Температура горения бензина и газа в двигателе: Температура горения газа

Свойства и характеристики горючих газов — Сварпост

Для образования высокотемпературного пламени при газовой сварке, пайке, нагреве и других операциях тепловой обработки металлов используются горючие газы. Горючий газ может быть использован, как в чистом виде, так и в смеси с кислородом. Газово-кислородная смесь имеет более высокую температуру горения. Смеси горючего газа с кислородом используют в газосварочных постах.

Горючие газы можно разделить на две группы:

1. Сжимаемые или сжатые- это такие газы, которые в обычных условиях хранения не превращаются в жидкое состояние ( примеры сжатых газов: метан, водород, многокомпонентные газы)
2. Сжиженные это газы, которые при обычных условиях хранения имеют жидкое состояние ( пропан, бутан и их смеси)

Сжиженный газ по сравнению со сжатым обладает следующими преимуществами:

• в баллонах одинаковой емкости сжиженного газа помещается примерно в 2 раза больше, чем сжатого;
• сжиженный газ при сгорании выделяет теплоты в 3 раза больше, чем такое же объемное количество сжатого газа;
• сжиженный газ хранят в резервуарах при давлении более чем в 10 раз меньшем по сравнению со сжатым, что снижает стоимость

Основные характеристики горючих газов

Жаропроизводительность представляет собой максимальную температуру, развиваемую при полном сгорании сухого топлива в необходимом для горения количестве воздуха .

Жаропроизводительность, °С,

• метан  2043,
• пропан  2500,
• бутан  2118,
• водород  2235,
• ацетилен  3620.
• МАПП газ 2960

Количество кислорода, необходимое для горения, составляет примерно 1 м3 на 21 МДж теплотворной способности газа.В связи с тем, что в воздухе около 21 % кислорода, то для сжигания 1 м3 метана необходимо 10 м3 воздуха, пропана 24 м3, бутана  31м3.

Температура воспламенения  это минимальная температура газовоздушной смеси, при которой начинается самопроизвольный процесс горения за счет выделения теплоты горящими частицами газа. Воспламенение смеси может быть вызвано нагревом до температуры воспламенения либо применением внешних источников зажигания (запального пламени, электрических искр). Первый способ используется в двигателях внутреннего сгорания, второй — при сжигании газа с помощью горелок.

Чтобы начался процесс горения, температура поджигающего источника должна быть выше, чем температура воспламенения.

Температура воспламенения, °С,

• ацетилен  335,
• водород 510,
• метан  545,
• бутан  430,
• пропан  504

Предел воспламеняемости  воспламенение и дальнейшее самопроизвольное горение газовоздушной смеси возможно только при определенных соотношениях газа и воздуха это и называют пределами воспламеняемости.

Нижний предел воспламеняемости, об. %:

• ацетилен  2,5,
• водород  4,
• метан  5,
• пропан  2,3,
• бутан  1,9;

Верхний предел воспламеняемости, об. %:

• ацетилен  80,
• водород  75,
• метан  15,
• бутан  8,5,
• пропан  9,5.
• Если содержание газа в смеси меньше нижнего предела воспламенения, то такая смесь самостоятельно гореть не может.
• При содержании газа, большем верхнего предела воспламенения, количества воздуха в смеси недостаточно для полного сгорания газа.

Газовоздушная смесь, содержание газа в которой находится между нижним и верхним пределами воспламенения, взрывоопасна.

Взрыв  явление быстрого перехода вещества из одного состояния в другое, сопровождаемое нагревом продуктов сгорания до высокой температуры и резким повышением давления.

Если горючая смесь находится в закрытом объеме (сосуд, трубопровод, помещение), то при появлении источника теплоты или пламени с температурой, достигающей температуры воспламенения, происходит взрыв этой смеси.

Например, давление при взрыве метановоздушной смеси достигает 0,7… 0,75 МПа, пропан-бутановой смеси — 0,8.

..0,9.

В таблице приведены основные характеристики горючих газов

Наименование газов и жидкостей Температура пламени при сгорании в кислороде, °С Плотность, кг/м3 Низшая теплота сгорания Коэффициент замены ацетилена Соотношение между кислородом и горючим газом в смеси горелки Пределы взрываемости смеси, % Область применения МДж/м3 ккал/м3 с воздухом с кислородом Газы Ацетилен 3150-3620 1,173 52,6 12600 1 1,0-1,3 2,2-81,0 2,3-93,0 Все виды газопламенной обработки Бутан 2118-2500 2,54 116 27800 0,6 4,0 1,5-8,5 2-45,0 Кислородная резка, сварка и пайка цветных металлов, сварка стали толщиной до 6 мм, металлизация, правка, гибка, огневая зачистка Водород 2000-2235 0,09 10,6 2400 5,2 0,3-0,4 3,3-81,5 2,6-95,0 Сварка стали толщиной до 2 мм, латуни, свинца, алюминия, чугуна, пайка, кислородная резка Городской газ 2000-2300 0,84-1,05 18,8-21 4400-6500 2,5 1,5-1,6 3,8-24,6 10,0-73,6 Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Коксовый газ 2100-2300 0,4-0,55 14,7-17,6 3520-4215 3,2 0,6-0,8 7,0-21,0 — Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная резка Метан 2043-2200 0,67 33,4 8000 1,6 1,5 4,8-16,7 5,0-59,2 Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Нефтяной газ 2300 0,65-1,45 40,9-56,4 9800-13500 1,2 1,5-1,6 3,5-16,3 — Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Пиролизный газ 2300 0,65-0,85 31,3-33,4 7500-8000 1,6 1,2-1,5 — — Сварка стали толщиной до 2 мм, сварка латуни, свинца, алюминия, пайка, кислородная резка Природный газ 2100-2200 0,5-0,7 35,4-40 8500-9500 1,6-1,8 1,5-1,6 4,8-14,0 5,0-59,2 Сварка стали толщиной до 4,5 мм, легкоплавких металлов, пайка, кислородная и кислородно-флюсовая резка Пропан 2110-2500 1,88 89 21200 0,6 3,5 2,0-9,5 2,0-48,0 Кислородная резка, сварка и пайка цветных металлов, сварка стали толщиной до 6 мм, металлизация, правка, гибка, огневая зачистка Пропан-бутановая смесь 2400-2700 1,92 89 21200 0,6 3,0-3,5 — — Кислородная резка, сварка и пайка цветных металлов, сварка стали толщиной до 6 мм, металлизация, правка, гибка, огневая зачистка Сланцевый газ 2000 0,7-0,9 12,6-14,3 3000-3400 4,0 0,7 — — Сварка легкоплавких металлов, пайка, кислородная резка Пары Бензин 2500-2600 0,7-0,76 42-44,5 10000-10600 1,4 1,1-1,4 0,7-6,0 2,1-28,4 Кислородная резка стали, сварка, пайка легкоплавких металлов, подводная резка Керосин 2400-2450 0,8-0,84 42-42,8 10000-10200 1,0-1,3 1,7-2,4 1,4-5,5 2,0-28,0 Кислородная резка стали, сварка, пайка легкоплавких металлов, подводная резка

 

Температурные характеристики дизельного топлива — ТопливоПромПрисадки

• Главная
&nbsp/&nbsp
• Каталог
&nbsp/&nbsp
• Оборудование, приборы
&nbsp/&nbsp
• Производство зимнего дизельного топлива. разогрев д/т
&nbsp/&nbsp
• Температурные характеристики дизельного топлива

NGE.RU

Дизельное топливо — это жидкое вещество, которое используется как топливо для дизельных двигателей. Основными потребителями этого топлива являются ж/д транспорт, военная и сельхоз техника, водный транспорт. Так же дизельный транспорт пользуется спросом у владельцев легковых автомобилей. Так же дизельное топливо используется для дизельных электростанций, обогревателей и т. д. Дизельное топливо посезонно делится на летнее — Л, зимнее — З, и арктическое — А. Каждое дизельное топливо по гостам должно соответствовать определённым характеристикам. Одной из таких общих характеристик являются температурные характеристики дизельного топлива.

Для каждого типа сезонного дизельного топлива по каждой характеристике будем проводить сравнение.

Итак. Температура вспышки — это минимальная температура топлива, достигнув которой пары над поверхностью вещества воспламенятся при прямом контакте с открытым огнём. При таком взаимодействии не возникает устойчивый процесс горения. Вспышка — это моментальное сгорание газо-воздушной смеси над поверхностью горючей смеси. Температура вспышки дизельного топлива определяется в тигле и имеет следующие показатели в °С:
• для тепловозных и судовых дизелей и газовых турбин: Л — 62, З — 40, А- 35.
• для дизелей общего назначения: Л — 40, 3 — 35, А −30.

Температура замерзания дизельного топлива — это температура, при достижении которой нефтепродукт в определённых условиях потерял подвижность. Это вызвано выделением парафиновых углеводородов, либо их застыванием на низких температурах. Эта характеристика очень важна как при эксплуатации, так и при транспортировке. Это значение определяется в °С, в зависимости от климатической зоны не выше:
• Умеренной: Л — −10, З — −35, А- -//-.
• Холодной: Л — -//-, З — −55, А- −55.

Энергетическим свойством является плотность дизельного топлива от температуры. Чем выше плотность, тем больше энергии выделится при сгорании. Эти характеристики регулируются европейским стандартом. Соответственно плотность при 20 °С (кг/м?) не более:
• Л — 860, 3 — 840, А — 830.

Температура помутнения дизельного топлива — это температура, при которой фазовый состав топлива меняется, и появляется его твёрдая фаза, вместе с жидкой. Текучесть топлива практически не меняется, т. к. размеры кристалликов очень малы. При этой температуре двигатель продолжит свою работу. Но в топливе начнут образовываться кристаллики парафина, они-то и вызывают помутнение топлива. Эта температурная характеристика является очень важным показателем дизельного топлива, т. к. выпадение кристалликов в двигателе нарушит его нормальную работу.

Температура помутнения (°С) не менее:
• умеренна климатическая зона: Л — −5, 3 — −25, А — -//-.
• холодная климатическая зона: Л — -//-, 3 — −35, А — -//-.

Температура воспламенения дизельного топлива — температура, достигнув которой нефтепродукт, который нагревается во время испытания, загорается и поддерживает горение не менее 5 с.
Пределы температур воспламенения дизельного топлива (°С): Л — 69 — 119, 3 — 62 — 105, А — 57 — 100.
температура горения дизельного топлива (°С): 1100 
температура кипения дизельного топлива (°С): Л — 280, 3 — 280, А — 240.
температура самовоспламенения дизельного топлива (°С) — это минимальная температура горючего вещества, при достижении которой резко возрастает скорость экзотермических реакций, которое приводит к пламенному горению или взрыву. Эта энергия расходуется на активацию реакции горения: Л — 300, 3 — 310, А — 330.
Стоит так же отметить, что кроме температурных, стоит учитывать и другие характеристики дизельного топлива, в зависимости от его использования.

Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. (Конференция)

Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. (Конференция) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Аннотация не предоставлена.

Авторов:

Генц, Джеральд Рэймонд; Дек, Джон Э . ; Лопес Пинтор, Дарио; Дернотт, Джереми; Цзи, Чуншэн

Дата публикации:

01.11.2018

Исследовательская организация:

Национальная лаборатория Сандия. (SNL-CA), Ливермор, Калифорния (США)

Организация-спонсор:

Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США, Управление устойчивого транспорта. Офис автомобильных технологий

Идентификатор ОСТИ:

1576883

Номер(а) отчета:

SAND2018-13356C
Идентификатор журнала: ISSN 0148—7191; 670511

Номер контракта с Министерством энергетики:  

АК04-94АЛ85000

Тип ресурса:

Конференция

Отношение ресурсов:

Том журнала: 1; Конференция: предложена для презентации на Всемирном конгрессе и выставке SAE 2019, которые состоятся 9-11 апреля 2019 года в Детройте, штат Мичиган, США.

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Генц, Джеральд Рэймонд, Дек, Джон Э., Лопес Пинтор, Дарио, Дернотт, Джереми и Цзи, Чуншэн. Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. . США: Н. П., 2018. Веб. дои: 10.4271/2019-01-1156.

Копировать в буфер обмена

Генц, Джеральд Рэймонд, Дек, Джон Э., Лопес Пинтор, Дарио, Дернотт, Джереми и Джи, Чуншэн. Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.4271/2019-01-1156

Копировать в буфер обмена

Генц, Джеральд Рэймонд, Дек, Джон Э., Лопес Пинтор, Дарио, Дернотт, Джереми и Цзи, Чуншэн. 2018. «Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.4271/2019-01-1156. https://www.osti.gov/servlets/purl/1576883.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_1576883,
title = {Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. },
автор = {Гентц, Джеральд Рэймонд и Дек, Джон Э. и Лопес Пинтор, Дарио и Дернотт, Джереми и Джи, Чуншэн},
abstractNote = {Аннотация не предоставлена.},
дои = {10,4271/2019-01-1156},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/1576883}, журнал = {},
ISSN = {0148--7191},
число = ,
объем = 1,
место = {США},
год = {2018},
месяц = ​​{11}
}

Копировать в буфер обмена

---

Просмотр конференции (14,22 МБ)

https://doi.org/10.4271/2019-01-1156

Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см. в разделе «Доступность документа». Постоянные посетители библиотек могут искать в WorldCat библиотеки, в которых проводится эта конференция.

---

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

• Аналогичные записи

Низкотемпературное горение

Низкотемпературное горение

Ханну Яаскеляйнен

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

• Приложения LTC

Abstract : Термин «низкотемпературное сгорание» (LTC) охватывает ряд передовых стратегий горения, включая воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI) или воспламенение от сжатия с предварительно смешанным зарядом (PCCI). Сжигание LTC может привести к очень низким выбросам NOx и PM, но часто приводит к увеличению выбросов CO и HC. Производительность и выбросы двигателей, использующих стратегии LTC, зависят от свойств топлива.

• Введение
• Подходы LTC
• LTC в координатах φ-T
• Вопросы топлива LTC
• Концептуальная модель горения
• Шум горения
• Выбросы

С момента введения стандартов на выбросы дизельных двигателей, которые вынудили ввести системы дополнительной очистки от NOx и дизельных твердых частиц, эволюция процесса сгорания дизельного топлива была значительной. Усовершенствованные стратегии сгорания пытались найти внутрицилиндровый подход, чтобы либо полностью соответствовать этим стандартам выбросов и, таким образом, избежать необходимости использовать доочистку, либо, по крайней мере, снизить требования к производительности, требуемые от систем доочистки, и тем самым снизить их стоимость и сложность. Хотя основное внимание при разработке систем сжигания было уделено снижению выбросов NOx, существует также значительный интерес к снижению выбросов ТЧ.

Многие из этих усовершенствованных систем сгорания имеют множество ручек, таких как воспламенение от сжатия гомогенного заряда (HCCI) и воспламенение от сжатия с предварительно смешанным зарядом (PCCI), которые могут точно отражать или не точно отражать процесс сгорания.

HCCI был одной из первых концепций сжигания дизельного топлива, которая отличалась от обычного дизельного процесса, чтобы привлечь внимание. Как следует из названия, целью ранних работ по HCCI было получение как можно более однородной смеси воздуха и топлива перед воспламенением — почти так же, как в обычном двигателе с искровым зажиганием. Это может быть достигнуто путем впрыска топлива во впускной канал или непосредственно в цилиндр и обеспечения достаточного времени между впрыском и воспламенением, чтобы обеспечить полное смешивание воздуха и топлива. Затем заряд самовоспламеняется при нагревании сжатыми газами — искра или другие средства принудительного воспламенения не используются.

Чтобы решить многие из проблем, таких как ограниченный диапазон нагрузки, управляемость и детонация, связанные с HCCI, ряд других концепций развился из этого подхода с однородным зарядом, и во многих случаях было введено расслоение заряда. Поскольку термин HCCI больше не может точно описывать многие из этих систем, термин «низкотемпературное сгорание» (LTC) может использоваться в качестве общего термина для обозначения этих и других передовых концепций сжигания, поскольку общая цель состоит в том, чтобы понизить температуру сгорания для выгодного изменения. химический состав образования NOx и/или сажи.

В литературе термин HCCI не используется последовательно. В некоторых случаях его использование действительно относится к системам сгорания, которые действительно основаны на относительно однородной смеси воздуха и топлива. В других случаях термин HCCI относится к системам сжигания, которые вовсе не гомогенны — они на самом деле довольно гетерогенны. В этом обсуждении термин «LTC» будет использоваться при общем упоминании этих концепций сгорания, а использование термина «HCCI» будет ограничено только теми подходами, которые основаны на относительно однородной смеси воздуха и топлива.

Сжигание дизельного топлива HCCI с использованием фумигации дизельного топлива во впускном канале было впервые описано в 1958 году [1661] . Дальнейшая работа в конце 1970-х годов [1751] [1752] сообщила о стабильном самовоспламенении в двухтактном бензиновом двигателе с заправкой через порт, что было связано с наличием активных радикалов. Хотя основное внимание во многих из этих ранних публикаций уделялось легкому топливу (бензину) в двухтактных двигателях, более поздние работы описывали тот же тип сгорания дизельного топлива в четырехтактных двигателях 9 .0198 [1717] [1737] . Эти и некоторые другие подходы, возникшие на их основе, перечислены в таблице 1 [1741] .

9 Активное радикальное горение0230

Таблица 1
Отдельные концепции LTC из ранних экспериментов HCCI

Аббревиатура	Значение	Ссылка	Место
ATAC	Активный термосфере.0230
TS	Toyota-Soken combustion	[1752]	Toyota/Soken
CIHC	Compression-ignited homogeneous charge	[1717]	University of Wisconsin-Madison
HCCI	Воспламенение от сжатия гомогенного заряда	[1737]	SwRI
AR, ARC	[1753]	Honda
NADI	Narrow Angle Direct Injection	[1678]	Institut Français Du Pétrole (IFP)
MK, M-fire	Modulated kinetics	[1707]	Nissan
Предсказание	. 0229 Multiple stage diesel combustion	[1689]	New ACE
HiMICS	Homogeneous charge intelligent multiple injection combustion system	[1761] [1762]	Hino
UNIBUS	Унифицированная громоздкая система сгорания	[1755]	Toyota
PCI	Предварительно смешанная компрессионная система воспламенения	[1697]	Мицубиси

Ранние работы с HCCI показали, что выбросы NOx и PM на выходе из двигателя могут быть снижены примерно до 1-10% от технологии дизельного двигателя, доступной в то время. Это повысило вероятность того, что необходимость в устройствах последующей обработки для соблюдения регулируемых пределов выбросов может быть либо устранена, либо упрощена.

Одной из характеристик HCCI и многих других концепций LTC, которые произошли от него, является то, что либо все, либо значительное количество топлива предварительно смешивается с воздухом до того, как произойдет воспламенение. Скорость сгорания и время воспламенения таких предварительно смешанных концепций LTC контролируются химической кинетикой смеси. Это значительно усложняет контроль процесса сгорания, а также делает его чувствительным к свойствам топлива и условиям в цилиндрах. Некоторые концепции LTC с предварительным смешением выигрывают от использования топлива с низким цетановым числом с характеристиками летучести, сравнимыми с бензином.

Следует отметить, что предварительное смешивание воздуха и топлива также может быть важным фактором в «обычном» дизельном сгорании. В то время как в обычном дизельном топливе на начальной стадии обычно используется предварительное смешивание, сгорание большей части топлива происходит после этого предварительного смешивания со скоростью, в основном определяемой скоростью смешивания воздуха и несгоревшего/частично сгоревшего топлива. Таким образом, обычный процесс сжигания дизельного топлива часто называют сгоранием с контролируемым смешиванием. Эта характеристика управления смешиванием значительно упрощает управление процессом выделения тепла.

Хотя большая часть работы с LTC была сосредоточена на концепциях LTC с предварительным смешиванием, было продемонстрировано, что сжигание дизельного топлива с регулируемым смешиванием также может быть принято для получения выбросов NOx в диапазоне 0,2 г/кВтч, что сравнимо с достижимыми значениями, достигаемыми с некоторыми концепциями LTC с предварительным смешиванием . [1676] [1675] [1738] [1637] . Такие подходы с контролируемым смешиванием можно рассматривать как следующий шаг в эволюции традиционного дизельного сжигания помимо подходов, используемых, например, для соответствия стандартам EPA 2004 и 2007 годов на выбросы дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации. Однако им требуется передовое «нетрадиционное» оборудование для управления выбросами ТЧ. Этим двигателям требуются такие функции, как системы впрыска топлива, которые обеспечивают высокое давление впрыска (до 3000 бар в некоторых прототипах), и системы управления подачей воздуха, обеспечивающие такие уровни давления наддува, которые требуют многоступенчатых турбонагнетателей.