.

Процесс сгорания топлива в цилиндре дизеля

Общая схема физических явлений при сгорании топлива

Процессы самовоспламенения и сгорания менее всего изучены в дизелях. Первоначально предполагалось, что топливо горит в рабочем цилиндре в жидкой фазе. Однако последующие исследования показали, что самовоспламенению предшествует испарение топлива.

Наибольшее распространение сегодня получили цепочно-тепловые представления о природе физических явлений, протекающих при воспламенении топлива. Цепочно-тепловая теория горения разработана отечественными исследователями во глазе с академиком Н.Н. Семеновым.

Физико-химические процессы самовоспламенения могут быть представлены следующим образом. После впрыска топлива, прогрева капель, их испарения в цилиндре происходит большое количество столкновений молекул паров топлива и кислорода воздуха. Однако к химическому взаимодействию и экзотермической реакции приводит лишь небольшое число столкновений «активных» молекул, у которых энергия выше средней. Этот избыток энергии назван «энергией активации».

Камера сгорания дизельного двигателя

В результате химического взаимодействия активных молекул образуются промежуточные соединения — первичные продукты окисления (перекиси), свободные атомы кислорода, водорода и радикалы. Если образовавшиеся новые активные молекулы взаимодействуют далее, то начинается цепная реакция. Возникает «холодное пламя» — результат низкотемпературного окисления.
Поскольку цепная реакция идет с разветвлением цепей, то выделяющееся тепло наряду с увеличением температуры от сжатия воздушного заряда приводит к тому, что количество подводимого тепла превосходит отводимое тепло через стенки цилиндра в окружающую среду.

Начинается прогрессирующий саморазогрев в результате ускорения экзотермической реакции. Наконец, температура топлива и воздуха достигает такой величины, когда саморазогрев возможен уже не от разветвления цепей, а от самой температуры. Происходит тепловой взрыв (или самовоспламенение) в одной или нескольких точках камеры сгорания. От образовавшихся очагов пламени фронт сгорания распространяется с большой скоростью (10-25 м/сек) на весь объем горючей смеси. Дальнейшее воспламенение новых порций топлива, подаваемого в цилиндр, осуществляется от имеющегося открытого очага пламени.

Смотрите также:

б) Характеристика процесса сгорания по индикаторной диаграмме

в) Факторы, влияющие на фазы процесса сгорания

г) Критерии оценки характера сгорания

Март, 02, 2015 1317 0
Читайте также