на эти процессы. При равной частоте вращения коленчатого вала в дизелях на смесеобразование и сгорание отводится в 10...15 раз меньше времени, чем в карбюраторных двигателях. [c.68]

При внутреннем смесеобразовании с подачей топлива на линии сжатия требования к топливам по скорости формирования гомогенной смеси более жесткие, поскольку время, отводимое на смесеобразование, в этом случае в несколько раз меньше, чем при внешнем смесеобразовании. Указанные свойства водорода удовлетворяют этим требованиям лучше любого из углеводородных топлив, как жидких, так и газообразных. [c.11]

Общая продолжительность работ по испытаниям нефтепровода составила 57,5 суток. Чистое время испытаний каждого отдельного участка нефтепровода (без учета времени, необходимого для восстановления трубопровода при выявлении дефекта) составляло 31 - 46 ч. Закачку нефти в нефтепровод со стороны головной НС (перемещение водяной "пробки") начали после окончания испытаний первых шести участков (от О до 172 км), т. е. через 35 суток после начала испытаний нефтепровода. Для уменьшения смесеобразования на границе контакта "вода-нефть" при перемещении водяной пробки были запущены разделители. По мере испытаний последующих участков нефтепровод вводили в эксплуатацию постепенно по участкам путем подключения через перемычки к параллельно уложенному нефтепроводу. [c.725]

Увеличение скорости воздуха на входе в камеру сгорания увеличивает степень турбулентности и улучшает условия смесеобразования и сгорания. Однако при очень большой скорости газового потока в камере сгорания может сильно уменьшиться время пребывания топливо-воздушной смеси в зоне горения, что приводит к снижению полноты сгорания, а при дальнейшем увеличении скорости — к срыву пламени. [c.72]

При диффузионном горении кислород из воздуха проникает в зону горения в результате молекулярной диффузии, обусловленной разностью парциальных давлений кислорода в воздухе и в зоне горения. При кинетическом горении кислород и горючее вещество поступают в зону горения в смешанном состоянии. Так горят ХИМИЧ1ВСКИ однородные (гомогенные) горючие системы, в которых молекулы кислорода находятся в тесном контакте с молекулами горючего вещества. В этом случае время смесеобразования (диффузии) значительно меньше времени, необходимого для протекания химической реакции горения, и скорость процесса горения практически определяется только скоростью реакции горения. [c.314]

Ко второй группе отнесены топлива для поршневых двигателей с воспламенением от сжатия. В этих двигателях испарение топлива осуществляется в воздухе, нагретом до высоких температур (х 700°С), и образование горючей смеси обеспечивают более высококипящие фракции продуктов переработки нефти. В быстроходных дизелях с высоким числом оборотов коленчатого вала, применяют более низкокипящее топливо, так как время на испарение и смесеобразование в них меньше, чем в среяне-и малооборотных двигателях. [c.7]

Испаряемость топлив в дизельных двигателях имеет меньшее эксплуатационное значение, чем испаряемость бензинов в карбюраторных двигателях. Это связано, в первую очередь, с тем обстоятельством, что в дизельном двигателе смесеобразование происходит при очень высокой температуре в конце такта сжатия воздуха. На испарение топлива в быстроходном дизеле отводится 0,6-2,0 мс. Чтобы топливо за это время испарилось, размер капель его должен бьггь в пределах 10-20 мкм с уменьшением диаметра капель возрастает скорость их нагрева. Полнота испарения топлива в двигателе зависит от температуры, вихревого движения воздуха в камере сгорания, качества распьшивания и испаряемости топлива. [c.83]

Скорость смесеобразования в дизеле определяется скоростью испарения топлива, которая зависит от температуры, степени распыливания топлива (см. рис. 3. 7—3. 9) и его фракционного состава (табл. 3. 24 и 3. 25). Топлива легкого фракционного состава испаряются быстрее, вследствие чего уменьшается время, необходимое для образования однородной топливо-воздзтпной смеси и ее сгорания (табл. 3. 26). [c.168]

Тихоходные двигатели, будучи первыми из класса двигателей, работающих с воспламенением от сжатия, отличаются исключительным разнообразием по своей конструкции и областяд[ применения. В то же время по своим требованиям к качеству дизельных топлив они не столь различны, как быстроходные. Невысокое число оборотов, обеспечивающее достаточно большой период времени на процесс смесеобразования и сгорания, использование двигателя в стационарных и полустационарных условиях, обеспечивающих возможность использования компрессорного распыливания и подогрева топлива, позволяют применять в качестве топлива для них достаточно тяжелые нефтяные остатки. [c.163]

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]

Применение указанного выше приема увеличения топочного пространства без каких-либо добавочных мероприятий, направленных на интенсификацию смесеобразования в этом объеме, привело в свое время к утверждению что топочный объем должен быть тем больше чем больше летучих содержится в топливе Однако утверждение это сколько-нибудь обо снованно может быть отнесено только к опи санному выше пассивному приему смешения неоднородного газового потока. Значительно более эффективным при схемах с поперечным питанием оказывается прием принудительного, достаточно интенсивного перемешивания разнородных участков топочных газов, движущихся по топочному объему. Этого можно достигнуть либо принудительным сближением таких участков, создавая суженные горловины в топочном пространстве, либо так называемым острым дутьем, т. е. введением в поток струй вторичного воздуха при больших начальных скоростях его вдувания (50-4- 80 м/сек), что обеспечивает значительную местную турбулизацию потока. Такой прием может привести к значительному сокращению рабочей зоны пламенной части горения, ведущейся по диффузионному принципу, иначе говоря, к сокращению зоны окончательного вторичното смешения газифицированного тоилива с воздухом. При схеме поперечного питания острое дутье играет роль не столько источника вторичного воздуха, сколько аэродинамического турбулизатора, перемешивающего параллельные слои потока с недостатком (Д]<1) и избытком ( 1 > 1) воздуха. Примеры такой организации слоевых процессов приведены на фиг. 1 5-5,а и б. [c.155]

Именно в топочных устройствах газотурбинных установок нередко применяется сильная первичная закрутка газовоздушного потока. Однако этот прием сушественен не столько для усиления первичного процесса смесеобразования, необходимого для обеспечения весьма значительных тепловых нагрузок для топок этого типа, сколько для достижения устойчивого фронта воспламенения при больших поступательных скоростях газовоздушного потока. Достаточно быстро врашающийся поток газа энергично отбрасывает молекулы этого газа к стенкам камеры вращения, что приводит к увеличению плотности этого газа, а следовательно, и к росту давления в краевых блоях вращающегося потока. В то же самое время в центральной части такого потока возникает, как следствие, заметное уменьшение плотности молекул, а следовательно, и соответствующее понижение давления газа. Возникающая разность давлений вызывает появление вихря с обратным движением газа (фиг. 51). Когда топка разожжена, этот обратный вихрь доставляет к устью горелки моищую струю высокотемпературных газов, способствуюгцую созданию устойчивого фронта воспламенения образующейся горючей смеси. Количество возвращаемого горячего газа в единицу времени окажется тем больше, чем сильнее закрутка потока. [c.142]

В настоящее время имеются два основных направления в развитии приемов сжигания твердого топлива в сильно закрученных потоках. Первое применяется на сравнительно небольших установках при сжигании легко газифицирующихся топлив, если они развивают умеренные температуры, позволяющие сохранить размельчаемые в самом процессе золовые остатки в твердом виде. Это — циклонные топки с твердым шлакоудалением для опилок, резаной соломы, лузги, ореховой скорлупы и других горючих отходов промышленных производств, а также для крошкообраз-. ного ( фрезерного ) торфа. Вертикальный вариант циклонной топки для малозольного топлива показан на фиг. 75. Мелкое сыпучее топливо подается в середину вертикального циклона, в котором обратный сердцевинный вихрь засасывает его вниз через огневую оболочку внешнего вращающегося потока. Легко разлагающееся топливо, несомое горячими газами, практически сразу же начинает выдавать газ, который в нижней части камеры встречается с двумя винтообразно направленными струями воздуха, вступает с ними в смесеобразование и сгорает. [c.195]

Если ограничить подачу воздуха теоретически необходимым его количеством, то лри полном сгорании топлива конечная концентрация кислорода оказалась бы равной нулю. Но это означало бы, что завершение выгорания топлива должно происходить при концентрации кислорода, близкой к нулю, а следовательно, близкой к нулю и скорости горения. В подобных условиях завершение полного сгорания топлива могло бы достигаться только за пеограниченно большое время. Этим обусловливается необходимость подачи воздуха в количестве, превышающем теоретическое с тем расчетом, чтобы избыток воздуха обеспечивал 3 в конце сгорания концентрацию кислорода, отличную от нуля. На рис. 7 показана концентрация кислорода в продуктах полного сгорания топлива в зависимости от коэффициента избытка воздуха. Выбор необходимой величины избытка воздуха определяется конструктивными характеристиками топочного устройства, что будет рассмотрено в следующих главах. Отметим, только, что неравномерность поля концентраций кислорода по сечению факела (или топочной камеры Б целом) может существенно ухудшать сгорание топлива даже при достаточно большом среднем избытке воздуха. Поэтому организации смесеобразования в топочном устройстве должно уделяться самое серьезное внимание. [c.30]

Превращение находящихся в жидком состоянии компонентов топлива в газообразные продукты сгорания требует известного времени это время естественно назвать периодом индукции. Период индукции связан со сложной цепью физико-химических процессов, происходящих в камере сгорания. Этими процессами являются распыл топлива, его подогрев и частичное или полное испарение капелек топлива, развитие химических реакций, которые в конечном итоге приводят к образованию продуктов сгорания. Особенностью многих названных явлений является их зависимость от давления. При увеличении давления в камере сгорания повышается скорость смесеобразования — распыл становится тоньше, испарение и прогрев капелек тонлива ускоряется. Кроме того, скорость ряда химических реакций (особенно идущих в газовой фазе) растет с ростом давления. В результате суммарный [c.319]

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 связи с тем, что при работе двигателя на холостом ходу и малых оборотах применяемые в настоящее время карбюраторы образуют богатую топливо-воздушную смесь, что является основной причиной значительного загрязнения масла, первостепеппое значение приобретает совершенствование системы подачи топлива, направленное на обеспечение образования топливо-воздушной смеси надлежащего состава в широком диапазоне чисел оборотов коленчатого вала двигателя. Помимо конструкции карбюратора, видимо являющейся основным фактором, надлежащее обращение с топливом, дроссельной заслонкой и системой зажигания также способствуют улучшению смесеобразования и сгорания. [c.353]

Жесткие требования, предъявляемые к топливам по формированию гомогенной смесн, отпадают при внутреннем смесеобразовании с подачей топлива в конце сжатия, так как оно сгорает по мере подачи в цилиндр. В то же время топливо долж-но обладать способностью за очень короткий промежуток времени (примерно 1 мс) образовать горючую смесь. Водород, обладая высокой скоростью диффузии, в этом отношении представляет собой прекрасное топливо. Однако, так как данный способ смесеобразования может быть реализован в сочетании с принудительным зажиганием, могут возникнуть определенные трудности в четком согласовании момента зажигания и момента подачи водорода. Кроме того, могут иметь место определенные проблемы, связанные с аппаратурой впрыска водорода под высоким давлением вследствие его низкой плотности и сжимаемости. [c.12]

При внешнем смесеобразовании водородовоздушная смесь формируется, как правило, в смесительном устройстве на входе во впускной патрубок. Одним из таких устройств является смеситель для восьмицилиндрового У-образного двигателя Додж (рис. 15), разработанный корпорацией энергетических исследований Р. Биллингса [47]. При таком способе смесеобразования перед впускным клапаном всегда находится гомогенная водородовоздушная смесь. Несмотря на то что температура воспламенения водородовоздушной смеси выше, чем смесей углеводородных топлив, в момент открытия впускного клапана возможно ее воспламенение, так как необходимая для этого энергия довольно низкая — 0,02 мДж, в то время как для бензина она равна 0,25 мДж. Поэтому причиной воспламенения водородовоздушной смеси могут быть те высокотемпературные источники, которые имеют место в бензиновом двигателе, но их энергия недостаточна для воспламенения бензовоздушной смеси. Источниками воспламенения могут быть горячие точки камеры сгорания свеча зажигания, выпускной клапан, острые кромки, остаточные горячие газы или раскаленные твердые частицы продуктов сгорания в них. Возможно, воспламенение происходит в результате контакта свежей смеси с ОГ в период перекрытия клапанов. [c.40]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология