发动机原理电子教案-第四章Word格式文档下载.docx
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12kg 32kg(1kmol)
1kgC 8/3kgO2(1/12kmolO2)
2、1kgH完全燃烧需O2:
H2+ 1/2O2= H2O
2kg 16(1/2kmol)
1kgH 8kgO2(1/4kmolO2)二、理论空气量
1kg燃油完全燃烧所需的最低空气量,用LO表示。
单
位为[kg/kg]。
用gc、gh、go分别表示每千克燃油中C、H、O的千克数,则:
1kg燃油=gc+gh+go
gc
gh
go
汽油
0.855
0.145
0.0
柴油
0.870
0.126
0.004
36
1、1kg燃油完全燃烧需O2
8/3gc+8gh-go kg1/12gc+1/4gh-go/32 kmol
2、1kg燃油完全燃烧需空气
LO=1/0.21(8/3gc+8gh-go) kg
LO=1/0.21(1/12gc+1/4gh-go/32) kmolLO=22.4/0.21(1/12gc+1/4gh-go/32) m3
LO汽油=14.9, LO柴油=14.5。
三、过量空气系数与空燃比
1、过量空气系数
1kg燃油实际供给的空气数量L与理论空气量L0 之比值。
用α表示:
α=L/L0
α=1时为理论混合气,α<
1时为浓混合气,α>
1时
为稀混合气。
α=0.9为功率混合气,α=1.1为经济混合气。
2、空燃比
燃料燃烧时空气量与燃料量之比
m=空气量/燃料量
四、燃油热值和混合气的热值
1.燃油的热值:
每千克燃油完全燃烧所放出的热量。
单位[KJ/kg]。
高热值(燃烧值):
包含液态水蒸气的潜热。
(H0)低热值(发热值):
不包含液态水蒸气的潜热。
(Hu)
发动机的排气温度很高,一般均为低热值。
2.混合气的热值
每千克混合气完全燃烧所放出的热量。
用 Hm表示,
单位为[KJ/kg]。
1kg燃油,与它相混合的空气量L=αLO,则混合气质量为(1+αLO),那么它的热值为:
Hm=Hu/(1+αLO)
Hm与Hu、α、LO有关
第二节混合气着火的基本知识
燃烧过程是个重要过程(性能)和复杂过程(时间短、反应快参数变化快)。
燃烧分为两个大阶段:
第一阶段:
着火阶段
着火是燃烧的准备阶段,物理准备:
燃油的雾化、蒸发、混合;
化学准备:
焰前氧化反应(反应较慢)。
着火方法:
一是点燃,二是自燃第二阶段:
燃烧阶段
氧化反应激烈,火焰全面扩散阶段。
燃烧的详细过程
将在下一章讲。
一、着火机理
1、热自燃(热爆炸)
焰前氧化反应的热量积累,导致反应速率加快而着火。
燃油的氧化反应放出热量不断积累,混合气的温度将不断升高,氧化反应逐渐加快,最终导致激烈的热爆炸。
化学反应放热-缸壁散热=热量积累混合气能否着火,取决于热量积累。
能保证着火的缸内最低温度和最低压力为着火临界温度和着火临界压力。
着火临界温度和着火临界压力二者相互影响。
2、链爆炸
由链锁反应积累的活化中心,导致反应速率加快而着火。
OH于CH都属于活化中心
H2+O2→OH+OH
混合气的着火往往不是单一机理进行,二者机理同时
存在相互促进。
一般说,在高温下以热爆炸为主,在低温下以链爆炸
着火临界温度和着火临界压力曲线
为主。
二、着火方式
1、高温单级着火—汽油机
汽油机在压缩过程已进行一定的化学反应,火花塞跳
火,其电极附近混合气温度急剧上升,同时马上出现好多活化中心(OH、CH),在很短时间内出现桔黄色火焰(热焰)。
在出现热火焰之前,看不到明显的几个不同级的化学反应
2、低温多级着火—柴油机
喷油t1+冷焰t2+兰焰t3→热焰
喷油—进行物理化学准备,压力没有明显变化。
冷焰—热量有初步积累但较慢,刚达到临界温度,出现淡青色火焰。
兰焰—热量积累较多,链节活化中心较多,出现兰色火焰。
热焰—热量和活化中心同时大量积累,出现桔黄色火焰。
柴油机着火图
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