Температура горения солярки: Температура горения солярки и бензина

Содержание

Температура — горение — топливо

Химическая стабильность

Рассматривая химические качества бензина, нужно делать основной акцент на то, как долго состав углеводородов будет неизменным, так как при долгом складировании более легкие компоненты исчезают, и эксплуатационные качества сильно снижаются.

В частности, остро проблема стоит тогда, если из бензина с минимальным октановым числом получилось горючее более высокой марки (АИ 95) методом добавления в его состав пропан или метана. Их антидетонационные качества выше, чем у изооктана, но и рассеиваются они моментально.

По ГОСТу химический состав топлива любой марки должен быть неизменным в течение 5 лет при соблюдении правил складирования. Но на деле часто даже только что приобретенное топливо уже имеет октановое число ниже заданного.

Виноваты в этом недобросовестные продавцы, которые добавляют сжиженный газ в емкости с горючим, время хранения которого истекло, и содержание не отвечает требованиям ГОСТа. Обычно к одному и тому же топливу добавляют различное число газа для получения октанового числа, равного 92 или 95. Подтверждением таких хитростей является резкий запах газа на АЗС.

Скорость — сгорание — топливо

Скорость сгорания топлива сильно возрастает, если горючая смесь находится в интенсивно вихревом ( турбулентном) движении. Соответственно интенсивность турбулентного теплообмена может быть значительно выше, чем при молекулярной диффузии.

Скорость сгорания топлива зависит от целого ряда причин, рассматриваемых ниже в данной главе и, в частности, — от качества перемешивания топлива с воздухом. Скорость сгорания топлива определяется количеством его, сжигаемым в единицу времени.

Скорость сгорания топлива и, следовательно, мощность тепловыделения определяются величиной поверхности горения. Угольная пыль с максимальным размером частиц 300 — 500 мкм имеет в десятки тысяч раз большую поверхность горения, чем крупное сортированное топливо цепных решеток.

Скорость сгорания топлива зависит от температуры и давления в камере сгорания, возрастая при их повышении. Поэтому после воспламенения скорость сгорания повышается и в конце камеры сгорания становится очень большой.

На скорость сгорания топлива влияет также число оборотов двигателя. С увеличением числа оборотов продолжительность фазы сокращается.

Турбулентность потока газов резко повышает скорость сгорания топлива вследствие увеличения площади поверхности горения и скорости распространения фронта пламени при повышении скорости переноса тепла.

При работе на обедненной смеси скорость сгорания топлива

замедляется. Поэтому количество тепла, отдаваемое газами деталям, увеличивается, и двигатель перегревается. Признаками переобедненной смеси являются вспышки в карбюраторе и впускном трубопроводе.

Турбулентность потока газов резко повышает скорость сгорания топлива вследствие увеличения площади поверхности горения и скорости распространения фронта пламени за счет повышения скорости переноса тепла.

Максимальным цетановым числом, характеризующим скорость сгорания топлива в двигателе, обладают нормальные алканы.

Состав рабочей смеси сильно влияет на скорость сгорания топлива в двигателе. Эти условия имеют место при коэфф.

Влияние качества развития процесса сгорания определяется скоростью сгорания топлива в основной фазе. При сгорании большою количества топлива в этой фазе значения pz и Tz возрастают, уменьшается доля догорающего топлива в процессе расширения и пока-затель политропы nz становится больше. Такое развитие процесса является наиболее благоприятным, так как достигается наилучшее теплоиспользование.

В рабочем процессе двигателя очень важна величина скорости сгорания топлива. Под скоростью сгорания понимается количество ( масса) топлива, реагирующее ( сгорающее) в единицу времени.

Ряд общих явлений указывает на то, что скорость сгорания топлива в двигателях имеет вполне закономерный, а не случайный характер. На это указывает воспроизводимость в цилиндре двигателя более или менее однозначных циклов, чем, собственно, и обусловливается устойчивая работа двигателей. В этих же двигателях затяжной характер горения наблюдается всегда при бедных смесях. Жесткая работа двигателя, возникающая при большой скорости реакций сгорания, наблюдается, как правило, в бескомпрессорных дизелях, а мягкая работа — в двигателях с воспламенением от электрической искры. Это указывает на то, что принципиально отличные смесеобразование и воспламенение вызывают закономерное изменение скорости горения. С увеличением числа оборотов двигателя продолжительность горения во времени уменьшается, а по углу поворота коленчатого вала увеличивается. Кинетические кривые хода выгорания в двигателях сходны по своему характеру с кинетическими кривыми ряда химических реакций, не имеющих прямого отношения к двигателям и протекающих в иных условиях.

Опыты указывают на зависимость интенсивности лучистого теплообмена и от скорости сгорания топлива. При быстром сгорании в корне факела развиваются более высокие температуры и интенсифицируется теплоотдача. Неоднородность температурного поля, наряду с различными концентрациями излучающих частиц, приводит к неоднородности степени черноты пламени. Все отмеченное создает большие трудности для аналитического определения температуры излучателя и степени черноты топки.

При ламинарном пламени ( см. подробнее § 3)

скорость сгорания топлива постоянна и Q 0; процесс сгорания бесшумен. Однако, если зона горения турбулентна, а именно этот случай и рассматривается, то если даже расход топлива в среднем постоянен, локальная скорость горения меняется во времени и для малого элемента объема Q.Q. Турбулентность непрерывно возмущает пламя; в каждый данный момент горение ограничено этим пламенем или серией пламен, занимающих случайное положение в зоне горения.

Кипение — бензин

Кипение бензина начинается при сравнительно низкой температуре и протекает очень интенсивно.

Конец кипения бензина не указан.

Начало кипения бензина — ниже 40 С, конец — 180 С, температура начала кристаллизации не выше — 60 С. Кислотность бензина не превышает 1 мг / 100 мл.

Температура конца кипения бензина по ГОСТ составляет 185 С, а фактическая — 180 С.

Температура конца

кипения бензина — это температура, при которой стандартная ( 100 мл) порция испытуемого бензина полностью перегоняется ( выкипает) из стеклянной колбы, в которой она находилась, в приемник-холодильник.

Схема стабилизационной установки.

Конечная точка кипения бензина не должна превышать 200 — 225 С. Для авиационных бензинов конечная температура кипения лежит значительно ниже, доходя в некоторых случаях до 120 С.

МПа температура кипения бензина равна 338 К, его средняя молярная масса 120 кг / кмоль, а теплота парообразования г ь 252 кДж / кг.

Температура начала кипения бензина, например 40 для авиабензинов говорит о наличии легких, низкокипящих фракций, но не указывает их содержания. Температура выкипания первой 10 % — ной фракции, или пусковой, характеризует пусковые свойства бензина, его испаряемость, а также склонность к образованию газовых пробок в системе подачи бензина. Чем ниже температура выкипания 10 % — ной фракции, тем легче запустить двигатель, но и тем больше возможность образования газовых пробок, которые могут вызвать перебои в подаче топлива и даже остановку двигателя. Слишком высокая температура выкипания пусковой фракции затрудняет запуск двигателя при низких температурах окружающей среды, что приводит к потерям бензина.

Влияние температуры конца кипения бензина на его расход при эксплуатации автомобиля.| Влияние температуры перегонки 90 % бензина на октановое число-бензинов различного происхождения.

Снижение конца кипения бензинов риформинга ведет к ухудшению их детонационной стойкости. Для решения этого вопроса необходимы исследовательские работы и экономические расчеты. Следует отметить, что в зарубежной практике целого ряда стран в настоящее время вырабатываются и применяются автомобильные бензины с температурой конца кипения 215 — 220 С.

Влияние температуры конца кипения бензина на его расход при эксплуатации автомобиля.| Влияние температуры перегонки 90 % бензина на октановое число бензинов различного происхождения.

Снижение конца кипения бензинов риформинга ведет к ухудшению их детонационной стойкости. Для решения этого вопроса необходимы исследовательские работы и экономические расчеты. Следует отметить, что в зарубежной практике целого ряда стран в настоящее время вырабатываются и применяются автомобильные бензины с температурой конца кипения 215 — 220 С.

Если температура конца кипения бензина высока, то содержащиеся в нем тяжелые фракции могут не испариться, а, следовательно, и не сгореть в двигателе, что приведет к повышенному расходу топлива.

Понижение температуры конца кипения бензинов прямой перегонки

ведет к повышению их детонационной стойкости. С низкооктановых бензинов прямой перегонки имеют октановые числа соответственно 75 и 68 и применяются в качестве компонентов автомобильных бензинов.

Горение — бензин

Горение бензина, керосина и других жидких углеводородов происходит в газовой фазе. Горение может происходить только тогда, когда концентрация пара горючего в воздухе находится в известных пределах, индивидуальных для каждого вещества. Если пары горючего будут содержаться в воздухе IB малом количестве, то горение не возникнет, так же как и в том случае, когда паров горючего будет слишком много, а ислорода — недостаточно.

Изменение температуры на поверхности керосина во1 время тушения его пенами.| Распределение температуры в керосине перед началом тушения ( а и в конце.

При горении бензина, как известно, образуется го-мотермический слой, толщина которого увеличивается со временем.

При горении бензина образуется вода и двуокись углерода. Может ли служить это достаточным подтверждением того, что бензин не является элементом.

При горении бензина, керосина и других жидкостей в резервуарах особенно хорошо видны дробление газового потока на отдельные объемы и сгорание каждого из них в отдельности.

При горении бензина и нефти в резервуарах большого диаметра характер прогрева существенно отличается от описанного выше. При их горении возникает прогретый слой, толщина которого закономерно растет с течением времени и температура одинакова с температурой на поверхности жидкости. Под ним температура жидкости быстро падает и становится почти одинаковой с начальной температурой. Характер кривых показывает, что бензин при горении разбивается как бы на два слоя — на верхний и нижний.

Например, горение бензина на воздухе называют химическим процессом. В этом случае выделяется энергия, равная приблизительно 1300 ккал на 1 моль бензина.

Анализ продуктов горения бензинов и масел приобретает чрезвычайно важное значение, так как знание индивидуального состава таких продуктов необходимо для исследования процессов горения в моторе и для изучения загрязнения воздуха.

Таким образом, при горении бензина в широких резервуарах на излучение расходуется до 40 % теплоты, выделяющейся в результате горения.

В табл. 76 приводится скорость горения бензина с добавками тетранитро-метана.

Опытами установлено, что на скорость горения бензина с поверхности резервуара значительно влияет его диаметр.

Расстановка сил и средств при тушении пожара на перегоне.

С помощью ГПС-600 пожарные успешно справились с ликвидацией горения бензина, разлившегося вдоль железнодорожного полотна, обеспечив продвижение ствольщиков к месту сцепки цистерн. Разъединив их, обрывком контактного провода прицепили к пожарному автомобилю 2 цистерны с бензином и вытянули их из зоны пожара.

Скорость прогрева нефтей в резервуарах различного диаметра.

Особенно большое увеличение скорости прогрева от ветра замечено при горении бензина. При горении бензина в резервуаре 2 64 м при скорости ветра 1 3 м / сек скорость прогрева была 9 63 мм / мин, а при скорости ветра 10 м / сек скорость прогрева увеличивалась до 17 1 мм / мин.

Температура — горение — топливо

Зависимость критерия В от отношения площади источников тепла к площади иола цеха.

Интенсивность облучения рабочего зависит от температуры горения топлива в печи, размеров загрузочного отверстия, толщины стенок печи у загрузочного отверстия и, наконец, от расстояния, на котором находится рабочий от загрузочного отверстия.

Отношения СО / СО, и Н2 / Н О в продуктах неполного сгорания природного газа в зависимости от коэффициента расхода воздуха а.

Практически достижимой температурой 1Л называется температура горения топлива в реальных условиях. При определении ее значения учитываются тепловые потери в окружающую среду, длительность процесса горения, метод сжигания и другие факторы.

Избыток воздуха резко сказывается на температуре горения топлива. Так, например, действительная температура горения природного газа при 10 % — ном избытке воздуха равна 1868 С, при 20 % — ном избытке-1749 С и при 100 % — ком избытке воздуха снижается до 1167 С. С другой стороны, предварительный подогрев воздуха, идущего на сжигание топлива, повышает температуру его горения. Так, при сжигании природного газа ( 1Макс 2003 С) с воздухом, нагретым до 200 С, температура горения повышается до 2128 С, а при нагревании воздуха до 400 С — до 2257 С.

Общая схема устройства печи.

При подогреве воздуха и газообразного топлива температура горения топлива повышается, а следовательно, повышается и температура рабочего пространства печи. Во многих случаях достижение температур, необходимых для данного технологического процесса, невозможно без высокого подогрева воздуха и газообразного топлива. Так, например, выплавка стали в мартеновских печах, для осуществления которой температура факела ( потока горящих газов) в плавильном пространстве должна составлять 1800 — 2 000 С, была бы невозможна без подогрева воздуха и газа до 1000 — 1 200 С. При отоплении промышленных печей низкокалорийным местным топливом ( влажные дрова, торф, бурый уголь) работа их без подогрева воздуха часто даже невозможна.

Из этой формулы видно, что температуру горения топлива можно повысить, увеличивая ее числитель и уменьшая знаменатель. Зависимость температуры горения различных газов от коэффициента избытка воздуха показана на фиг.

Избыток воздуха также резко сказывается на температуре горения топлива. Так, жаропроизводительность природного газа при избытке воздуха в 10 % — 1868 С, при избытке воздуха в 20 % — 1749 С и при 100 % — ном избытке равна 1167 С.

Если температура горячего спая лимитируется только температурой горения топлива, применение рекуперации дает возможность увеличить температуру Тт за счет повышения температуры продуктов сгорания и таким образом повысить общую эффективность ТЭГ.

Обогащение дутья кислородом приводит к значительному повышению температуры горения топлива. Как показывают данные графика рис. 17, теоретическая температура горения топлива связана с обогащением дутья кислородом зависимостью, которая до содержания кислорода в дутье 40 % практически прямолинейна. При более высоких степенях обогащения начинает оказывать существенное влияние диссоциация продуктов горения, в результате чего кривые зависимости температуры от степени обогащения дутья отклоняются от прямых и асимптотически приближаются к температурам, предельным для данного топлива. Таким образом, рассматриваемая зависимость температуры горения топлива от степени обогащения дутья кислородом имеет две области — область относительно малых обогащений, где имеется линейная зависимость, и область больших обогащений ( свыше 40 %), где нарастание температуры имеет затухающий характер.

Важным теплотехническим показателем работы печи является температура печи, зависящая от температуры горения топлива и характера потребления тепла.

Зола топлива, в зависимости от состава минеральных примесей, при температуре горения топлива может сплавляться в куски шлака. Характеристика золы топлива в зависимости от температуры приведена в табл. НО.

Величина tmaK в табл. IV — З — калориметрическая ( теоретическая) температура горения топлива.

Потери тепла через стенки топок наружу ( в окружающую среду) снижают температуру горения топлива.

Сгорание — бензин

Сгорание бензина с детонацией сопровождается появлением резких металлических стуков, черного дыма на выхлопе, увеличением расхода бензина, снижением мощности двигателя и другими отрицательными явлениями.

Сгорание бензина в двигателе зависит и от коэффициента избытка воздуха. При значениях а 0 9 — j — 1 1 скорость протекания пред-пламенных процессов окисления в рабочей смеси наибольшая. Поэтому при этих значениях а создаются наиболее благоприятные условия для возникновения детонации.

После сгорания бензина общая масса таких загрязнителей значительно увеличивалась вместе с общим перераспределением их количеств. Процентное содержание бензола в конденсате автомобильных выхлопных газов примерно в 1 7 раза превышало его содержание в бензине; содержание толуола было в 3 раза больше, а ксилола — в 30 раз больше. Известно, что при этом образуются кислородные соединения, а также резко возрастает число ионов — характерных для более тяжелых ненасыщенных соединений олефино-вого или циклопарафинового рядов и ацетиленового или диенового рядов, особенно последнего. Вообще говоря, изменения, происходившие в камере Haagen-Smit, напоминали изменения, необходимые для того, чтобы придать составу типичных проб выхлопного газа автомобилей сходство с характерными пробами смога в Лос-Анжелосе.

Теплота сгорания бензина зависит от его химического состава. Поэтому углеводороды, богатые водородом ( например, парафиновые), имеют большую массовую теплоту сгорания.

Продукты сгорания бензина расширяются в ДВС по политропе п1 27 от 30 до 3 ат. Начальная температура газов 2100 С; массовый состав продуктов сгорания 1 кг бензина следующий: СО23 135 кг, Н2 1 305 кг, О20 34 кг, N2 12 61 кг. Определить работу расширения этих газов, если одновременно подается в цилиндр 2 г бензина.

Влияние ТЭС на нагарообразование в двигателе.

При сгорании бензина с ТЭС образуется нагар, содержащий окись свинца.

При сгорании бензинов в поршневых двигателях внутреннего сгорания почти все образующиеся продукты выносятся с отработанными газами. Лишь сравнительно небольшая часть продуктов неполного сгорания топлива и масла, небольшое количество неорганических соединений, образовавшихся из элементов, вносимых с топливом, воздухом и маслом, осаждаются в виде нагара.

При сгорании бензина с тетраэтилсвинцом, по-видимому, образуется окись свинца, которая плавится только при температуре 900 С и может испариться при очень высокой температуре, превышающей среднюю температуру в цилиндре двигателя. Для предотвращения отложения окиси свинца в двигателе в этиловую жидкость вводят специальные вещества — выноси-тели. Выносителями служат галоидопроизводные углеводородов. Обычно это соединения, содержащие бром и хлор, которые тоже сгорают и связывают свинец в новых бромистых и хлористых соединениях.

Влияние ТЭС на нагарообразование в двигателе.

При сгорании бензина с ТЭС образуется нагар, содержащий окись свинца.

При сгорании бензина, содержащего чистый ТЭС, в моторе отлагается налет свинцовых соединений. Состав этиловой жидкости марки Р-9 ( по весу): тетраэтилсвинца 54 0 %, бромэтана 33 0 %, монохлорнафталина 6 8 0 5 %, наполнителя — авиационного — бензина — до 100 %; красителя темно-красного 1 г на 1 кг смеси.

При сгорании бензина, содержащего ТЭС, в двигателе образуется окись свища, имеющая низкую летучесть; так как температура плавления окиси свинца довольно высока ( 888), часть ее ( около 10 %, считая на свинец, введенный с бензином ) отлагается в виде твердого осадка на стенках камеры сгорания, свечах и клапанах, что приводит к быстрому выходу двигателя из строя.

При сгорании бензина в двигателе автомобиля также образуются меньшие молекулы и происходит распределение выделяемой энергии в большем объеме.

Раскаленные от сгорания бензина газы обтекают теплообменник 8 ( внутри со стороны камеры сгорания и далее, через окна 5 снаружи, проходя по камере отработавших газов 6) и нагревают воздух в канале теплообменника. Далее горячие отработавшие газы по выпускной трубе 7 подаются под поддон картера двигателя и подогревают двигатель снаружи, а горячий воздух из теплообменника подается через сапун в картер двигателя и подогревает двигатель изнутри. Через 1 5 — 2 мин после начала подогрева свеча накаливания выключается и горение в подогревателе продолжается без ее участия. Спустя 7 — 13 мин с момента получения импульса на пуск двигателя, масло в картере прогревается до температуры 30 С ( при температуре окружающей среды до — 25 С) и начинается подача импульсов пуска агрегата, после осуществления которого подогреватель выключается.

Горение — нефтепродукт

Горение нефтепродуктов в обваловке резервуарного парка ликвидируется немедленной подачей пены.

Горение нефтепродуктов в обваловке резервуарного парка ликвидируется путем немедленной подачи пены.

При горении нефтепродуктов температура кипения их ( см. табл. 69) постепенно повышается в силу происходящей фракционной перегонки, в связи с чем повышается и температура верхнего слоя.

К Схема противопожарного водопровода для охлаждения горящего резервуара через кольцо орошения..

При горении нефтепродукта в резервуаре верхняя часть верхнего пояса резервуара подвергается воздействию пламени. При горении нефтепродукта на более низком уровне высота свободного борта резервуара, соприкасающегося с пламенем, может быть значительной. При таком режиме горения может разрушиться резервуар. Вода из пожарных стволов или из стационарных колец орошения, попадая на наружную часть верхних стенок резервуара, охлаждает их ( рис. 15.1), предотвращая таким образом аварию и растекание нефтепродукта в обвалование, создавая более благоприятные условия для применения воздушно-механической пены.

Интересны результаты изучения горения нефтепродуктов и их смесей.

Температура его при горении нефтепродуктов составляет: бензина 1200 С, керосина тракторного 1100 С, дизельного топлива 1100 С, нефти сырой 1100 С, мазута 1000 С. При горении древесины в штабелях температура турбулентного пламени достигает 1200 — 1300 С.

Особенно большие исследования в области физики горения нефтепродуктов и тушения их были проведены за последние 15 лет в Центральном научно-исследовательском институте противопожарной обороны ( ЦНИИПО), Энергетическом институте АН СССР ( ЭНИН) и ряде других научно-исследовательских и учебных институтов.

Примером отрицательного катализа является подавление процессов горения нефтепродуктов при добавке гало-идированных углеводородов.

Вода способствует вспениванию и образованию эмульсий при горении нефтепродуктов, имеющих температуру вспышки 120 С и выше. Эмульсия, закрывая поверхность жидкости, изолирует ее от кислорода воздуха, а также препятствует выходу паров из нее.

Скорость сгорания сжиженных углеводородных газов в изотермических резервуарах.

Горение сжиженных углеводородных газов в изотермических резервуарах не отличается от горения нефтепродуктов. Скорость сгорания в этом случае может быть вычислена по формуле ( 13) либо определена экспериментально. Особенность горения сжиженных газов в изотермических условиях заключается в том, что температура всей массы жидкости в резервуаре равна температуре кипения при атмосферном давлении. Для водорода, метана, этана, пропана и бутана эти температуры равны соответственно — 252, — 161, — 88, — 42 и 0 5 С.

Схема установки генератора ГВПС-2000 на резервуаре.

Исследования и практика тушения пожаров показали, что для прекращения горения нефтепродукта пена должна полностью покрыть всю его поверхность слоем определенной толщины. Все пены с низкой кратностью малоэффективны при тушении пожаров нефтепродуктов в резервуарах при нижнем уровне взлива. Пена, падая с большой высоты ( 6 — 8 м) на поверхность горючего, окунается и обволакивается пленкой топлива, сгорает или быстро разрушается. Только пены кратностью 70 — 150 можно забрасывать в горящий резервуар навесными струями.

Противопожарные разрывы.

Температура — самовоспламенение

Температура самовоспламенения определяется специальными приборами и составляет для горючих жидкостей 400 — 700 С.

Температура самовоспламенения — минимальная темпера тура, при которой горючее вещество загорается без внешних источников зажигания при соприкосновении с кислородом воздуха.

Температура самовоспламенения характеризует возможность начала пламенного горения вещества при контакте его с кислородом воздуха. Температура самовоспламенения горючей системы обычно относится к горючему веществу, входящему в нее. Она не является постоянной для одного и того же горючего вещества и изменяется в зависимости от его концентрации, давления, размеров, формы и материала сосудов и от других факторов. С увеличением объема и повышением давления смеси температура самовоспламенения снижается. Так, например, у бензина температура самовоспламенения составляет 480 С при абсолютном давлении 0 1 МН / м2 ( 1 кгс / см2) и 310 С при 1 МН / м2 ( 10 кгс / см2), а у керосина соответственно 460 и 250 С.

Температура самовоспламенения — наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества.

Температура самовоспламенения характеризует способность нефтепродуктов к самовозгоранию в присутствии кислорода воздуха, но без воздействия открытого огня. При атмосферном давлении она составляет для дизельного топлива 300 — 330 С, для керосина 290 — 430 С, для бензина 510 — 530 С.

Температура самовоспламенения — самая низкая температура вещества, при которой в условиях специальных испытаний происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, заканчивающихся пламенным горением.

Температура самовоспламенения — наименьшая температура окружающей среды, при которой в условиях специальных испытаний наблюдается самовоспламенение вещества.

Температура самовоспламенения не имеет точного значения. Она зависит от содержания горючего газа в газовоздушной смеси, степени однородности смеси, формы и размеров сосуда, в котором происходит нагревание смеси, каталитического влияния стенок сосуда, быстроты и способа нагрева смеси и давления, под которым находится смесь.

Температура самовоспламенения — это та температура, до которой нужно нагреть вещество, чтобы оно загорелось.

Температура самовоспламенения — Это наименьшая температура паров или газов, до которой их нужно нагреть, чтобы они воспламенились при наличии окислителя без внесения в них открытого источника зажигания.

Температура самовоспламенения играет существенную роль в оценке качества дизельных тонлнв.

Температура самовоспламенения понижается при увеличении концентрации кислорода в воздухе и повышении давления в цилиндре двигателя. Но даже в этих условиях высокоароматизированные топлива могут не воспламеняться.

Температура самовоспламенения для данной горючей смеси зависит от объема и формы сосуда, в котором она находится. Чем больше объем горючей смеси, тем меньше поверхность теплоотдачи, приходящаяся на единицу ее объема. Если теплоотдача мала, то самовоспламенение возникает уже при небольшой температуре. Наоборот, при очень малом объеме горючей смеси поверхность теплоотдачи, приходящаяся на единицу объема, становится такой большой, что теплоотдача во много раз превышает теплообразование и самовоспламенения не произойдет или оно возникнет при очень высокой температуре.

Температура самовоспламенения — самая низкая температура смеси паров жидкости с воздухом, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению пламенного горения.

Температура самовоспламенения продуктов в воздухе.

Что происходит в камере сгорания дизельного двигателя?

Сам процесс горения происходит при наличии нескольких компонентов – материала горения, кислорода в нужном объеме и источника воспламенения. Помимо пламени или искры источником воспламенения может стать нагрев. Как известно, дизельное топливо самовоспламеняется именно от нагрева. Воспламенение происходит в результате сжатия воздуха в цилиндре до нужной температуры. При этом температура воспламенения растет по мере роста давления, а температура самовоспламенения топлива уменьшается с ростом давления. Таким образом, топливовоздушная смесь в дизельном двигателе легко воспламеняется при высоком давлении, и это происходит тем лучше, чем больше разница этих температур.

Стоит сразу оговориться, что дизельный двигатель работает с хорошей отдачей только тогда, когда в нем хорошо сгорает топливо. При этом высокое давление в цилиндре и правильный впрыск топлива являются ключевыми факторами для горения дизтоплива.

Что происходит в камере сгорания дизельного двигателя?

Этот процесс можно описать так. Топливо из форсунки впрыскивается в цилиндр дизельного двигателя, распыляется и самовоспламеняется, и пламя распространяется по всему цилиндру. В этот момент впрыск прекращается, а несгоревшее топливо продолжает догорать. Таким образом, весь процесс горения, которое продолжается совсем короткое время, можно разбить на несколько отдельных этапов.

Этап от впрыска топлива до начала его горения – период задержки воспламенения. В этой фазе форсунки впрыскивают горючее, оно распространяется в виде тумана в воздухе, нагретом высоким давлением. Этот туман состоит из микроскопических капель топлива, но мгновенно оно не воспламеняется, так как прежде ему нужно испариться под воздействием горячего воздуха. Топливо перемешивается с воздухом и нагревается до температуры самовоспламенения. Очень важно, чтобы период задержки воспламенения был максимально коротким, так как именно от эффективности этого этапа зависят последующие этапы горения.

С начала воспламенения и до момента, когда пламя распространилось по всему цилиндру, – это второй этап, называемый периодом распространения пламени. В этот момент смесь воздуха с топливом, образовавшаяся в предыдущий период, начинает возгорать. Она воспламеняется именно в тех местах, где топливо хорошо перемешалось с воздухом. Горение воздушно-топливной смеси повышает температуру внутри цилиндра, а это увеличивает давление в камере сгорания. Из-за этого ускоряются испарение топлива и его перемешивание с воздухом. В это время пламя быстро распространяется по всей топливной смеси, образовавшейся в период задержки воспламенения. В момент начала горения топлива давление в камере сгорания резко увеличивается. Однако, если период задержки воспламенения длится слишком долго, это приводит к неправильной работе всего мотора.

Решения для ремонта

Одна из ключевых особенностей современной системы впрыска дизельных двигателей Common Rail – высокое давление в топливной рампе, достигающее 2500 и более бар. Для его поддержания во многих современных автомобилях (как легковых, так и легких коммерческих) используется топливный насос высокого давления Bosch CP4. Помимо высокой эффективности он обладает еще целым рядом преимуществ по сравнению с моделями предыдущего поколения, включая небольшие габариты и вес. Bosch предлагает эффективные комплексные решения в области обслуживания систем Common Rail в целом, позволяя дизельным мастерским выполнять весь спектр услуг – от первичной диагностики систем впрыска до ремонта инжекторов и ТНВД. Задачу первичной диагностики успешно выполняют системные сканеры Bosch KTS, позволяющие определить неисправность в системе Common Rail благодаря высокоэффективному программному обеспечению Bosch ESI[tronic] 2.0. Дальнейшая локализация проблемы в системе проводится при помощи комплекта Bosch Diesel Set 3.1, который содержит все необходимое для оценки работоспособности ТНВД и клапана регулировки давления. После выявления неисправных узлов и демонтажа инжекторов или топливного насоса высокого давления проводится их проверка на стенде Bosch EPS 708 или 815. Благодаря выпуску специальных наборов дооснащения диагностические стенды Bosch позволяют проводить испытания насосов любых поколений. Новый комплект оборудования Bosch для ремонта ТНВД CP4 позволяет производить проверку, полную разборку и ремонт насоса в точном соответствии с утвержденной технологией ремонта. В состав комплекта входят специализированные инструменты и инструкции для выполнения требуемых процедур.

Третий этап – до момента окончания впрыска – период прямого горения. Форсунка продолжает впрыскивать топливо, которое сгорает немедленно, контактируя с открытым пламенем в камере сгорания. К этому этапу пламя распространяется уже по всей камере, а давление достигает максимального показателя.

Четвертый этап – до окончания горения – называется догорание. На этом этапе несгоревшее топливо должно полностью сгореть. Поршень движется вниз, в результате давление и температура падают. Однако для полного сгорания топлива нужно высокое давление в камере сгорания, которое обеспечивает самовоспламенение топлива, а также правильный впрыск топлива, произошедший в нужный момент и в требуемом объеме. В противном случае распространение пламени существенно повышает температуру в камере сгорания, и топливо загорается немедленно. А когда впрыск заканчивается, оставшееся топливо продолжает гореть.

В случае, когда давление в цилиндре меняется, водитель может услышать длительный стук или металлический звук. Такое возникает в условиях, когда давление в цилиндре понижается и смеси требуется больше времени, чтобы достичь температуры воспламенения. Из-за низкой компрессии удлиняется период самовоспламенения. И когда смесь все же возгорится, количество топлива в камере будет больше, чем то, что необходимо для нормального режима работы. Одномоментно воспламенится большое количество топлива, что приведет к резкому увеличению давления и росту температуры в камере. По этой причине возникает ударная волна, которая действует на днище поршня и стенки цилиндра и производит металлический стук.

По причине низкой компрессии может возникать и белый дым. Это происходит тогда, когда давление падает и топливо не самовоспламеняется при достижении поршня самой высокой мертвой точки. Когда поршень идет вниз, температура падает, и пламя не успевает распространиться. Дизтопливо продолжает испаряться в периоды прямого горения и догорания. Несгоревшее горючее выбрасывается из цилиндра в конце периода дожига, и именно поэтому возникает белый дым. Он может также появиться при позднем впрыске топлива. Компрессия и температура в камере сгорания достигают необходимого уровня, однако из-за слишком позднего впрыска у топлива не остается достаточно времени для того, чтобы испариться. И тогда воспламенение дизтоплива происходит, когда поршень начинает движение вниз. В этот момент давление и температура начинают падать, и пламя не успевает распространиться по всей камере сгорания, а потому и горение быстро прекращается. При этом испарение топлива продолжается, и его несгоревший остаток выбрасывается из цилиндра.

По причине большого объема впрыскиваемого топлива возникает черный дым. Если в камеру сгорания впрыскивается нормальный объем топлива, капли перемешиваются с воздухом, и топливо эффективно сгорает. Но при большом количестве топлива в условиях ограниченного объема кислород в камере полностью выгорает в период горения, а у оставшегося топлива просто не остается достаточно воздуха для перемешивания. А несгоревшее топливо преобразуется в углерод, который и вызывает черный дым.

Повысить КПД

Современные конструкторы ищут способы, чтобы увеличить КПД дизельного двигателя и понизить при этом токсичность отработавших газов в течение всего срока службы автомобиля. Одним из способов повысить КПД двигателя и снизить уровень вредных выбросов является более точное управление системой впрыска топлива. Дизельные форсунки могут распылять топливо до 10 раз в каждом рабочем цикле двигателя, поэтому прецизионное управление каждым отдельным моментом впрыска позволяет еще больше повысить топливную экономичность, снизить уровень вредных выбросов и уменьшить уровень шума в течение всего срока службы двигателя. 

Инженеры Delphi разработали технологию управления насос-форсункой с обратной связью, реализуемую посредством аппаратного и программного обеспечения. С ее помощью поддерживается максимальная эффективность впрыска в течение продолжительного времени. Это достигается за счет использования дополнительного электрического провода внутри корпуса насос-форсунки, игла которой действует в качестве «электрического выключателя». Данный процесс обеспечивает передачу сигнала управления в реальном времени, что является более точным и более экономически выгодным решением, чем те, что реализованы в аналогичных системах.

Посылая электрический ток по игле распылителя, Delphi распознает моменты контакта иглы с седлом, ограничителем подъема или нахождения между этими двумя положениями. Этот процесс позволяет системе непрерывно перекалибровывать все моменты подачи топлива на протяжении всего срока службы автомобиля. Сочетание электрического выключателя и нового алгоритма управления создает уникальное решение, которое обеспечивает высокую точность многофазного впрыска. Такая конструкция работает независимо от настроек параметров впрыска и сгорания топлива, а также сложности конструкции двигателя или силовой установки. 

Использование в конструкции форсунки «выключателя» и нового алгоритма работы электронного блока управления позволило инженерам добиться снижения уровня вредных выбросов и предложить эффективное решение для сложных технических задач.

источник информации a-kt.ru

Горение в дизельном двигателе | AutoNewsWeek

Дизельные двигатели используются все шире и шире, т.к. они экономичны и долговечны. В отличие от бензиновых, дизельные двигатели сжигают топливо без помощи искры.
 

 

Условия горения

Для горения требуется 3 вещи: что-то, что может гореть, достаточное количество кислорода в воздухе и источник воспламенения. Существуют два пути воспламенения: вещество может загораться от пламени или от искры, или может воспламеняться от нагрева. Если солярку аккуратно нагревать в фарфоровой чашке без доступа к нему пламени, то при определенной температуре его пары воспламеняются. Температура, при которой это происходит, называется температурой самовоспламенения. В дизельном двигателе воспламенение происходит аналогичным образом, но где дизельный двигатель берет высокую температуру, необходимую для такого воспламенения? Если стоять около работающего воздушного компрессора, то можно обнаружить, что компрессор нагревается. Это происходит из-за нагревания воздуха при его сжатии. Аналогичным образом дизельный двигатель сжимает воздух, поднимая его температуру до необходимой для самовоспламенения. Давление воздуха в цилиндре превышает 30 кгс/см2, когда поршень находится в ВМТ. По мере роста давления, температура воздуха в цилиндре растет. В то же время, температура самовоспламенения дизельного топлива снижается с увеличением давления. Это означает, что чем выше давление, тем легче воспламеняется воздушно-топливная смесь.

 

 

Механизм горения

Топливо впрыскивается в цилиндр из форсунки, затем оно распыляется и самовоспламеняется. Пламя распространяется по всему цилиндру. В этот момент впрыск прекращается, но не сгоревшее топливо продолжает гореть. Процесс горения в дизельном двигателе продолжается очень короткое время и может разбит на 4 периода в соответствии с процессами, происходящем в каждом из них:

 

  • — период задержки воспламенения;
  • — период распространения пламени;
  • — период прямого горения;
  • — период догорания.

 

Период задержки воспламенения

Период от начала впрыска до момента начала горения называется периодом задержки воспламенения. Рассмотрим его более детально. Топливо впрыскивается форсунками в виде тумана в воздух, нагретый до высокой температуры и находящийся под высоким давлением. Этот туман состоит из множества капель. Даже, несмотря на то, что солярка впрыскивается в очень горячий воздух, она не воспламеняется немедленно, т.к. должна сначала испариться под действием высокой температуры. По мере испарения происходит ее перемешивание с воздухом и нагреваение до температуры самовоспламенения. Период задержки воспламенения —  это период подготовки горения, во время которого горючее впрыскивается в разогретый воздух, перемешивается с ним и разогревается до температуры самовоспламенения. Этот период должен быть как можно короче, т.к. он оказывает существенное влияние на последующие периоды горения.

 

 

Период распространения пламени

Период от начала воспламенения до момента, когда пламя распространится на все топливо, впрыснутое в цилиндр во время периода задержки воспламенения, называется периодом распространения пламени. Смесь воздуха и топлива образуется в период задержки воспламенения, но воздух не перемешивается полностью с соляркой с самого начала. Воздушнотопливная смесь воспламеняется там, где топливо уже перемешалось с воздухом. В этот период происходит резкое увеличение температуры, и, как следствие, давления в цилиндре.

 

 

Период прямого горения

Форсунка продолжает впрыскивать горючее, которое сгорает немедленно после контакта с открытым пламенем в камере сгорания. В этот момент пламя уже распространилось по всей камере. Период от момента, когда пламя распространилось по всей камере сгорания до момента окончания впрыска горючего, называется периодом прямого горения. В это время давление в цилиндре достигает максимальной величины. Момент воспламенения регулируется таким образом, чтобы максимальная величина давления достигалась приблизительно при 10 градусах после ВМТ.

 

 

Период догорания

Период от конца впрыска до момента окончания горения, называется периодом догорания. Горение продолжается и после окончания впрыска. Несгоревшее горючее должно полностью сгореть в этот период. Поршень движется вниз во время этого периода, это позволяет воздуху в камере сгорания расширяться, в результате чего давление и температура падает.

 

Для нормального и полного сгорания дизельному двигателю требуется две вещи: достаточно высокое давление в камере сгорания, чтобы топливо могло самовоспламеняться и правильный впрыск. Правильный впрыск означает, что солярка впрыскивается в нужный момент и в нужном количестве. Попробуем разобраться, что же произойдет, если какое-то из этих условий не будет выполнено.

 

Неправильное давление или впрыск топлива

Низкая компрессия

В дизельном двигателе необходимая температура воспламенения достигается за счет сжатия воздуха в цилиндре. Когда давление в цилиндре низкое, температура сжатого воздуха также остается низкой. Иными словами, требуется больше времени, чтобы топливовоздушная смесь достигла температуры воспламенения.

 

Низкая компрессия вызывает увеличение периода задержки воспламенения. Смесь топлива с воздухом рано или поздно воспламенится, но количество топлива в этом случае будет больше нормального. Одновременно воспламенится большое количество топлива, что вызовет чрезмерный и быстрый рост давления и температуры в камере сгорания. Такое резкое увеличение давления вызывает ударную воздушную волну, действующую на днище поршня и стенки цилиндра. Действие ударной волны вызывает «металлический» звук, также называемый дизельным стуком.

Еще более низкое давление может также вызывать белый дым. Когда давление в цилиндре очень низкое, самовоспламенение не происходит до достижения ВМТ. Т.к. поршень уже идет вниз, температура падает и пламя не успевает распространиться в период распространения пламени. Испарение топлива продолжается в периодах прямого горения и догорания. Несгоревшее топливо выбрасывается из цилиндра в конце периода догорания. Именно поэтому виден белый дым.

 

Ранний впрыск

Если горючее впрыскивается слишком рано, также возникает характерный дизельный стук. Слишком ранний впрыск означает, что топливо впрыскивается в камеру сгорания тогда, когда температура воздуха еще не достигла нужного уровня. Капли солярки не испаряются также быстро, как в случае нормального горения и требуется больше времени, чтобы горючее воспламенилось. Это приводит к увеличению периода задержки воспламенения. Когда же топливо воспламеняется, одновременно загорается сразу большое его количество. Это и вызывает дизельный стук, который мы слышим.

 

 

Поздний впрыск

Белый дым может также быть вызван поздним впрыском. Давление и температура в камере сгорания достигает нужного уровня, но поздний впрыск не оставляет достаточного времени топливу, чтобы испариться. Воспламенение топлива происходит уже после ВМТ. Т.к. давление и температура в камере сгорания начинают немедленно падать, пламя не успевает распространиться по всей камере сгорания и период распространения пламени и горения, вскоре, прекращаются. Испарение продолжается и несгоревшее топливо выбрасывается из цилиндра. В результате мы видим белый дым из выхлопной трубы.

 

 

Низкое давление топлива

Дизельный стук может быть вызван, также, низким давлением впрыска. Если топливо впрыскивается при нормальном давлении, то оно распространяется нормально. Но, если давления впрыска низкое – горючее не распыляется нормально и величина капель топлива больше, чем надо. Большие капли не могут нормально испаряться и требуется больше времени, чтобы топливовоздушная смесь воспламенялась. Это вызывает увеличение периода задержки воспламенения. При воспламенении загорается сразу большое количество топлива, что вызывает дизельный стук.

 

 

Большой объем впрыска

И, наконец, давайте разберемся, почему может появиться черный дым, если количество впрыскиваемого горючего больше нормального. Если в камеру сгорания впрыскивается нормальное количество топлива, его капли полностью перемешиваются с воздухом и топливо сгорает до конца. Но, если количество впрыскиваемого горючего больше нормального, то, т.к. в камере находится ограниченное количество кислорода, кислород полностью выгорает в период прямого горения. Оставшееся топливо не может перемешаться с кислородом из-за его отсутствия и превращается в углерод, который и вызывает черный дым.

 

Источник: Diesel-line.com.ua — дизельная топливная аппаратура

Как разбавить солярку керосином на зиму правильно: сколько добавить, пропорции

Покупка зимнего дизельного топлива обходится владельцам автомобилей дороже, чем летнего. Дизель зависим от смены температуры, поэтому топливо для холодного времени года обогащается специальными антиморозными присадками, повышающими стоимость литра горючего. Предприимчивые советские автолюбители для экономии разбавляли летнюю солярку керосином, способ остается популярным у водителей машин на ДТ и сегодня.

Содержание:

  1. Как разбавить солярку керосином
  2. Сколько добавить керосина в солярку зимой
  3. Разбавление солярки керосином: плюсы и минусы

Как разбавить солярку керосином

Керосин и дизельное топливо (ДТ) являются продуктами переработки нефти со схожими физическими свойствами. Керосин немного легче солярки и обладает пониженным цетановым числом, демонстрирующим плавность и своевременность воспламеняемости состава (40 против 50 у дизеля). В дизеле содержится больше тяжелых углеводородных фракций.

Керосин слабо подвержен перепадам температур. При похолодании жидкость не теряет текучести и вязкости, как дизель, поэтому состав является идеальным топливом для авиационной техники. Смешиваясь с соляркой, керосин препятствует помутнению и застыванию горючего.

Если уж экспериментировать, то лучше сначала узнать сразу, как правильно разбавлять дизель. За несколько десятилетий накопился весьма внушительный опыт отечественных автолюбителей по этому вопросу. В солярку, чтобы она не замерзала, нужно добавить керосин в соотношении 1-2 части керосина на 9-8 частей дизеля соответственно для конкретного резервуара.

Пример: для разбавления 50 литров ДТ понадобится 5-7 литров керосина. Добавлять больше не имеет смысла из-за малого объема топлива.

Сколько добавить керосина в солярку зимой

Разбавление летнего дизеля – привычная ситуация в северных регионах России, в частности в полярной зоне, так как арктический дизель является самым дорогим из-за эффективных присадок в составе. Чтобы летняя солярка не замерзла при резком снижении температурных значений до -40 градусов, можно разбавлять горючее по следующим рецептам:

  1. В каждые 89 литров дизеля добавлять 10 литров керосина и закреплять состав 1 литром минерального моторного масла. Наличие смазки позволит субстанции сохранить очищающие свойства, также препятствуя увеличению трения между элементами цилиндро-поршневой группы.
  2. На 100 литров ДТ добавляется 10 литров авиационного керосина. Поскольку керосин обладает сухим горением, то целесообразно влить в субстанцию также 300 мл смазывающего компонента.

В условиях суровой зимы и при температуре ниже -40 градусов пропорция летняя солярка / керосин составит 80% к 20%. Пропорция может меняться в зависимости от условий окружающей среды, качества дорог, расхода топлива. Так, для перемещения по тайге можно разбавлять ДТ керосином в соотношении 50:50 с обязательным добавлением антигеля. В СССР даже существовали рекомендации для владельцев авто, допускающие добавлять авиационное топливо в объеме до 70% от рабочего резервуара.

Разбавление солярки керосином: плюсы и минусы

Самый значимый плюс добавления керосин в дизель – это снижение трат на топливо в длительный зимний период. Компонент препятствует парафинизации горючего, сохраняя подходящую для фильтруемости и прохождения через впускные элементы текучесть состава.

Авиационное топливо не оказывает прямого разрушающего действия на внутренние механизмы автомобиля, но и без недостатков не обходится. Основные из них:

  1. Снижается цетановое число горючего. Это замедляет запуск мотора, приводит к увеличенному расходу топлива во время движения, неравномерность сгорания ТВС приводит к снижению КПД двигателя. Для увеличения ЦЧ придется добавлять в ТВС отдельные присадки.
  2. Керосин сводит к минимуму смазывающие характеристики дизеля, что негативно отражается на состоянии впускных клапанов и форсунок. Увеличивается трение между поверхностями, эксплуатационный износ наступает раньше — приходится заменять детали.
  3. Технический или бытовой керосин не пригоден для разбавления автомобильного топлива. Авиационный керосин, используемый для этих целей, обладает повышенной воспламеняемостью от любого незначительного источника, например, от простого статического электричества. Поэтому придется позаботиться о снижения статического напряжения в конструкции автомобиля, в частности в рабочей камере сгорания. Частое самодетонирование может негативно сказаться на мощности мотора.

Альтернативой дедовскому способу разбавления солярки могут стать современные антигели. Один состав решает сразу несколько задач: защита жидкости от замерзания, создание дополнительной уплотнительной смазки, сохранение своевременной воспламеняемости горючего в рабочей камере.

Статьи по теме

Дизельное топливо и солярка для печей

Отправьте запрос, чтобы рассчитать стоимость и узнать про акции

Обязательные, для заполнения поля, отмечены звездочкой *


Комментарий к заказу (адрес поставки):

Ваш личный менеджер: Егор +7 (812) 984 80 60

Заказать

___________

Топливо для печей производится из дизельных фракций вторичной перегонки на специальном оборудовании, в котором возможно вручную изменять показатели и свойства получаемого продукта.

Выпуск и предназначение печного топлива

Печное топливо было разработано для использования в отопительный сезон для котлов небольшой мощности, расположенных непосредственно в помещениях, а также для применения в сельском хозяйстве в качестве топлива для теплогенераторов средней мощности, которые используются для сушки фруктов, зерна, консервирования, приготовления кормов для скота и других целей.

Печное топливо по своему составу очень похоже на обычное дизельное топливо, однако все же имеет свои особенности.

Преимущества печного топлива:

  • Повышенное содержание различных органических соединений.
  • Более высокое содержание примесей.
  • Простота в хранении.
  • Удобство транспортировки за счет «гибкости» качеств топлива.
  • Низкая температура замерзания.
  • Может использоваться практически в любых условиях.
  • Практически отсутствует специфический запах во время горения топлива.
  • Хорошая текучесть.
  • Экономичность.
  • Высокая теплотворная способность и эффективность в целом.
  • Один из самых бюджетных вариантов жидкого топлива.

Эксперты прогнозируют, что благодаря своим характеристикам печное топливо постепенно займет ведущее место на рынке и заменит собой традиционные виды топлива.

Основные характеристики печного топлива:

  • Коксуемость.
  • Кинематическая вязкость.
  • Кислотность.
  • Зольность.
  • Плотность.
  • Температура вспышки.

Виды котельного топлива

Существующий на сегодняшний день стандарт на котельное топливо – ГОСТ 10585-99 предполагает выпуск четырех марок топлива. Марки печного топлива:

  • Флотский мазут Ф-5
  • Флотский мазут Ф-12
  • Топочный мазут 40
  • Топочный мазут 100

Среди выше указанных марок, первые две классифицируются как легкие виды топлива, Топочный мазут 40 – как среднее и мазут марки 100 – как тяжелое топливо. Цифры марок мазута показывают примерную вязкость топлива при 50°С. Выбирая печное топливо, обратите особенное внимание на следующие свойства:

  • Температура вспышки
  • Температура кристаллизации
  • Основу топлива (какие нефтепродукты преобладают)
  • Время разложения на фракционные составляющие
  • По возможности – на отсутствие специфического запаха при горении.

Где приобрести печное топливо в Санкт-Петербурге?

Ответ прост – обратиться в группу компаний «Магистраль»! Мы производим высококачественное дизельное топливо и другие нефтепродукты на его основе.

Многолетний опыт работы и долговременное сотрудничество с нашими клиентами является прямым доказательством качества нашей продукции. Специалисты нашей компании ответят на любые ваши вопросы по указанным телефонам и помогут сделать правильный выбор. Мы не только продаем печное топливо в Санкт-Петербурге и Ленинградской области, но и занимаемся его доставкой до нужного вам места.

До какой температуры можно ездить на летнем дизельном топливе, чтобы быть уверенным в своем автомобиле

Дизельное топливо получило широкое распространение на легковых автомобилях сравнительно недавно. Новая система впрыска позволяет сделать управление более комфортным. Приобретая дизельную машину, вы убираете любые вибрации и шум.
Также, топливо для данного автомобиля стоит примерно так – же, как и обычный бензин, но расход его в разы меньше. Да и силовые агрегаты тут более стабильны.

Но, проблемы у дизелей также есть, особенно они проявляются в зимнее время года. Если бензин может работать круглый год, то солярка замерзает при определенных погодных условиях.

Поэтому, любому автомобилисту, сделавшему выбор в пользу дизеля, необходимо знать, до какой температуры можно ездить на летнем дизельном топливе. Об этом мы и поговорим в данной статье.

Каким бывает дизельное горючее

Дизельное топливо не однообразно, как бензин. Оно делится на несколько типов. Виды солярки:

  • летняя;
  • зимняя;
  • арктическая.

Если судить по требованиям ГОСТа, то летнее вещество замерзает при температуре -10 градусов, зимняя выдерживает до -35 градусов, а арктическая может применяться даже при -65 градусов. Но, мы указали температуру не окружающей среды, а самой солярки.

Когда замерзает летнее дизельное горючее

Дизельное горючее является жидким веществом, которое получается путем переработки нефтепродуктов. Его используют на железнодорожном, автомобильном и водном транспорте.

При его выборе обратите внимание на детонационную стойкость горючего. Чем больше число, тем оно экологичнее. Но, в таком случае, увеличивается возможность горения. На процесс испарения влияет объем примесей. Но, на это смотреть также нужно. Ведь это определяет химическую устойчивость топлива и процесс его окисления.

О том, каким бывает горючее по температурной стойкости, мы уже упоминали выше. Но, сейчас поговорим о летнем топливе. Оно в основном применяется в теплое время года. Но, есть некоторые умельцы, ездящие на нем круглый год.

Покупая его, необходимо обратить внимание на температуру вспышки, застывания и плотность. Они отличаются в зависимости от производителя. В среднем, у хорошего горючего, температура вспышки составляет 63 градуса по Цельсию, плотность – 0,86 кг на кубический м, а замерзает оно при -10 градусов.

Дизельное топливо достаточно экологично и безопасно для мотора. Поэтому, некоторые и не хотят его менять на зимнее. Второй тип, также, как и арктическое горючее, не очень хорошо влияет на мотор.

Поэтому, вам и нужно знать, до какой температуры можно ездить на летнем дизельном топливе.

Что делать, если солярка все – же замерзла

Итак, если в автомобиль залита летняя солярка, температура замерзания вам уже известна. Но, бывают такие случаи, когда морозы ударяют внезапно, машина стоит на улице, а ехать просто необходимо.

Эта проблема известна только владельцам дизельных моделей. Ведь на бензине можно нормально ездить даже в самую суровую зиму. В состав дизеля входит парафин. При низкой температуре воздуха он может превращаться в кристаллы. Это и создает основную проблему.

Даже если вы купили зимнюю солярку, то не факт, что она не замерзнет при низких температурах. Вы не сможете самостоятельно отличить качественное топливо от некачественного. Вместо зимней солярки недобросовестные продавцы могут продать вам летнюю. В ней намного меньше примесей.

Поэтому, чтобы обезопасить себя, можно в дизельное топливо добавить керосин. Данная смесь не скажется на работе мотора и не приведет к его неисправностям. Кстати, можете еще долить немного бензина. Но, в таком случае смазочное качество дизельного топлива снизится, и двигатель начнет быстро изнашиваться.

Самой крайней мерой для разморозки солярки выступает тормозная жидкость. Вы можете долить ее в топливо. Есть еще специальные реагенты. Они основаны на химических составляющих, и они не дают топливу замерзнуть. На рынке продаются подогреватели солярки. Они монтируются непосредственно в топливный фильтр.
Если в машину залили солярку неизвестного происхождения, то лучше всего оставлять ее на отапливаемой стоянке.

В противном случае, уже через три часа вы не заведете автомобиль. Если заморозка произошла где – то в дороге, то вы уже ничего не сделаете. Но, можете попробовать использовать любой источник подогрева. Хотя, открытое пламя лучше не использовать. Это может взорвать машину. Проще всего поливать бак теплой водой, накрыв его тряпкой. Также, посоветуем вам возить с собой размораживатель. Это вещество, к сожалению, редко покупают даже опытные водители, так как мало кто думает о неприятностях в дороге.

Как ездить зимой на летней солярке

Не всегда известно, когда температура на улице понизится до критического уровня. Поэтому, иногда зимнее дизельное топливо днем с огнем не сыщешь. Именно в такой момент вас выручат некоторые присадки. К сожалению, они не всегда благоприятно влияют на работу двигателя.

Чтобы поехать на летнем дизельном топливе зимой, вам нужно сделать так, чтобы оно хорошо прокачивалось через элементы мотора, и не становилось вязким.
Для начала, рекомендуем вам установить новые фильтры. Они помогут частично разморозить горючее. То есть, при запуске двигателя свежее топливо будет быстро сливаться в бак, обновляя старое.

Усилить подобный эффект можно с помощью медной трубки. Ее можно обвить змеевиком вокруг трубы глушителя, а к самой трубке прикрепить резиновый провод обратного слива топлива.

Также, можете установить на бак подогреватель. Он работает от охлаждающей жидкости, вернее, от ее тепла.

Эти все способы имеют один недостаток. Он состоит в том, что топливо будет подогреваться только при работающем моторе. Поэтому, граждане автомобилисты, во избежание проблем, вовремя меняйте горючее.

Горит ли солярка от спички

Здесь легко и интересно общаться. Присоединяйся!

Солярка не горит ! Горят пары солярки , которые появляются при нагревании . Вот они и вступают в реакцию с кислородом — экзотермическую , то есть с выделение тепла и света .
С Новым Годом ! : )

потому что солярка — смесь углеводородов, а они — горючие
горит за счет реакции углеводородов с кислородом
а как — ярким пламенем, ибо содержит в себе много углерода

нет солярка не сразу загорается ее нужно еще нагреть до того у неё температура воспламенения 40С спичкой не подожжешь нужен или фитиль

Други мои, недруги и мимо пролетающие пока незнакомые товарисчи, Я ПОНЯЛА! Это случилось! Кажется, одной тайной мироздания стало меньше.

О чём это я? Да о солярке, о ней любимой))

Все мы знаем, что дизельные движки не имеют свечей зажигания. Свечи накала — ДА, но не всегда. У кума моего трактор без оных) Да и свечи накала камеру греют, но солярку не зажигают.

Да и вообще, солярка горит, но как-то не очень хорошо. Вроде загорается, но туговато.

Мы знаем, что дизелю, в принципе, нужны только компрессия, воздух и топливо. А остальное от лукавого. Мы знаем… но, согласитесь, сам факт, что вещество загорается не от искры, нагрева и вообще, не от температуры, в голове не укладывается.

Давайте разбираться. Что такое температура?
Температура это не субъективное восприятие «тепло» и «холодно», а вполне себе физический процесс.

В молекулярно-кинетической теории температура это величина пропорциональная средней кинетической энергии частиц системы

Абракадабра? Не так ли? Но всё просто))))
Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул, а молекулы из атомов. Это такие крохотные шарики, которые никогда не бывают в покое. Посмотрите на пыль, висящую в воздухе (это можно сделать ясным днём в луче света, врывающимся в плохо зашторенное окошко). Пыль всегда хаотично двигается. Это происходит от того, что пылинки бьют молекулы воздуха. Они толкаются как пассажиры в метро в час пик) Издалека может показаться что пассажиры (особенно если их одинаково одеть) — это сплошная неподвижная масса. Но они всегда двигаются и их много)))

Если атомы и молекулы двигаются медленно нам кажется, что это вещество холодное.Если двигаются быстро- горячее. То есть чем быстрее двигаются частицы и чем их больше, тем вещество горячее.

Теперь давайте представим, что молекулы солярки это муравьи. Мы берём 100 муравьёв и сажаем их на школьную парту. Они быстро двигаются, но им вольготно. Это солярка холодная.

Теперь давайте посадим 100 муравьёв на суповую тарелку — уже начинает рябить в глазах… Это солярка горячая.

А если посадить 100 муравьёв в кофейную чашечку, то от их копошения становится тОшно. Муравьи те же. И их столько же. Изменился только объём их жилища))) А это уже солярка очень горячая))

То есть, чем меньше атомов/молекул на единицу объёма, тем ниже температура, чем больше — тем выше. Именно поэтому в космосе очень холодно (там один атом на километр пространства, грубо говоря). Хоть космос греется звёздами даже лучше, чем Земля Солнцем)))
А ядро земли очень горячее. Там все атомы под чудовищным давлением стоят друг к другу ближе, чем студенты на первомайском митинге)))

С температурой понятно? Тогда разберёмся с горением. Что это?
Это не красивые языки пламени)))) Отнюдь.
С точки зрения физико-химиков это сложный физико-химический процесс превращения исходных веществ в продукты сгорания в ходе экзотермических реакций, сопровождающийся интенсивным выделением тепла. Химическая энергия, запасённая в компонентах исходной смеси, может выделяться также в виде теплового излучения и света.
Опять непонятно? Логично)))
Давайте переведём на общечеловеческий язык.

Горение — химическая реакция окисления, то есть реакция взаимодействия вещества с кислородом. И реакция не каждая, а такая, при которой выделяется тепло (есть реакции в ходе которых тепло поглощается, например «Снежок» из автомобильной аптечки. Раздавил внутренний пакетик — появился холодок. Мистика)))
А есть реакции, где тепло выделяется. Например, гипс. Или карбид))) Добавляешь водички и наслаждаешься теплом)) ). По сути ржавление металла тоже своего рода горение. Только оооочень медленное.

Что влияет на скорость химической реакции? Свойства самого вещества. То есть бензин окисляется быстрее солярки. Потому и горит лучше.
Площадь соприкосновения веществ. То есть быстрее сгорит солярка, разлитая тонкой плёнкой в кислородной камере, чем бензин в бочке на воздухе.
Температура. Горячая солярка быстрее загорится, чем солярка зимой в Оймяконе))), или в Антарктиде, если уж с Оймяконом не знакомы)
Давление. Чем выше давление, тем быстрее реакция. Почему? Атомы быстрее движутся (вспоминаем муравьёв в чашке).

Какова температура горения солярки? Если верить интернету, то 320-360 С (кроме арктического).
Какова температура горения бензина? Опять же, если верить интернету, то в пределах 260 градусов (то есть на треть ниже).
И это значит, что поджечь бензин легче. Да и, будучи подожжённым, он легче поддерживает горение.
Поэтому солярка для работы в бензиновом двигателе подходит плохо (хотя, справедливости ради, должна сказать, что я проехала на бензиновом гольфе около 50 км на чистой солярке. Ехал плохо. Но ехал).

А вот теперь вводим ещё одно понятие: Температура самовоспламенения. Что это?

Температура самовоспламене́ния — наименьшая температура горючего вещества, при нагреве до которой происходит резкое увеличение скорости экзотермических объёмных реакций, приводящее к возникновению пламенного горения и/или взрыва.

То есть это температура при которой потенциально горючее вещество загорается или взрывается.
Никто ни разу не забывал сковороду с едой на плите? Пламя не добирается внутрь сковородки. Но через какое-то время содержимое сковородки может загореться. То есть температура невинно убиенной куры достигла температуры самовоспламенения))
А может Вы бросали баллончик в костёр? Огонь не попадает внутрь баллона, но его содержимое взрывается.

А теперь вспомним что есть температура: это энергия системы. И если вещество быстро сжимается (то есть муравьёв быстро согнать с поверхности стола в одну маленькую чашку), то его температура растёт. Почему речь идёт о скорости? Да потому, что если делать это медленно, то муравьи могут начать ползать медленнее, кто-то скажет: «Что за фигня» — и вовсе замрёт. И энергия системы так не возрастёт.

Но вот мы быстро увеличили давление, энергия системы возросла, воздух есть и… И это значит, что произойдёт самовоспламенение системы))) То есть самовоспламенение солярки!

УрА! То есть в дизельном двигателе поршень быстро движется вверх, объём камеры сгорания быстро уменьшается, в камеру в это время быстро подаётся «туман» дизтоплива (все системы впрыска распыляют соляру как аэрозоль из баллончика освежителя воздуха: мелкими капельками. Это увеличивает площадь взаимодействия соляры с воздухом). Давление повышается, а значит повышается энергия системы (муравьёв-атомов быстро загоняют в маленькую чашечку), температура возрастает до температуры самовоспламенения и происходит экзотермическая реакция воспламенения))) Солярка взаимодействует с воздухом и сгорает.

Потребители дизельного топлива нередко фиксируют необычный цвет горючего. До начала использования, то есть до заливки в бак автомобиля оно может обладать ярко выраженным цветом — красным, синим, желтым, зеленым, а также быть мутным, темно-коричневым или черным.

Известно, что хорошее дизельное топливо бесцветно либо имеет желтоватый или слабый сине-зеленый оттенок. Оно также должно быть прозрачным.

Ответ на вопрос, почему солярка мутная, достаточно прост. Муть в объеме появляется:

  • при попытке разбавления водой, спиртом или бензином;
  • от кристаллизации парафинов при отрицательных температурах;
  • при случайном или намеренном загрязнении топлива органическими и неорганическими веществами.

Почему солярка чернеет?

Ответ: она может быть разбавлена печным топливом или содержать смолистые вещества, придающие темно-коричневый цвет, вплоть до черного. Нечестные продавцы могут добавлять в топливо керосин, отработанное масло, вредные присадки и другие вещества. Таким образом, для увеличения объема или для выдачи летнего топлива за зимнее (для чего эти действия и предпринимаются) топливо превращают в суррогат, способный вывести из строя любой двигатель.

Задумываясь о том, почему неиспользуемая солярка темнеет, следует также вспомнить известные случаи изменения цвета дизельного топлива от длительного хранения, особенно в негерметичной таре. В таком продукте со временем накапливаются органические загрязнения, обусловленные окислительными процессами в самом топливе, и неорганические, образуемые из атмосферной пыли, продуктов коррозии металла бака или цистерны, из-за износа металла. Такое топливо перед использованием нуждается в тщательной очистке.

Также ДТ может потемнеть также от антигельной присадки, предотвращающей парафинизацию горючего на морозе.

Почему чернеет солярка в баке?

Суть ситуации состоит в том, что в бак заливают качественное светлое дизельное топливо, а после некоторого пробега оно, уже частично выработанное, становится темным или черным. Вину за такое окрашивание горючего специалисты возлагают на моторное масло, прорывающееся в топливный бак. Поскольку оно чаще обладает черным цветом из-за частиц металла (зависит от длительности использования), окрашивается и топливо. Вот почему в баке образуется черная солярка во время движения автомобиля.

Прорыв масла в топливный бак может происходить в топливных насосах низкого давления (ТННД), топливных насосах высокого давления (ТНВД) из-за негерметичности уплотнений. В некоторых случаях ответственность за изменение цвета горючего в баке возлагают на износившиеся форсунки, через которые идет обратный прорыв газов.

Бывает также, что причиной становятся небензостойкие резиновые патрубки. В любом случае потемнение солярки в баке не связано с изначальным качеством топлива и требует тщательного разбирательства специалистов.

Влияние свойств топлива на низкотемпературное сгорание дизельного топлива

Образец цитирования: Де Охеда В., Булич Т., Хань X., Чжэн М. и др., «Влияние свойств топлива на низкотемпературное сгорание дизельного топлива», SAE Int. J. Двигатели 4(1):188-201, 2011 г., https://doi.org/10.4271/2011-01-0329.
Скачать ссылку

Автор(ы): Уильям Де Охеда, Тайтус Булич, Сяой Хань, Мин Чжэн, Фредерик Корнфорт

Филиал: Navistar, Виндзорский университет, ConocoPhillips Co.

Страницы: 14

Событие: Всемирный конгресс и выставка SAE 2011

ISSN: 1946-3936 гг.

Электронный ISSN: 1946-3944 гг.

Также в: Международный журнал двигателей SAE-V120-3, Международный журнал двигателей SAE-V120-3EJ

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Качество воспламенения — обзор

IV.C.2 Дизельный двигатель

В дизельном двигателе (рис.20В), топливо воспламеняется исключительно за счет тепла сжатого воздуха. Для этого требуется, с одной стороны, топливо с высоким качеством воспламенения (характерно высокое цетановое число, приближающееся к 50), а с другой стороны, высокая степень сжатия ɛ для достаточного нагрева воздуха, что увеличивает пиковое давление и делает работу менее плавной. . Всасываемый воздух не дросселируется, что обеспечивает более высокую эффективность при частичной нагрузке. Выход контролируется только количеством топлива; топливо впрыскивается под высоким давлением до 250 МПа в уже сжатый и, следовательно, нагретый воздух в цилиндре и таким образом воспламеняется.Дизель работает (с бездымными выхлопными газами) только с избытком воздуха (коэффициент эквивалентности λ > 1), поэтому среднее эффективное давление, крутящий момент и выходная мощность ниже, а КПД, особенно при частичных нагрузках, меньше. выше, чем у двигателя с искровым зажиганием.

Благодаря хорошей топливной экономичности дизельный двигатель с непосредственным впрыском в течение многих лет был предпочтительным двигателем для грузовых автомобилей. В современных автомобилях с дизельным двигателем используются преимущества новейших технологий прямого впрыска, таких как системы Common Rail или насос-форсунки.Эти методы улучшают шум в полевых условиях, управляемость и выбросы, которые ранее были областями дизельных двигателей с предварительной и вихревой камерами. Использование методов наддува (например, турбонагнетателей ОГ) обеспечивает оптимальный крутящий момент и выходную мощность.

Дизельный двигатель производит меньше CO, CO 2 и HC, чем эквивалентный двигатель с искровым зажиганием, хотя постоянное присутствие остаточного кислорода в дизельном топливе создает значительные проблемы для обработки выхлопных газов. Выбросы твердых частиц снижаются либо в самом двигателе (т.г., повышенным давлением во время впрыска) или с помощью систем фильтрации.

Общее количество образующихся оксидов азота сокращается на треть с помощью рециркуляции отработавших газов. Для дальнейшего снижения этого значения требуется сложная технология (например, так называемые катализаторы DENO x ), что, к сожалению, сказывается на традиционных преимуществах дизельного двигателя, таких как экономия топлива и надежность.

Катализатор DENO x демонстрирует определенный потенциал для снижения NO x уже в обедненных (λ > 1) выхлопных газах с достаточным количеством восстановителя, такого как CO и HC.Восстановитель подается либо с первичными отработавшими газами, либо активно через дополнительный впрыск (только в системах Common-Rail). Таким образом, в отличие от двигателя с искровым зажиганием, работающего на обедненной смеси, дизельный двигатель работает непрерывно.

Различия между бензином, дизельным топливом и керосином — Капитан Патио

Бензин, керосин и дизельное топливо — основные виды топлива, используемые для совершенно разных целей. Я лично использовал все три в разной степени во внутреннем дворике (как, я уверен, и вы тоже), каждый для своей уникальной задачи.

Большинство из нас знает, что нельзя использовать бензин в дизельных двигателях, керосин в бензиновых двигателях и т. д. Однако немногие знают о преимуществах, недостатках и особенностях использования каждого вида топлива.

К счастью, капитан Патио здесь, чтобы пролить свет на эту тему. Пристегните ремень безопасности и пойдем со мной исследовать разницу между бензином, керосином и дизельным топливом.

Тепловая мощность

Все три вида топлива предназначены для воспламенения. Так что же горит горячее — бензин, дизель или керосин? Чтобы измерить их тепловую мощность, мы собираемся использовать британские тепловые единицы на галлон или БТЕ/г (мы написали полное руководство по выходной мощности костра в БТЕ, если вам нужна точка отсчета).

Тип топлива Тепловой выпуск
Diesel Diesel 137,381 BTUS
Kerosene 131,890 BTUS

Как вы можете видеть, дизель горит горячее, чем бензин, и самый горячий из трех. В то время как бензин едва превышает 120 000 БТЕ, дизель может похвастаться более чем 137 000 БТЕ на галлон! Керосин немного уступает дизельному топливу, сжигая почти 132 000 БТЕ на галлон.

Загрязнение

Итак, мы знаем, что дизель горит сильнее всех трех. Вызывает ли дизель больше загрязнения, чем бензин?

Как и многие вопросы, которые я задаю здесь, на Капитане Патио, ответ не совсем однозначен. Да , дизельные двигатели горят грязнее, чем их бензиновые аналоги, создавая сажу, дым и неприятные запахи. Однако дизельные двигатели также более эффективны.

Кроме того, современные дизельные двигатели содержат усовершенствованные каталитические нейтрализаторы и другие технологии, предназначенные для сокращения выбросов и более чистого сжигания топлива.

Учитывая все это, дизельные или бензиновые двигатели более экологичны? Давайте посмотрим на реальный пример.

Сравнение моделей Volkswagen Golf TDI: один бензин, один дизель (источник)

Как видите, Volkswagen Golf TDI 2016 года на самом деле производит больше CO₂, чем его дизельный аналог в 2018 году. Теперь это Volkswagen, и у них нет самой звездной репутации, когда дело доходит до отчетов о выбросах. Однако выбросы CO₂ — это только часть истории.

Твердые частицы — это еще один аспект горения, который мы должны учитывать. Бензиновые двигатели производят больше твердых частиц, чем их дизельные собратья.

Наконец, давайте поговорим о канцерогенах (таких как углеводороды). Хотя современные дизельные двигатели действительно содержат усовершенствованные фильтры для очистки от побочных продуктов сгорания, при сжигании дизельного топлива образуется больше канцерогенов, чем бензина.

Опять же, из-за этого трудно сказать, чище ли дизельное топливо, чем бензин!

Однако мы не всегда сжигаем дизельное топливо внутри двигателя внутреннего сгорания.Когда нет никаких причудливых каталитических нейтрализаторов или технологий сокращения выбросов, какие топливные продукты больше всего загрязняют окружающую среду?

Вот удобная диаграмма выбросов углерода для всех трех упомянутых видов топлива.

Тип топлива Выход из углерода (фунты на галлон)
Diesel 22.40
Kerosene 21.50
каждого из видов топлива.

Как видите, сырой бензин производит наименьшее количество выбросов углерода, а дизельное топливо – больше всего.

Общее использование

Хотя все три вида топлива предназначены для сжигания, не все они используются одинаково. На самом деле, то, для чего вы иногда используете керосин, было бы неуместно делать с любым другим топливом!

Итак, с учетом сказанного, вот таблица распространенных применений дизельного топлива, керосина и бензина.

Использование дизель бензин Kerosene
часто редко
авиационные двигатели редко часто часто
Маленькие двигатели редко часто часто
часто часто лампы никогда никогда часто
Уборка Осторожно осторожно Осторожно
Обезжиривание Осторожно Осторожно Осторожно

Удивительно, сколько разных видов топлива можно найти.Как вы можете видеть, большинство применений являются общими для всех.

Температура вспышки и температура самовоспламенения

Многие путают температура самовоспламенения с температурой вспышки , но это совершенно разные понятия. Температура вспышки – это самая низкая температура, при которой вещество может гореть без внешнего источника воспламенения.

Температура самовоспламенения (также известная как температура воспламенения) — это температура, при которой вещество воспламеняется само по себе.То есть это температура, при которой вещество самовозгорается.

Дизель, бензин и керосин имеют разные температуры самовоспламенения и температуры вспышки. Давайте погрузимся и посмотрим, как складывается каждое из видов топлива.

Тип топлива Point Flash
бензин -45 ° F
Diesel 126 ° F
Kerosene 100 ° F
Точка вспышки каждого из видов топлива.

Как видите, бензин имеет самую низкую температуру воспламенения в группе -45°F. Керосин занимает второе место с температурой 100°F, а дизель занимает последнее место с температурой 126°F. Итак, что это означает в практическом плане?

Проще говоря, бензин с более низкой температурой воспламенения будет более надежно гореть вокруг пламени при более низких температурах. Вы слышали старый стереотип о том, что дизельные двигатели трудно запустить холодным морозным утром. Это часть причины!

Теперь давайте изучим температуру самовоспламенения различных видов топлива.

Тип топлива Температура аутосигнации
бензин 536 ° F
Diesel 410 ° F
Kerosene 428 ° F
каждого из видов топлива.

Вообще говоря, температуры самовоспламенения бензина, дизеля и керосина одинаковы. Бензин имеет примерно стоградусную разницу между дизельным топливом и керосином, но вряд ли это имеет большое значение за пределами промышленных условий.

Вес

По данным правительства США, все виды топлива имеют одинаковый вес. На самом деле, вы, вероятно, не заметите огромной разницы, если только не храните сотни или тысячи галлонов.

вес топлива вес (галлон) вес (литр)
бензин 6,2 фунта 1,6 фунтов
дизель 6.9 фунтов 1,8 фунтов
Керосин 6.8 фунтов 1,8 фунта
Вес бензина, дизельного топлива и керосина

Оценка воспламенения дизельного топлива на горячих поверхностях

Горячие поверхности являются известными источниками воспламенения легковоспламеняющихся и горючих жидких топлив, выбрасываемых автомобилями. При автомобильных пожарах это называется воспламенением от горячей поверхности (HSI). Это может произойти на любом нагретом компоненте автомобиля, включая выпускной коллектор и каталитический нейтрализатор. В этом исследовании инфракрасная (ИК) термография использовалась для измерения температуры поверхности и регистрации случаев испарения и воспламенения бензина, дизельного топлива и биодизельного топлива, нанесенных в виде отдельных капель на две нагреваемые поверхности: нержавеющая сталь 409 и теплозащитный экран из нержавеющей стали.Эти данные использовались для определения температурного диапазона и вероятности воспламенения от отсутствия воспламенения до воспламенения для различных комбинаций топливо/поверхность. Критические температуры и вероятность возгорания были разными для разных видов топлива на одной и той же горячей поверхности. Точно так же кривые вероятности воспламенения и диапазоны температур для данного топлива не были одинаковыми для поверхностей обоих материалов, что указывает на влияние материала на воспламенение. Минимальная температура ВСГ бензина на нержавеющей стали составила 520°С, при 100% вероятности воспламенения при 660°С.Температуры HSI для биодизелей, по большей части, оказались в том же диапазоне, что и для традиционного дизеля, с минимальными значениями воспламенения около 450°C и 100% вероятностью воспламенения при 500°C. Температуры HSI для состаренного дизельного топлива с содержанием сои 5% и дизельного топлива с содержанием жира 5% не попадали в этот диапазон, в то время как биодизельное топливо на основе 100% сои продемонстрировало уникальное и более сильное воспламенение паров на нагретой поверхности теплозащитного экрана. На поверхностях, подвергшихся повторным испытаниям воспламенения, кривая вероятности воспламенения также изменилась, что свидетельствует о важности локального характера поверхности для достижения критической температуры воспламенения.Очевидно, что характеристики горячих поверхностей, такие как состав, геометрия, старение, загрязнение и каталитические эффекты, играют важную роль в определении критических температур и вероятностей воспламенения для событий HSI. Минимальная температура поверхности и температурный диапазон, приводящий к воспламенению, суммируются для различных видов топлива и сравниваются с имеющимися данными о температуре самовоспламенения.

горение — Как и почему дизель/керосин имеет гораздо более высокую «точку воспламенения», но более низкую температуру самовозгорания/самовоспламенения, чем бензин/бензин?

Температура вспышки и температура самовоспламенения измеряют разные вещи: бензин и дизель оптимизированы для различных условий воспламенения

Во-первых, стандартные определения.

Температура вспышки Температура вспышки — это самая низкая температура, при которой жидкость может выделять пар с образованием воспламеняющейся смеси в воздухе вблизи поверхности жидкости.

Точка самовоспламенения Температура самовоспламенения или точка воспламенения вещества — это наименьшая температура, при которой оно самовозгорается в обычной атмосфере без внешнего источника воспламенения…

Первое, что следует отметить в связи с различиями между дизельным топливом и бензином, это то, что жидкости предназначены для различных свойств двигателей.

Бензиновые/бензиновые двигатели нуждаются в топливе, которое легко испаряется, образуя смесь, воспламеняющуюся от искры. Поэтому им нужна смесь, которая легко воспламеняется, но не взрывается самопроизвольно в двигателе (что плохо для двигателя и нарушает контроль над моментом взрыва топлива). Таким образом, низкая температура вспышки — это хорошо, а низкая температура самовоспламенения — плохо.

Дизельные двигатели

работают иначе. Взрыв вызывается не искрой, а сжатием горючей смеси, которая нагревает ее и приводит к самопроизвольному взрыву смеси под действием теплоты сжатия.Таким образом, дизельному двигателю нужна определенная температура самовоспламенения, достаточно низкая, чтобы обеспечить надежное воспламенение топлива.

Таким образом, свойства бензина и дизельного топлива определяются конструкцией , поскольку двигатели, которые они питают, предназначены для работы.

Химические свойства, которые создают эти свойства, в широком смысле представляют собой различные смеси углеводородов. Бензин имеет тенденцию быть более летучим и содержит гораздо больше ненасыщенных углеводородов (ароматических соединений и разветвленных углеводородов). Летучесть необходима, чтобы смесь можно было легко испарить, чтобы получить горючую смесь.Дизель, как правило, содержит гораздо больше углеводородов с прямой цепью, которые более восприимчивы к воздействию кислорода в воздухе. Дизель также имеет тенденцию быть гораздо менее летучим, чем бензин, поскольку летучесть гораздо менее важна для создания эффективной смеси в двигателе. Побочным эффектом этого является повышение температуры вспышки дизельного топлива.

Таким образом, замысел конструкции и химические свойства определяют показатели по-разному.

Характеристики горения для турбулентного предварительно испаренного предварительно смешанного пламени с использованием коммерческого легкого дизельного топлива и керосина

Экспериментальное исследование было проведено для изучения типа топлива, топливных смесей, коэффициента эквивалентности, числа Рейнольдса, температуры смеси на входе и диаметра отверстий перфорированной пластины, влияющих на процесс горения для турбулентных факелов с предварительно перемешанным воздухом для различных условий эксплуатации.CO 2 , CO, H 2 , N 2 , C 3 H 8 , C 2 H 6 , C 2 H 4 , температура пламени и поток газа скорости измеряются вдоль оси пламени для различных условий работы. Газохроматографический (ГХ) и инфракрасный газоанализатор CO/CO 2 используются для измерения различных видов. Температуру измеряют с помощью термопарного метода. Скорость потока газа измеряется с помощью трубки Пито. Влияние процентного содержания керосина на концентрацию, температуру пламени и скорость газового потока не зависит линейно.Получены корреляции для температуры адиабатического пламени дизельного и керосин-воздушного пламени в зависимости от прочности смеси, типа топлива и температуры смеси на входе. Влияние коэффициента эквивалентности на процесс горения для легкого дизель-воздушного пламени больше, чем для керосино-воздушного пламени. Температура пламени увеличивается с увеличением числа Рейнольдса для различных условий эксплуатации. Влияние числа Рейнольдса на процесс горения для легкого дизельного пламени больше, чем для керосина, а также для богатого пламени больше, чем для бедного.Настоящая работа вносит свой вклад в проектирование и разработку камер сгорания газовых турбин с предварительным испарением бедной смеси (LPP).

1. Введение

Турбулентное пламя предварительно смешанной смеси демонстрирует явления, не встречающиеся в других турбулентных течениях. Естественно предположить, что на предварительно перемешанное пламя сильно влияет турбулентность, в которой оно распространяется. В некоторых случаях тонкий слой пламени образует соединенную, но сильно морщинистую поверхность, которая отделяет реагенты от продуктов. Экологический аспект становится все более важным для развития энергетического образования загрязняющих веществ в камере сгорания и, следовательно, их выбросов.Многие исследования сосредоточены на новых концепциях камер сгорания со сверхнизкими выбросами для газовых турбин с разработками в области подготовки топлива и методов охлаждения стенок. Возможным технологическим решением для снижения загрязнения является использование технологии тощих предварительно выпаренных премиксов (LPP). Тем не менее, на эту новую появляющуюся технологию влияет множество проблем, которые необходимо решить, чтобы сделать ее надежной для коммерческих двигателей. Эль Бакали и др. [1] исследовали пламя предварительно перемешанного природного газа при стехиометрическом давлении 10.6 кПа. Профили мольных долей стабильных частиц и температуры измеряли с использованием молекулярно-пучковой/масс-спектрометрии, газовой хроматографии и метода термопары. Они также изучили экспериментальные результаты, полученные в реакторе со струйным перемешиванием при атмосферном давлении и переменных коэффициентах эквивалентности () для окисления смеси метан/этан с использованием природного газа. При сжигании природного газа образуется низкий уровень нежелательных загрязнителей. Кроме того, привлекательным является экономический аспект сжигания природного газа. Поэтому природный газ представляет собой серьезную альтернативу традиционному жидкому топливу из-за его высокого октанового числа.Недавние исследования показывают, что добавление природного газа к дизельному топливу снижает содержание загрязняющих веществ в выхлопных газах. Подробности этих исследований можно найти у Папагианнакиса и Хоунталса [2]. Эль-Шериф [3] исследовал влияние минорных алканов на горение предварительно смешанных пламен с использованием в качестве топлива природного газа. Авторы сообщают о значительном влиянии исходной концентрации этана на пики CO и NO. В условиях реактора со струйным перемешиванием Tan et al. [4] измерили профили мольных долей для окисления смесей метан/этан и метан/этан/пропан в широком диапазоне рабочих условий (101.3–1013 кПа, 800–1400 К). Результаты показали, что метан/этан/пропан является лучшим модельным топливом для представления природного газа в этих условиях. Профили молярных долей стабильных, атомарных и радикальных частиц получают путем сочетания молекулярно-лучевой/масс-спектрометрии с анализами газовой хроматографии. Анализ турбулентного горения предварительно смешанной смеси включает как влияние горения на турбулентность, так и влияние турбулентности на скорость химической реакции, которая все еще находится в стадии изучения. Чен и Ихме [5] разработали и применили модель горения для прогнозирования процесса горения с частичным предварительным смешиванием в турбулентных реагирующих потоках.Моделирование крупных вихрей (LES) используется для описания турбулентного реагирующего поля потока. Процесс горения в трехпоточных горелках моделируется с использованием модели горения факела, в которой детали химии реакции представлены в терминах заданных скалярных величин. Результаты моделирования для температуры и основных видов продуктов хорошо согласуются с экспериментальными данными. Автор заметил, что скалярные граничные условия существенно влияют на состав смеси в горелке.Саданандан и др. В работе [6] изучались характеристики горения пламени природного газа с примесью H 2 . Автор использовал оптически доступную камеру сгорания, которая работает в условиях газовой турбины. Автор исследовал влияние различных параметров, таких как состав смеси, степень предварительного смешивания и скорость на выбросы загрязняющих веществ. Результаты показали, что степень предварительного смешивания и скорость рециркуляции отработанных газов играют важную роль в выбросах CO. Степень предварительного смешивания и скорость струи для оптимального сгорания должны обеспечивать такие скорости рециркуляции и смешивания, чтобы задержка воспламенения была достаточно длительной, чтобы способствовать смешиванию свежего топлива/воздуха с отработавшими газами перед пламенем, но достаточно короткой, чтобы гарантировать стабильность пламени.В то же время время пребывания в камере сгорания должно быть коротким, чтобы уменьшить теплообразование, но достаточно продолжительным, чтобы обеспечить полное сгорание. Obodeh и Isaac [7] исследовали рабочие характеристики дизельного двигателя, работающего на смеси дизельного топлива и керосина. Данные о давлении для смеси 30% керосина были выше, чем для смеси 40% керосина, начиная примерно с 80 градусов после верхней мертвой точки. Температура выхлопных газов при 100% номинальной нагрузке была на 16,7% выше при 30% керосиновой смеси по сравнению с дизельным топливом.Тормозная мощность увеличивалась с номинальной нагрузкой для всех топливных смесей. Тормозная мощность при 100% номинальной нагрузке была на 19,8% выше при 30% керосиновой смеси, чем при работе двигателя на дизельном топливе. Удельный расход топлива при 100% номинальной нагрузке был на 7,5% ниже при 30% керосиновой смеси, чем полученный по сравнению с дизельным топливом. Было установлено, что использование 30% керосина вместе с дизельным топливом приведет к 10% экономии затрат на топливо. Несколько исследований Гормаде и Дешпанде [8] и Кумара Редди [9] были проведены с использованием различных смесей растительного масла с керосином для улучшения характеристик высокоскоростного дизельного двигателя малого типа в условиях высокой нагрузки.Они работали с четырьмя смесями (20%, 40%, 60% и 80% по объему) соевого масла с керосином, а также рапсового масла с керосином и сравнивали результаты с результатами чистого дизельного топлива. Они также изучили распределение аэрозоля каждой смеси в атмосфере с использованием четырех форсунок с цельными форсунками. Результат показал, что смесь 20 % растительного масла с 80 % керосина по объему заметно улучшает тепловой КПД испытательного двигателя при высокой нагрузке. Им было рекомендовано использовать смеси растительных масел с содержанием от 20% до 40% в качестве успешного альтернативного топлива.Характеристики распыления изучались как при впрыске под высоким, так и под низким давлением в атмосфере, где впрыск под низким давлением показал лучшие результаты, Кумар Редди [9]. Азад и др. В работе [10] проведено комплексное экспериментальное исследование работы дизельного двигателя ВД на биодизеле из смесей горчичного масла с керосином. Растительное масло без реакции переэтерификации было смешано с керосином по объему в некотором процентном соотношении, таком как M20, M30, M40 и M50. Были определены несколько параметров двигателя, такие как удельный расход топлива при торможении, мощность торможения, среднее эффективное давление при торможении, температура выхлопных газов, температура смазочного масла, уровень звука и т.д.Было проведено сравнение производительности дизельного двигателя с различными смесями биодизельного топлива с керосином. Авторы предположили, что дизельный двигатель может работать на смесях иприта и керосина без какой-либо модификации двигателя. Poovannan и Kalivarathan [11] изучили процесс сгорания, разработав две камеры сгорания для обедненного предварительного смешения (LP) для газообразного и бедного предварительного смешения (LPP) для жидкого топлива. Авторы измеряли оксиды азота (), несгоревшие углеводороды (UHC), окись углерода (CO), твердые частицы (PM) и дым.Проект проверяется с помощью инструментов численного анализа. Достигнуто разумное соответствие между прогнозами, полученными на основе предварительного проекта и численного анализа, что свидетельствует об успешной разработке процедур проектирования. Голлахалли и др. [12] изучали влияние турбулентности на характеристики горения смесей метилового эфира канолы (CME) и дизельного топлива в среде с частично смешанным пламенем. Эксперименты проводятся со смесями предварительно испаренного топлива и воздуха при начальной степени эквивалентности 7 и трех числах Рейнольдса 2700, 3600 и 4500.Исследованы три смеси с объемной концентрацией ХМЭ 25, 50 и 75%. Объемная доля сажи является самой высокой для чистого дизельного пламени и существенно не изменяется с числом Рейнольдса из-за взаимного компенсирующего эффекта увеличения скорости ввода углерода и увеличения объема внутреннего воздуха с увеличением числа Рейнольдса. Глобальный индекс выбросов является самым высоким, а индекс выбросов CO является самым низким для чистого пламени CME и изменяется немонотонно в зависимости от процентного содержания биотоплива в смесях. Средняя температура и концентрации на высоте пламени в три четверти обычно коррелируют, что указывает на то, что тепловой механизм образования является доминирующим в турбулентном пламени биотоплива.Измерения показывают, что характеристики горения турбулентных пламен смесей CME/дизельного топлива нельзя точно предсказать на основе соотношения смеси и свойств пламени чистого CME и дизельного топлива. Детали концентрации радикалов необходимы для понимания образования CO и пламени смесевых топлив. Загрязняющие вещества, выделяющиеся из предварительно смешанных пламен в результате горения, оказывают негативное воздействие на глобальную окружающую среду и, следовательно, на здоровье человека. Таким образом, контроль процесса сгорания имеет важное значение для снижения выбросов загрязняющих веществ.В настоящем исследовании явления горения и поле течения для предварительно испаренного предварительно перемешанного пламени анализируются экспериментально. Основной принцип этих явлений заключается в том, что топливо готовится и готово к сгоранию за счет его испарения и полного смешения с воздухом. Это исследование в основном применяется для изучения явлений сгорания коммерческих топлив, в основном легкого дизельного топлива, керосина и их смесей, для получения фундаментального понимания процесса сгорания и поля потока для камеры сгорания газовой турбины.

2. Экспериментальная установка

Экспериментальные работы проводятся на факультете машиностроения инженерного факультета Каирского университета, Египет. Анализ данных проводится на факультете машиностроения инженерного факультета Университета короля Халида, Саудовская Аравия. Экспериментальная установка показана на рис. 1. Она состоит из решетчатой ​​горелки с плоским пламенем, топливной форсунки, смесительной камеры и двух электронагревателей мощностью 7 кВт. Предварительно нагретый воздух используется для создания горячего плоского пламени без вовлечения воздуха.Изокинетический пробоотборник из нержавеющей стали с водяным охлаждением и наружным диаметром 9 мм используется для всасывания проб газов в разных местах по оси и радиусу пламени для определения концентрации частиц для различных условий эксплуатации. Пробоотборный зонд соединен с детектором газового хроматографа (ГХ) через обогреваемую линию, обеспеченную пробоотборным клапаном и контроллером нагревателя. Горелка предназначена для улучшения перемешивания топлива и воздуха для повышения стабильности пламени за счет использования трех перфорированных пластин, расположенных в нижней части горелки в районе дроссельной заслонки горелки и на выходе из горелки.Три перфорированные пластины используются в качестве стабилизатора пламени для предотвращения вспышки пламени, а также для создания турбулентности, вставляя шарики из нержавеющей стали между верхней и средней перфорированными пластинами для улучшения смешивания топлива и воздуха. Горелка сужается к средней пластине, а затем расходится к пластине стабилизатора по многим причинам: это улучшает перемешивание топлива и воздуха и повышает стабильность пламени за счет увеличения стабильности высоты отрыва пламени и увеличения размера зоны рециркуляции. Зона рециркуляции за перфорированной пластиной обеспечивает условия, благоприятные для поддержания пламени, например, меньшие скорости, рециркуляцию тепла в зону стабилизации пламени и усиленное перемешивание топлива/воздуха и горячих продуктов сгорания.Зона рециркуляции имеет температурный градиент из-за потока холодного воздуха, окружающего трубу горелки. Жидкое топливо впрыскивается в смесительную трубку, где для горения требуется подогретый воздух. Топливо испаряется и смешивается с воздухом перед поступлением в камеру сгорания через перфорированную пластину, которая используется как пламегаситель. Проверяется полное испарение смеси на выходе из горелки, чтобы убедиться, что все топливо находится в газовой фазе. Кроме того, концентрации измеряются на выходе из горелки без сжигания с использованием анализатора CO/CO 2 для проверки низкотемпературных реакций.Результаты показали, что внутри смесительной трубы или горелки не происходило никаких низкотемпературных реакций. Время пребывания реагирующей смеси от точки впрыска топлива в смесительную трубку до выхода из наконечника горелки составляет примерно 1-2 мс для различных режимов работы. Изучаются два базовых топлива – легкое дизельное топливо и керосин, а также три смеси. Смесь A 1 (75 % легкого дизельного топлива + 25 % керосина), смесь A 2 (50 % легкого дизельного топлива + 50 % керосина) и смесь A 3 (25 % легкого дизельного топлива + 75 % керосина) изучал.По данным Египетского международного исследовательского центра, физико-химические свойства египетского дизельного и керосинового топлива приведены в таблице 1. Из химической формулы дизельного и керосинового топлив определены стехиометрические соотношения топливо/воздух. Для смешанных топлив стехиометрические соотношения топливо/воздух определяются в соответствии с процентным содержанием дизельного топлива и керосина, присутствующих в смеси. На основании измерения расхода топлива и воздуха с расчетом стехиометрического соотношения топливо/воздух определяются коэффициенты эквивалентности (Φ) для различных условий эксплуатации.Газовый хроматограф Parker Elmer модель Sigma 300 с системой сбора данных модели LCI-100 используется для анализа газов с использованием двухколонных Poropak Q 1/8 дюйма × 6 футов и Poropak R 1/8 дюйма × 8 футов, соединенных последовательно. Газовый хроматограф оснащен клапаном для отбора проб газа постоянного объема для контроля объема пробы. Инфракрасный анализатор CO/CO 2 также используется для измерения CO и CO 2 . Термопара Pt/Pt-13% Rh и трубка Пито с водяным охлаждением используются для измерения температуры пламени и скорости газа.Концентрации, температура пламени и скорость газа измеряются в разных точках вдоль оси пламени. Перед измерениями определяются и проверяются оптимальные условия для газохроматографического анализа, отсутствие вовлечения воздуха вдоль пламени и плоскостность пламени, Elkotb et al. [13]. Диаметр отверстий в перфорированной пластине изменяли в ходе экспериментов, сохраняя соотношение воздух/топливо и среднюю скорость потока на входе постоянными. Три диаметра отверстий 3,7, 2,5 и 2  мм были выбраны для изменения коэффициентов сплошности (заблокированная площадь/общая площадь) на , , и .Коэффициент прочности рассчитывается следующим образом:


45,059 90-810 99.375.3



Тестовый метод теста Diesel Топливо Kerosene
Chemical Formula C 12 H 26

7 7 C 10 H 22
Цетановое число ASTM D613 44,5 45.4
Point Flash (° C) ASTM D93 52 45.6-46.4
ASTM D97 -32 -49
кипяток Точка (° C) 369 200-260 200-260
ASMT D97 725 640
Dranceation Temp. (°C) 90% СТМ D86 228–338 153–245
Низшая теплотворная способность (МДж/кг) СТМ D240 45,6 45.6
плотность при 40 ° C, (кг / м 3 ) 1298 TMDA 830 760-810
Вязкость при 40 ° C, (мм 2 / S) ASTMD445 3.1 1-1.9 1-1.9
Содержание серы, WT% ASTMD545 0.22 0.04
Углеродное содержание, WT% ASTM D5291 84.7 84,5
Содержание водорода, (мас.%) ASTM D5291 15.3 15.09 15.59
5.53 5.45
ASTM D5453-39 0,16 0,04
Paraffin Content, Vol.% ASTM D 2007 41.3-52.49 41.3-52.4 47-55 47-55
Ароматическое содержание, Vol.% МЕТОД ASTM D 2007 23.6-24.7 15.5-19.6
Olefin Content, Vol.% ASTM Метод D 2007 18-30 18-30 1.3-2.5 1,3-2,5
Нафталин, контент Vol.% ASTM Метод D 2007 2,8-8.2 2,8
Насыщает контент, Vol. % ASTM Метод D 2007 79.3-75.3 79-82 79-82



6

Каждая перфорированная пластина имеет диаметр 38 мм и толщиной 5 мм. Он снабжен 55 отверстиями с межцентровым расстоянием 5 мм.Потеря давления на стабилизаторе пламени является функцией созданной турбулентной энергии и впрыскиваемого в поток топлива. Турбулентность также влияет на толщину предварительно смешанной турбулентной реакционной зоны. Размер зоны рециркуляции практически близок к диаметру перфорированной пластины. Центральное отверстие образует кольцевую зону рециркуляции, вращающуюся наружу, а перегородка образует центральную зону рециркуляции, вращающуюся внутрь.

Также исследуются коэффициент эквивалентности, число Рейнольдса на входе и температура смеси на входе.Температура смеси на входе поддерживается постоянной на уровне 673 K для легкого дизельного топлива и смесей A 1 и A 2 , тогда как для керосина и смеси A 3 поддерживается на уровне 603 K во время изучения влияния типа топлива, топливных смесей, эквивалентности. отношение и число Рейнольдса. При изучении влияния числа Рейнольдса и температуры смеси на входе коэффициент твердости и коэффициент эквивалентности поддерживаются постоянными. Хотя использованная в этом исследовании методика полезна для турбулентных пламен с предварительно смешанным воздухом, ее можно обобщить и для других систем (газовых турбин, ракет, двигателей с искровым зажиганием и т. д.).), где существует связь между химической реакцией, возникающей в результате горения, и процессом турбулентного течения. Целью настоящей работы является изучение влияния различных рабочих параметров, таких как вид топлива (легкое дизельное топливо, керосины и их смеси), коэффициент эквивалентности, число Рейнольдса на входе, температура смеси на входе и диаметр отверстий в перфорированных пластинах, на процесс горения турбулентных предва- рительных газов. пламя с предварительно смешанным воздухом.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Концентрации, температура пламени и скорость потока

Концентрация, температура пламени и скорость потока газа для легкого дизель-воздушного пламени показаны на рис. 2.В основной зоне реакции скорость образования СО 2 увеличивается с увеличением температуры пламени. В зафакельной зоне скорость образования СО 2 увеличивается к концу пламени за счет разложения тяжелого топлива на легкие углеводороды, которые быстро окисляются до СО и СО 2 . Максимум концентрации СО 2 возникал в конце факела. В зафакельной зоне высокая скорость образования СО 2 по сравнению с основной реакционной зоной, связанная с отводом тепла в окружающую среду, незначительна из-за замкнутой трубы вокруг пламени.Ближе к концу пламени температура пламени падает из-за полного сгорания, и состояние равновесия приводит к увеличению концентрации CO 2 . Образование CO 2 из CO и O 2 , а также разложение кинетически ограничены и чувствительны к высокой температуре из-за высокой энергии активации. Возле наконечника горелки высокая концентрация CO 2 связана с горячим наконечником зонда, который влияет на скорость реакции. В основной зоне реакции скорость образования СО значительно выше, чем в запламенной зоне.Максимальная скорость образования СО проявляется на ранней стадии горения, где находятся атомы водорода и свободных атомов углерода. Ожидается увеличение концентрации СО за счет СО 2 за счет реакции в области низкой скорости образования СО 2 с высокой температурой пламени и потреблением всех атомов кислорода. Концентрация CO превышала равновесную концентрацию по многим причинам Howe et al. [14]   СО, который медленно выгорает в самом пламени, разделение за счет молекулярной диффузии и максимальное выделение С, СН и ОН, локализующееся в середине зоны окисления.В запламенной зоне концентрация СО начинает снижаться за счет расходования всего кислорода и топлива, состояния равновесия для всех стабильных частиц и гашения за счет потери тепла в окружающую среду. Многие элементарные реакции объясняют превращение СО в СО 2 следующим образом:

Реакция способствует конверсии CO на 3–5%, El Kotb et al. [13]. Вклад реакций – в скорость превращения составляет порядка  моль  . Конверсия CO приписывается реакциям — даже на ранней стадии пламени.В основной зоне реакции скорость образования H 2 значительно выше за счет тяжелого топлива, которое разлагается на легкие углеводороды и H 2 . Это верно, когда пиковое значение H 2 достигается после исчезновения или уменьшения количества легких углеводородов.

Основной пик скорости образования H 2 , расположенный близко к наконечнику горелки, обусловлен высокой скоростью первичной реакции:

В основной зоне реакции высокая скорость образования водорода объясняется молекулярной диффузией.Скорость образования H 2 и CO увеличивается, а скорость образования H 2 O снижается из-за протекания следующей реакции:

Кроме того, скорость образования H 2 увеличивается с увеличением скорости образования CO и наоборот. Образование H 2 начинается примерно через один см (0,5 мс) от наконечника горелки из-за низкой температуры пламени и объясняется эффектом гашения зонда. Скорость образования несгоревших углеводородов (НВУ) быстро снижается через 5 см (6 мс) от наконечника горелки.Скорости реакции – быстро снижаются из-за снижения температуры пламени. В запламенной зоне первичная реакция выглядит следующим образом:

Эта реакция имеет относительно высокую энергию активации 8484 кДж/моль. В зафакельной зоне скорость реакции быстро снижается из-за снижения температуры пламени. Относительное снижение скорости образования H 2 является результатом совместного действия реакций и . Ближе к концу факела (после длительного пребывания) все тяжелое топливо, легкие углеводороды и промежуточные соединения почти полностью израсходованы.Следовательно, все молекулы H 2 примерно сгорели и исчезли. Вблизи наконечника горелки скорость образования несгоревших углеводородов (этана, этилена и пропана) высока из-за разложения существующего тяжелого топлива, максимальной концентрации O 2 и высокого градиента температуры пламени. Как только несгоревшая смесь выходит из наконечника горелки и начинается воспламенение, многие реакции в зоне пиролиза приводят к образованию нестабильных промежуточных частиц, которые распадаются с образованием продуктов. Химическая структура этих видов зависит от скорости реакции каждого вида, которая в основном зависит от температуры пламени, давления, структуры топлива и времени задержки после начала реакции.В богатом пламени концентрации нестабильных углеводородных компонентов выше, чем в бедном. Количество нестабильных промежуточных углеводородов, имеющих четное число атомов углерода, чаще реагирует, чем углеводороды с нечетным числом, независимо от используемого топлива, Akrich et al. [15]. Профили углеводородов имеют более крутой характер образования и диссипации из-за высокого градиента температуры пламени, что увеличивает активность и склонность углеводородов к реакции с окислителем. Пропан достигает своего максимального значения перед этаном, потому что пропан тяжелее этана и считается источником образования этана.Поскольку у пропана соотношение углерод/водород выше, чем у этана, пропан разлагается на компонент этана и другие промежуточные компоненты в соответствии со следующей реакцией:

Кроме того, этилен достигает своего максимального значения перед пропаном, потому что этилен имеет высокое соотношение углерод/водород, а также двойную связь между атомами углерода. Следовательно, пропан разлагается на этилен и другие промежуточные компоненты по следующей реакции:

В первую очередь этан образуется в пламени в результате реакции с участием метильных радикалов.Концентрации этих видов и их основных промежуточных продуктов C 2 H 5 , C 2 H 4 , C 2 H 3 , C 2 H 2 , CH 2 , и CH малы. Эти низкие уровни подчеркивают преобладание механистических путей, которые проходят через CH 2 OH и CH 2 O, а не через CH 3 , Westbrook и Dryer [16]. Относительные скорости отдельных элементарных реакций различаются по зонам пламени и индукции.

Температура пламени на выходе из горелки выше температуры смеси на выходе из перфорированной пластины. Повышение температуры объясняется предварительным подогревом несгоревшей смеси в отверстиях перфорированной пластины и лучистым теплом на термопару пластиной пламегасителя. В основной зоне реакции скорость горения высока из-за высокого градиента температуры пламени. Но в зафакельной зоне градиент температуры пламени мал из-за полного сгорания и состояния равновесия.В основной зоне реакции за счет тепломассопереноса из зоны рециркуляции градиент температуры пламени высокий. В зоне рециркуляции (области между каждыми двумя соседними потенциальными ядрами) горячие газы смешиваются с холодными газами в точке высоких концентраций атомов О и, следовательно, высокого градиента температуры пламени. Радхакришнан и др. [17] наблюдали повышение температуры пламени на 200 K, что соответствует менее чем 25% рециркуляционных газов; следовательно, радикальные виды потребляются рано.В зоне основной реакции перегрев объясняется фактическими конечными скоростями реакций и диффузией тепловыделения за счет химических реакций. Вблизи основной зоны реакции, где большая часть несгоревших газов реагирует быстро и не проявляется в виде холодных вихрей, температура пламени остается высокой. Кроме того, в основной зоне реакции перегрев объясняется сильными колебаниями температуры, возникающими из-за колебаний локальных концентраций газов, увеличением скорости реакции из-за наличия холодных и горячих вихрей в турбулентном пламени, а также высоким температурным градиентом с высокой степенью турбулентности.Вне основной зоны реакции наблюдается быстрое снижение температуры по мере конвекции и отвода энергии от области горячего пламени. Кроме того, ближе к концу пламени температура пламени снижается из-за теплопередачи и охлаждающего эффекта окружающей среды.

Осевая скорость остается почти постоянной на расстоянии 2 см (0,5 мс) от наконечника горелки из-за потенциального эффекта ядра. Фактически смесь, проходящая через перфорированную пластину с диаметром отверстий 2,9 мм, дает потенциальную длину сердечника, равную 20-кратному диаметру отверстия, простирающегося вниз по потоку горячего воздуха.Кроме того, по мере выхода несгоревшей смеси из наконечника горелки скорость потока возрастает до больших значений из-за увеличения температуры пламени и уменьшения плотности газа. После этого площадь поперечного сечения пламени увеличивается за счет расширения и растекания потока и, следовательно, скорость потока резко уменьшается. Падение скорости потока происходит раньше, и скорость уменьшения длины потенциального ядра для пламени выше, чем для холодного течения. Кроме того, в конце потенциального ядра и начале основной реакционной зоны скорость потока уменьшается из-за действия турбулентности, где мало изменение осевой и радиальной скоростей потока и наличие рециркулирующих газов.За пределами основной зоны реакции профиль скорости газового потока непрерывно уменьшается до тех пор, пока (на расстоянии от наконечника горелки, равном почти 31-му диаметру отверстия) его форма не станет однородной и почти не изменится при увеличении расстояния от наконечника горелки.

3.2. Влияние типа топлива на процесс горения

Влияние типа топлива на процесс горения для турбулентного факела легкого дизель-воздушного предварительного испарения с предварительным испарением показано на рис. 2, а для керосино-воздушного пламени показано на рис. 3.Легкое дизель-воздушное пламя имеет большую длину зоны реакции, чем керосин-воздушное пламя, из-за высокого отношения C/H и двойных связей между атомами углерода, которым требуется более длительное время пребывания и высокая температура пламени для полного сгорания. Кроме того, максимальная скорость горения уменьшается с увеличением количества атомов углерода в топливе. Для бедного пламени керосин-воздушное пламя имеет большую длину зоны реакции, чем легкое дизель-воздушное пламя из-за охлаждающего действия избыточного воздуха, который снижает скорость реакции и скорость горения. В основной зоне реакции легкое дизель-воздушное пламя выделяет UHC и H 2 выше, чем керосин-воздушное пламя из-за высокого процентного содержания олефинов и ароматических соединений.Скорость реакции снижается с увеличением углеродных связей, поэтому профили UHC распространяются на большое расстояние вдоль пламени. Кроме того, для легкого дизель-воздушного пламени скорость снижения СО меньше, чем для керосин-воздушного пламени. Это связано с наличием в пламени UHC, который рассматривается как источник образования CO. Для керосино-воздушного пламени через 3 см (одна миллисекунда) почти все углеводороды сгорают, а СО уменьшается из-за отсутствия источников образования СО. Для легкого дизель-воздушного пламени скорость образования СО 2 постоянно увеличивается в зафакельной зоне, но для керосин-воздушного пламени скорость образования СО 2 снижается до низкого значения, когда все топливо расходуется в основной зоне реакции. и равновесие наступило рано.Кроме того, поскольку керосиновое топливо содержит парафинов больше, чем легкое дизельное топливо, атомные связи легко разрушаются, и для полного сгорания требуется меньше времени пребывания. Напротив, керосин-воздушное пламя выделяет высокие концентрации H 2 , особенно в основной зоне реакции, где керосиновое топливо имеет отношение (H/C) выше, чем легкое дизельное топливо. Для керосин-воздушного пламени скорость снижения H 2 ниже, чем для легкого дизель-воздушного пламени, где оно рано достигает состояния равновесия (полного сгорания).Кроме того, ближе к концу пламени керосин-воздушное пламя имеет температуру пламени выше, чем легкое дизель-воздушное пламя. Кроме того, в основной зоне реакции легкое дизель-воздушное пламя имеет температуру пламени ниже, чем керосин-воздушное пламя из-за меньшего пиролиза топлива до свободных радикалов и промежуточных частиц, а длина реакционной зоны больше. Для легкого дизель-воздушного пламени температура пламени достигает максимального значения, после чего снижается с большей скоростью, чем для керосин-воздушного пламени. Это связано с ранним сгоранием парафинового содержимого вблизи наконечника горелки с той же скоростью горения, что и для керосина.После этого олефины и ароматические соединения начинают гореть, но с меньшей скоростью, чем парафин. Так, у легкого дизель-воздушного пламени скорость тепловыделения и скорость повышения температуры пламени меньше, чем у керосин-воздушного пламени. Прилагаются большие усилия для сопоставления адиабатической температуры пламени легкого дизеля и керосино-воздушного пламени. Из построения экспериментальных данных температуры пламени вдоль оси пламени для различных условий работы (различное отношение эквивалентности, различное число Рейнольдса, различные температуры на входе и различные диаметры отверстий перфорированной пластины) адиабатические температуры пламени соотносятся следующим образом.

Для легкого дизельного топлива: учтите следующее. Для  где ; ; и  для  где = , и = ; знак равно знак равно .

Для керосина: учтите следующее. Для  где = ; знак равно = и  для  где ; знак равно = ,

где и – температуры воздуха на входе и воздуха соответственно, К.

3.3. Влияние топливных смесей на процесс сгорания

Целью смешивания топлив является улучшение качества процесса сгорания для увеличения температуры пламени.Дизельное и керосиновое топливо имеют различные физические и химические свойства, такие как химическая структура, вязкость, теплотворная способность, температура самовоспламенения, температура кипения, температура адиабатического пламени, разное содержание парафинов, ароматических соединений, олефинов, нафталина и насыщенных углеводородов, как указано в таблице. 1. Существует множество технических приложений для смешивания дизельного/керосинового/бензинового топлива для двигателей внутреннего сгорания, Ободе и Исаак [7], Гормаде и Дешпанде [8] и Кумар Редди [9].Таким образом, смешение керосина с легким дизельным топливом является одним из основных параметров настоящей работы. Влияние топливных смесей на процесс горения богатого и обедненного турбулентных предварительно испаренных предварительно смешанных углеводородно-воздушных пламен при различном времени пребывания показано на рисунках 4, 5 и 6. Фактически концентрации, скорость потока и температура пламени измеряются для различных условий работы вдоль пламени. ось. После этого, исходя из скорости потока и расстояния над наконечником горелки для различных рабочих условий, рассчитывается время пребывания в каждом месте, чтобы получить рисунки с рис. 4 по рис. 10 для разного времени пребывания в разных рабочих условиях.

Для обогащенной смеси длина зоны реакции увеличивается с увеличением доли легкого дизельного топлива в смеси. Таким образом, время пребывания для полного сгорания увеличивается с увеличением процентного содержания легкого дизельного топлива. Следовательно, концентрации CO и UHC увеличиваются с увеличением процентного содержания легкого дизельного топлива. Кроме того, профили CO 2 для разных смесей негладкие из-за разного процентного содержания парафина, олефина и ароматики в смесях, где все эти компоненты имеют разную скорость реакции и сгорают на разных стадиях в пламени (парафин, олефин и ароматика, соотв. .). Так, парафин сгорает вблизи наконечника горелки, а олефин начинает гореть через 4  мс от наконечника горелки. Кроме того, профили температуры пламени и скорости потока увеличиваются с увеличением процентного содержания керосина. В зафакельной зоне (16  мс) скорость снижения температуры пламени увеличивается с уменьшением процентного содержания легкого дизельного топлива. Для богатой смеси длина зоны реакции увеличивается с увеличением процентного содержания легкого дизельного топлива. Таким образом, время пребывания для полного сгорания увеличивается с увеличением процентного содержания легкого дизельного топлива. Таким образом, процентное содержание CO и UHC увеличивается с увеличением процентного содержания легкого дизельного топлива.При времени пребывания 3  мс профиль CO 2 становится более крутым с увеличением процентного содержания керосина из-за повышения температуры пламени.

Кроме того, концентрация H 2 увеличивается с увеличением процентного содержания керосина из-за увеличения соотношения (H/C). Максимальная температура пламени увеличивается с увеличением процентного содержания керосина в смеси. В зоне основной реакции (3 мс) влияние смешения топлива на скорость потока меньше, чем в зафакельной зоне (16 мс), и для бедного пламени больше, чем для богатого.Влияние смешивания на температуру пламени и скорость потока выше, чем влияние смешивания на концентрации, за исключением H 2 . Влияние подмешивания на процесс горения в основной зоне реакции (3 мс) меньше, чем в зафакельной зоне. Эффекты процентного содержания керосина для бедного и богатого пламени не зависят от линейной зависимости. По мере увеличения процентного содержания легкого дизельного топлива концентрации CO и CO 2 увеличиваются. По мере увеличения доли легкого дизельного топлива в пламени скорость увеличения CO 2 для богатого пламени меньше, чем для бедного пламени из-за недостатка кислорода, что снижает концентрацию радикалов и температуру пламени.В основной зоне реакции скорость увеличения СО для обедненного и богатого пламени выше при процентном содержании легкого дизельного топлива более 50%. По мере увеличения процентного содержания легкого дизельного топлива скорость уменьшения H 2 для богатого пламени выше, чем для бедного, особенно в зоне после пламени. По мере увеличения процентного содержания легкого дизельного топлива скорость снижения температуры пламени и скорость потока для обедненного пламени выше, чем для богатого пламени, особенно в послефакельной зоне.

3.4. Влияние коэффициента эквивалентности на процесс горения

Влияние коэффициента эквивалентности на процесс горения легкого дизельного и керосин-воздушного пламени при различном времени пребывания показано на рисунке 7.Для керосин-воздушного пламени скорость увеличения H 2 выше, чем для легкого дизель-воздушного пламени из-за высокого отношения (H/C). Максимальная концентрация CO 2 и температура пламени для легкого дизель-воздушного пламени более совместимы, чем для керосин-воздушного пламени. Для богатого пламени скорость снижения CO 2 для керосин-воздушного пламени выше, чем для легкого дизель-воздушного пламени из-за низкого соотношения (C/H). Напротив, для богатого пламени в послефакельной зоне (при 20  мс) (здесь нет) скорость снижения СО 2 для легкого дизель-воздушного пламени круче, чем для керосин-воздушного пламени, из-за равновесия, которое наступает раньше, чем легкое дизель-воздушное пламя.Так, температурный профиль пламени для керосиновоздушного пламени более пологий, чем для легкого дизельного пламени. Профили концентрации для бедного пламени более крутые, чем для богатого пламени из-за избыточных концентраций O 2 и O. Для богатого пламени высокие концентрации органических радикалов приводят к высокой скорости образования CO. С другой стороны, низкие концентрации атомов O объясняют низкую скорость образования CO 2 . Для бедного пламени по мере уменьшения коэффициента эквивалентности длина зоны реакции увеличивается, а время пребывания в послефакельной зоне уменьшается.Для малообогащенной смеси (близкой к стехиометрической) СО 2 имеет максимальное значение. Для бедного пламени (при коэффициенте эквивалентности менее 0,9) падение температуры пламени велико из-за охлаждающего действия избыточного воздуха, который увеличивает длину зоны реакции и снижает концентрацию СО 2 . Кроме того, для богатого пламени СО 2 постепенно уменьшается из-за уменьшения концентрации радикалов и температуры пламени. Скорость превращения СО в СО 2 снижается из-за недостатка кислорода и низкой температуры пламени.Кроме того, скорость образования CO 2 низкая, и на нее влияет падение температуры пламени. В основной зоне реакции скорость образования СО высокая из-за диссоциации топлива и избыточной концентрации O 2 . Для насыщенного пламени ненасыщенные углеводороды содержат больше атомов углерода в качестве источника образования CO. Максимальная концентрация СО увеличивается с увеличением коэффициента эквивалентности. В основной зоне реакции скорость образования СО снижается за счет окисления СО до СО 2 согласно .В зафакельной зоне концентрация СО минимальна (равновесное состояние) за счет полного сгорания. В стехиометрическом состоянии концентрация CO высока из-за диссоциации CO 2 при высокой температуре. Для богатого пламени скорость образования CO увеличивается из-за недостаточной концентрации кислорода. Для бедного пламени концентрация СО высока из-за снижения скорости реакции (R1) (термическое гашение). Для бедного пламени концентрация СО рассматривается как показатель термического гашения в загоревшей зоне.В соответствии со скоростью реакции окисления СО уменьшается из-за снижения температуры пламени, что приводит к высокой концентрации СО. Для богатого пламени скорость образования CO увеличивается из-за снижения температуры пламени и недостаточной концентрации O 2 для полного сгорания, что приводит к снижению скорости реакции. По мере уменьшения коэффициента эквивалентности скорость снижения H 2 круче из-за увеличения температуры пламени и скорости реакции. Но для богатого пламени по мере увеличения коэффициента эквивалентности длина пламени увеличивается, а температура пламени уменьшается.Следовательно, высокая концентрация UHC существует как источник образования H 2 . В основной зоне реакции (при 4,5  мс) профиль H 2 круче, чем в послепламенной зоне (20  мс) из-за снижения скорости реакции различных частиц и состояния равновесия. Для богатого пламени существует низкая склонность к образованию свободных радикалов HCO, O, OH, CH, H, HO и HCN, которые образуют множество промежуточных реакций окисления UHC и H 2 . Быстрого распада HCN не происходит до тех пор, пока UHC почти не исчезнет.Так, устойчивые промежуточные формы CO, H 2 , C 2 H 4 , C 2 H 6 и C 3 H 8 монотонно возрастают с увеличением коэффициента эквивалентности. Для богатого пламени по мере увеличения коэффициента эквивалентности H 2 O уменьшается, а концентрации CO и H 2 увеличиваются в соответствии с . Для бедного пламени температура пламени снижается с уменьшением коэффициента эквивалентности из-за охлаждающего действия избыточного воздуха. При увеличении коэффициента эквивалентности на 12% максимальная температура пламени увеличивается на 16%.Для богатого пламени при увеличении коэффициента эквивалентности на 16% максимальная температура пламени снижается на 35%.

Следовательно, для богатого пламени влияние коэффициента эквивалентности на максимальную температуру пламени больше, чем для бедного пламени. В зоне основной реакции (при 5,4 мс) температура пламени выше, чем в послефакельной зоне (при 20 мс) из-за состояния равновесия. Для обедненного пламени при 5,4  мс профиль скорости потока крутой и увеличивается с увеличением коэффициента эквивалентности из-за повышения температуры пламени.Для богатого пламени по мере увеличения коэффициента эквивалентности скорость потока уменьшается на более низкую скорость, чем для бедного пламени. В зафакельной зоне (на 20 мс) профиль скорости потока почти прямолинейный и уменьшается с увеличением коэффициента эквивалентности из-за снижения температуры пламени, преодолевающего увеличение массового расхода топлива. Основное влияние коэффициента эквивалентности на скорость потока проявляется в основной зоне реакции с максимальной температурой пламени. Концентрация CO высока при низком коэффициенте эквивалентности из-за низкой скорости окисления, что связано со снижением температуры пламени.По мере увеличения коэффициента эквивалентности температура пламени увеличивается, что ускоряет скорость окисления и снижает содержание CO. При температуре выше 1800 К образование СО за счет диссоциации СО 2 является значительным. При высоких коэффициентах эквивалентности концентрация СО высока из-за состояния равновесия. Лишь в достаточно узком диапазоне коэффициентов эквивалентности от 0,7 до 0,9 концентрация СО низкая.

3.5. Влияние числа Рейнольдса на входе на процесс горения

В настоящей работе число Рейнольдса (Re) рассчитывается следующим образом: где   – массовый расход воздуха, кг/с,   – массовый расход топлива, кг/с,   – диаметр отверстия в перфорированной пластине пламегасителя, м,   – количество отверстий в перфорированной пламегасителе,   – кинематическая вязкость воздуха при температуре на выходе. от наконечника горелки, мм 2 /с.

Влияние числа Рейнольдса на входе на процесс горения легкого дизельного и керосин-воздушного пламени показано на рисунке 8. По мере увеличения числа Рейнольдса скорость увеличения СО и Н 2 выше, чем для СО 2 . По мере увеличения числа Рейнольдса вихри внутри пламени увеличиваются, что увеличивает температуру пламени и скорость реакции различных частиц. По мере увеличения числа Рейнольдса теплопередача между реагирующими и рециркулирующими горячими газами увеличивается, что приводит к увеличению скорости распространения пламени.Следовательно, температура пламени и скорость реакции стабильных частиц увеличиваются. Кроме того, высокое число Рейнольдса (высокая интенсивность турбулентности) вызывает превышение концентраций радикалов ОН, Н и О, что приводит к увеличению скорости реакции и температуры пламени. С другой стороны, при высоком числе Рейнольдса концентрации UHC, H 2 и CO увеличиваются, и они не легко окисляются на выходе из-за быстрого снижения температуры пламени. Это происходит из-за сильного смешения сгоревших и несгоревших газов в зоне рециркуляции, а температура пламени достаточно высока для окисления UHC, CO и H 2 .Напротив, в послепламенной зоне (20  мс здесь нет) концентрации H 2 и CO уменьшаются с увеличением числа Рейнольдса из-за повышения температуры пламени, что увеличивает скорость окисления H 2 и CO. Влияние числа Рейнольдса на концентрацию для легкое дизель-воздушное пламя больше, чем у керосиновоздушного пламени. Легкое дизель-воздушное пламя более стабильно при высокой температуре пламени, чем керосин-воздушное пламя из-за высокого отношения C/H. По мере увеличения числа Рейнольдса скорость уменьшения СО 2 для легкого дизель-воздушного пламени меньше, чем для керосин-воздушного пламени, и это связано с высоким отношением (C/H) в легком дизельном топливе.Напротив, по мере увеличения числа Рейнольдса скорость увеличения H 2 для керосин-воздушного пламени меньше, чем для легкого дизель-воздушного пламени.

Скорость потока газа увеличивается с увеличением числа Рейнольдса из-за увеличения массового расхода воздуха. Следовательно, внутри пламени происходит большее расширение, что приводит к раннему смешиванию сгоревших и несгоревших газов, что повышает эффективность сгорания. Вблизи наконечника горелки, по мере увеличения скорости смеси на входе, увеличивается количество рециркулирующего газа, что повышает эффективность сгорания из-за увеличения завихрений и интенсивности турбулентности.Действительно, скорость реакции сильно зависит от соотношения между временем () химического превращения и частотой колебаний скорости. Скорость химической реакции зависит от неоднородности температуры и состава, вызванной турбулентными колебаниями. Скорость турбулентного горения увеличивается линейно с увеличением скорости потока на входе и интенсивности турбулентности. Газы вдоль оси пламени ускоряются за счет преобладающей плавучести, что создает большую ячейку рециркуляции. Фактические измерения скорости подтверждают существование этих ячеек.Наличие рециркулирующих ячеек указывает на важность эффекта плавучести для определения общей картины течения в системе. Благодаря этим ячейкам площадь потока уменьшается и, следовательно, скорость потока увеличивается.

По мере увеличения числа Рейнольдса температура пламени постепенно увеличивается до . После этого скорость повышения температуры пламени снижается за счет эффекта диссоциации. Кроме того, существуют противоречия между профилем СО 2 , с одной стороны, и профилями СО и Н 2 , с другой стороны.В основной зоне реакции (4  мс) по мере увеличения числа Рейнольдса CO 2 уменьшается, а CO и H 2 увеличиваются из-за уменьшения времени пребывания. В послепламенной зоне (20 мс) концентрация СО 2 увеличивается, но снижается СО и Н 2 за счет полного сгорания и состояния равновесия. В зоне основной реакции и послепламенных зонах влияние числа Рейнольдса на H 2 выше, чем у других видов. Для легкого дизель-воздушного пламени влияние числа Рейнольдса на температуру пламени больше, чем для керосин-воздушного пламени, особенно в основной зоне реакции.Так, влияние керосина на скорость потока меньше, чем легкого дизельного топлива. В основной зоне реакции с увеличением числа Рейнольдса на 24 % (с 9,912·10 3 до 13,1·10 3 ) температуры пламени легкого дизеля, керосиновоздушного пламени увеличиваются на 200, 50 К (18 %, 10 %), соответственно. В зафакельной зоне температуры пламен легкого дизеля и керосиновоздушного пламени увеличиваются на 220 и 180 К соответственно при одинаковом увеличении числа Рейнольдса.

3.6. Влияние диаметра отверстий перфорированной пластины на процесс горения

Диаметр отверстий является основным параметром для создания турбулентности с предварительно смешанным пламенем.При постоянном массовом расходе воздуха и топлива по мере уменьшения диаметра отверстий скорость смеси на входе увеличивается. Интенсивность турбулентности варьируется в зависимости от геометрии пластины. На выходе из горелки турбулентность создается в основном перфорированной пластиной, поэтому интенсивность турбулентности больше для пластины с малым диаметром отверстий. Турбулентность затухает в ядре струи, хотя ее интенсивность увеличивается в ядре струи по мере удаления от наконечника горелки, поскольку турбулентность создается сдвиговым перемешиванием на границе струи.Проводится множество прогонов для определения оптимального диаметра отверстий. Если скорость потока превышает определенный предел, пламя сдувается с обода горелки, как обычное пламя. С другой стороны, если скорость потока уменьшается до определенного значения, длина пламени уменьшается и, в конце концов, пламя на кончике горелки становится нечетким. Для небольших отверстий скорость потока по диаметру очень высока, особенно в основной зоне реакции, поэтому существует мгновенная граница между сгоревшим и несгоревшим газом, которая является фронтом пламени.Скорость турбулентного пламени увеличивается с увеличением интенсивности турбулентности из-за того, что интенсивность турбулентности пропорциональна скорости входного потока. Угол раскрытия потока определяет длину зоны отрицательного давления (зоны рециркуляции). Угол раскрытия потока уменьшается с уменьшением диаметра отверстий, поэтому увеличение угла раскрытия приводит к уменьшению длины зоны рециркуляции. Высокая скорость подачи дает малый угол раскрытия и увеличивает длину зоны отрицательного давления, что увеличивает рециркуляцию несгоревших газов на наконечнике горелки.Увеличение длины зоны рециркуляции увеличивает интенсивность турбулентности, улучшает перемешивание сгоревших и несгоревших газов вблизи наконечника горелки, а также повышает полноту сгорания. Кроме того, по мере уменьшения диаметра отверстий длина пламени уменьшается, что приводит к увеличению скорости тепловыделения. С другой стороны, при большом диаметре отверстий длина зоны реакции значительно больше, чем при малых диаметрах отверстий, из-за недостаточной скорости смешения сгоревших и несгоревших газов вследствие отсутствия эффекта рециркуляции.Так, за счет увеличения длины реакционной зоны сокращается время пребывания в зафакельной зоне и конечный уровень СО 2 оказывается низким. Исследования размеров циркуляционных зон для решетчатых пластин целесообразно предположить в зависимости от диаметра отверстий. Диаметр отверстий является более удобным параметром на основе изучения размера зоны рециркуляции, а альтернативным является расстояние между стенками отверстий, которое является переменной величиной по окружности отверстий. Центральные отверстия образовывали кольцевую зону рециркуляции, вращающуюся наружу, а перемычка образует центральную зону рециркуляции, вращающуюся внутрь.Следовательно, улучшается смешение сгоревших и несгоревших газов. Влияние диаметра отверстий на концентрацию, температуру пламени и скорость потока газа для турбулентного пламени с предварительно смешанным воздухом легкого дизельного топлива и пламени керосина с воздухом показано на рисунке 9. Из этого рисунка можно заметить, что влияние диаметра отверстий в основном скорость газового потока и температура пламени. Где скорость потока газа и температура пламени совместимы друг с другом и уменьшаются почти с одинаковой скоростью. В то же время H 2 , СО увеличивается с увеличением диаметра отверстий, но СО увеличивается до 3  мм по мере увеличения диаметра отверстий, после чего СО сохраняется постоянным.Кроме того, СО 2 уменьшается с увеличением диаметра отверстий до 3 мм, после чего сохраняется постоянным за счет снижения температуры пламени, скорости горения, скорости реакции и концентрации радикалов. Напротив, при диаметре отверстий 2 мм влияние диаметра отверстий на скорость газового потока больше, чем влияние температуры пламени, и это связано с эффектом сдувания пламени. Также изменения диаметра отверстий не влияют на N 2 , поскольку коэффициент эквивалентности сохраняется постоянным. Из нашего обсуждения оптимальный диаметр отверстий для данной работы равен 2.9 мм, что соответствует коэффициенту твердости 0,68.

3.7. Влияние температуры смеси на входе на процесс горения

Влияние температуры смеси на входе на процесс горения легкого дизельного топлива и керосино-воздушного пламени при времени пребывания 7  мс показано на рисунке 10. Концентрация, скорость газового потока и температура пламени измеряются для многократные прогоны для определения диапазона температуры смеси на входе от точки полного испарения во избежание конденсации топлива в смесительной трубке до максимально допустимой температуры смеси на входе, которая влияет на стабильность пламени, где перегрев смеси и предпламенные реакции снижают скорость горения.Основное влияние температуры смеси на входе оказывается на температуру пламени и скорость газового потока. В связи с тем, что все рабочие параметры на наконечнике горелки поддерживаются постоянными, за исключением температуры смеси на входе, скорость потока газа увеличивается из-за повышения температуры на входе. Также влияние температуры смеси на входе на скорость потока газа для бедной смеси больше, чем для богатой смеси, и это влияние постепенно уменьшается с увеличением температуры смеси на входе. CO и H 2 увеличиваются с увеличением температуры смеси на входе до 570 и 670 K для керосина и легкого дизель-воздушного пламени соответственно.После этого CO и H 2 поддерживаются постоянными за счет эффекта диссоциации и снижения скорости горения. Так, скорость образования СО 2 снижается с высокой скоростью после 570 и 670 К как для керосина, так и для легкого дизель-воздушного пламени. Влияние температуры смеси на входе на N 2 не проявляется. Для богатых пламен влияние температуры смеси на входе на процесс горения велико в основной зоне реакции и постепенно уменьшается к концу пламени. Концентрация CO 2 уменьшается с повышением температуры смеси на входе из-за увеличения диссоциации, когда массовый расход воздуха остается постоянным.Скорость потока на входе увеличивается с увеличением температуры на входе из-за увеличения удельного объема смеси. По мере повышения температуры смеси на входе время пребывания в минимальной реакционной зоне уменьшается, а в зафакельной зоне происходит полное сгорание. Температура пламени увеличивается по мере увеличения температуры смеси на входе, особенно в зоне пиролиза из-за неполного сгорания. Так, скорость реакции промежуточных частиц СО и Н 2 увеличивается за счет пиролиза топлива. Концентрация СО уменьшается с увеличением температуры смеси на входе из-за повышения температуры пламени, что ускоряет скорость превращения СО в СО 2 .В стехиометрических и богатых смесях высокая температура пламени способствует образованию СО путем диссоциации. Концентрация CO увеличивается по мере увеличения температуры смеси на входе.

4. Выводы

(1) Основные рабочие параметры, такие как тип топлива, топливные смеси, коэффициент эквивалентности, число Рейнольдса, температура смеси на входе и конструктивные параметры, такие как диаметр отверстий перфорированной пластины, являются основными факторами, влияющими на процесс горения для турбулентного предварительно испаренного предварительно перемешанного воздуха. (2) C 2 H 4 , C 2 H 6 и C 3 H 8 концентрации для легкого дизель-воздушного пламени выше, чем для керосин-воздушного пламени при образовании и скорости рассеивания C 2 H 4 , C 2 H 6 и C 3 H 8 для керосин-воздушного пламени выше, чем для легкого дизель-воздушного пламени.Керосин-воздушное пламя имеет температуру пламени выше, чем легкое дизель-воздушное пламя. (3) Легкое дизель-воздушное пламя более стабильно при высокой температуре пламени, чем керосин-воздушное пламя из-за высокого отношения C/H. (4) Влияние процентного содержания керосина для бедного и богатого пламени не зависят линейно от концентрации, температуры пламени и скорости газового потока. Температура пламени и скорость потока увеличиваются с увеличением процентного содержания керосина в смесях. По мере увеличения процентного содержания легкого дизельного топлива в смесях скорость снижения температуры пламени и скорость потока для обедненного пламени выше, чем для богатого пламени, особенно в послефакельной зоне.(5) Влияние отношения эквивалентности на максимальную температуру пламени для богатого пламени больше, чем для бедного пламени. Для бедного пламени при увеличении коэффициента эквивалентности на 12% максимальная температура пламени увеличивается на 16%. Для богатого пламени, когда коэффициент эквивалентности увеличивается на 16%, максимальная температура пламени снижается на 35%. (6) По мере увеличения числа Рейнольдса скорость смешения сгоревших и несгоревших газов увеличивается, что увеличивает температуру пламени и скорость реакции различных частиц. В основной реакционной зоне концентрация CO 2 уменьшается с увеличением числа Рейнольдса, а концентрации H 2 и CO увеличиваются с увеличением числа Рейнольдса.Влияние числа Рейнольдса на концентрацию для легкого дизель-воздушного пламени больше, чем для керосин-воздушного пламени(7) Для легкого дизель-воздушного пламени влияние числа Рейнольдса на температуру пламени больше, чем для керосин-воздушного пламени, особенно в основной реакции (8) В основной зоне реакции при увеличении числа Рейнольдса на 24 % (с 9,912·10 3 до 13,1·10 3 ) температуры пламени легкого дизеля, керосина и воздуха увеличиваются на 200 и 50 K.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.