.

Определение коэффициента молекулярного изменения при сгорании топлива в ДВС

Весовое количество продуктов сгорания равно сумме весов воздуха и топлива до сгорания. Объем же продуктов сгорания при прочих равных условиях больше объема свежего заряда, так как в процессе сгорания увеличивается количество молей газов. Это увеличение можно оценить как:

M = ML = MαLoкмоль/кг топл

Количество молей продуктов сгорания M при полном сгорании 1 кг топлива и α > 1 равно:

M = Mco2+Mh2o+Mso2+Mo2+Mn2

Из уравнений (Формула 1) найдем:

Mco2 = C12

Mh2o = H2

Mso2 = S32

Количество молей кислорода, не использованного в процессе сгорания, определится как:

Mo2 = 0,21 (α1) Lo

Общее количество молей азота, не принимающего участия в реакции горения:

Mn2 = 0,79L = 0,79 αLo

Подставляя полученные значения в уравнение (Формула 5), получим:

M = C12+H2+S32+0,21 (α1) Lo + 0,79 αLo

Или:

M = C12+H2+S32+(α0,21) Lo

Количество молей воздуха L до сгорания также может быть найдено с помощью уравнений (Формула 1):

L = Lo2 α=1+Mo2+Mn2

где:

Lo2 α=1 = C12+H4+S32O32

Тогда:

L = C12+H4+S32O32+(α0,21) Lo

Из равенств (Формула 6) и (Формула 7) найдем приращение количества молей газов ΔM:

M = H4+O32 = 8H+O32 кмоль/кг топл

Как видно из равенства (Формула 8), приращение количества молей газов определяется содержанием в топливе кислорода и водорода и не зависит от коэффициента избытка воздуха на сгорание.

Отношение количества молей продуктов сгорания к количеству молей свежего воздуха, участвующего в реакции горения, называется химическим коэффициентом молекулярного изменения:

βo = M/L = (L+M)/L = 1+(8H+O)32 αLo

Действительный коэффициент молекулярного изменения β должен учитывать количество молей остаточных газов Mг, находящихся в цилиндре к моменту начала процесса сгорания. Он равен:

β = (M+Mг )/(L+Mг ) = (M/L+Mг/L)/(L/L+Mг/L) = (βo+γг )/(1+γг )

Из уравнения (Формула 9) найдем: ΔM/L = β0-1; тогда для произвольного момента процесса сгорания, когда сгорела лишь i-тая доля топлива, текущее значение коэффициента βi, равно:

β1 = (L+iM+Mг)/(L+Mг) = 1+iM/(L+Mг) = M/Li/(1+ γг)

Анализируя формулы 9—11, можно сказать:

  1. При i = 1 (все топливо сгорело), формула 11 принимает вид (Формула 10);
  2. β0 всегда больше 1, а β < β0;
  3. С увеличением коэффициента избытка воздуха на сгорание коэффициенты β0 и β уменьшаются.

Обычно при расчетах судовых дизелей принимают для точки z цикла: βz ≈ β, пренебрегая догоранием. Это допущение лежит в пределах погрешности расчета. Кроме того, при расчетах β не учитывается полнота сгорания топлива — получение угарного газа CO (неполное сгорание) и чистого углерода (дымный выхлоп). Для хорошо отрегулированных двигателей эти допущения не дают большой погрешности.

Смотрите также:

а) Определение количества воздуха, необходимого для сгорания топлива
в) Определение теплоемкости продуктов сгорания
г) Вывод уравнения сгорания
д) Анализ уравнения сгорания

Сноски
Sea-Man

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Март, 04, 2015 3240 0

Канал сайта в Telegram

Добавить комментарий

Читайте также

Текст скопирован
Пометки
Избранные статьи
Loading

Здесь будут храниться статьи, сохраненные вами в "Избранном". Статьи сохраняются в cookie, поэтому не удаляйте их.

Статья добавлена в избранное! Перезагрузка...