Как температура и давление в цилиндрах дизеля влияют на работу мотора

Факторы влияющие на развитие третьей фазы

1. Качество распыления и количество топлива, впрыскиваемого после начала сгорания. Чем меньше подано топлива до начала третьей фазы горения, тем меньше будет выделено теплоты в этой фазе, что характерно для работы дизеля на малых нагрузках.
2. Скорость движения воздушного заряда. Рост скорости движения заряда увеличивает тепловыделение, но это происходит до определенного момента. При чрезмерном завихрении заряда тепловыделение в третьей фазе снижается, так как в этом случае продукты сгорания из зоны одного факела попадают в зону другого, увеличивая неполноту сгорания.
3. Частота вращения коленчатого вала С ростом частоты вращения коленчатого вала скорость движения заряда увеличивается, а распыление улучшается. Продолжительность третьей фазы сокращается.

Четвертая фаза горения (04) — догорание начинается в момент достижения максимальной температуры и продолжается в течение всего времени догорания топлива. В течение этой фазы догорает топливо, не успевшее сгореть в третьей фазе, причем происходит это в условиях недостатка кислорода, так как значительное его количество уже израсходовано. Поэтому догорание протекает медленно.

За время четвертой фазы при полной нагрузке дизеля выделяется 15—25 % теплоты. Таким образом, общее количество тепловыделения к концу четвертой фазы оставляет 90—95 %. Остальные 5—10 % теряются вследствие неполноты сгорания топлива. Продолжительность четвертой фазы 3,5—5 мс. что соответствует 50—60° поворота коленчатого вала.

Дизельный двигатель отличается от бензинового тем, что топливо поджигается не от искры — оно самовоспламеняется при повышении давления и происходящем от этого разогреве.

Известно, что температура воспламенения дизельного топлива составляет от 70 до 120 ºС. Температура самовоспламенения колеблется в диапазоне от 300 до 330 ºС. В цилиндрах дизеля за счёт сжатия воздуха до давлений порядка 30 бар он разогревается именно до этих температур. Впрыскиваемое в этот момент топливо самовоспламеняется и горит, резко увеличивая давление в камере. Температура горения дизельного топлива составляет примерно 1100 ºС.

Возросшее в цилиндре дизельного двигателя давление толкает поршень вниз, за счёт его перемещения совершается полезная работа, вращающая колёса.

Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов

Представлена таблица удельной теплоты сгорания газообразного топлива и некоторых других горючих газов в размерности МДж/кг. Из рассмотренных газов наибольшей массовой удельной теплотой сгорания отличается водород. При полном сгорании одного килограмма этого газа выделится 119,83 МДж тепла. Также высокой теплотворной способностью обладает такое топливо, как природный газ — удельная теплота сгорания природного газа равна 41…49 МДж/кг (у чистого метана 50 МДж/кг). Удельная теплота сгорания газообразного топлива и горючих газов (водород, природный газ, метан)

Топливо	Удельная теплота сгорания, МДж/кг
1-Бутен	45,3
Аммиак	18,6
Ацетилен	48,3
Водород	119,83
Водород, смесь с метаном (50% H2 и 50% CH4 по массе)	85
Водород, смесь с метаном и оксидом углерода (33-33-33% по массе)	60
Водород, смесь с оксидом углерода (50% H2 50% CO2 по массе)	65
Газ доменных печей	3
Газ коксовых печей	38,5
Газ сжиженный углеводородный СУГ (пропан-бутан)	43,8
Изобутан	45,6
Метан	50
н-Бутан	45,7
н-Гексан	45,1
н-Пентан	45,4
Попутный газ	40,6…43
Природный газ	41…49
Пропадиен	46,3
Пропан	46,3
Пропилен	45,8
Пропилен, смесь с водородом и окисью углерода (90%-9%-1% по массе)	52
Этан	47,5
Этилен	47,2

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен. Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Топливо	Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Бумага	17,6
Дерматин	21,5
Древесина (бруски влажностью 14 %)	13,8
Древесина в штабелях	16,6
Древесина дубовая	19,9
Древесина еловая	20,3
Древесина зеленая	6,3
Древесина сосновая	20,9
Капрон	31,1
Карболитовые изделия	26,9
Картон	16,5
Каучук бутадиенстирольный СКС-30АР	43,9
Каучук натуральный	44,8
Каучук синтетический	40,2
Каучук СКС	43,9
Каучук хлоропреновый	28
Линолеум поливинилхлоридный	14,3
Линолеум поливинилхлоридный двухслойный	17,9
Линолеум поливинилхлоридный на войлочной основе	16,6
Линолеум поливинилхлоридный на теплой основе	17,6
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе	20,3
Линолеум резиновый (релин)	27,2
Парафин твердый	11,2
Пенопласт ПХВ-1	19,5
Пенопласт ФС-7	24,4
Пенопласт ФФ	31,4
Пенополистирол ПСБ-С	41,6
Пенополиуретан	24,3
Плита древесноволокнистая	20,9
Поливинилхлорид (ПВХ)	20,7
Поликарбонат	31
Полипропилен	45,7
Полистирол	39
Полиэтилен высокого давления	47
Полиэтилен низкого давления	46,7
Резина	33,5
Рубероид	29,5
Сажа канальная	28,3
Сено	16,7
Солома	17
Стекло органическое (оргстекло)	27,7
Текстолит	20,9
Толь	16
Тротил	15
Хлопок	17,5
Целлюлоза	16,4
Шерсть и шерстяные волокна	23,1

1. Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
2. ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
3. ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
4. ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
5. ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
6. Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2020 — 970 с.

Теплотворность твердых материалов

К этой категории относится древесина, торф, кокс, горючие сланцы, брикетное и пылевидное топливо. Основная составная часть твердого топлива — углерод.

Особенности разных пород дерева

Максимальная эффективность от использования дров достигается при условии соблюдения двух условий — сухости древесины и медленном процессе горения.

Куски дерева распиливают или рубят на отрезки длиной до 25-30 см, чтобы дрова удобно загружались в топку

Идеальными для дровяного печного отопления считаются дубовые, березовые, ясеневые бруски. Хорошими показателями характеризуется боярышник, лещина. А вот у хвойных пород теплотворность низкая, но высокая скорость горения.

Как горят разные породы:

1. Бук, березу, ясень, лещину сложно растопить, но они способны гореть сырыми из-за низкого содержания влажности.
2. Ольха с осиной не образуют сажи и «умеют» удалять ее из дымохода.
3. Береза требует достаточного количества воздуха в топке, иначе будет дымить и оседать смолой на стенках трубы.
4. Сосна содержит больше смолы, чем ель, поэтому искрит и горит жарче.
5. Груша и яблоня легче других раскалывается и отлично горит.
6. Кедр постепенно превращается в тлеющий уголь.
7. Вишня и вяз дымит, а платан сложно расколоть.
8. Липа с тополем быстро прогорают.

Показатели ТСТ разных пород сильно зависят от плотности конкретных пород. 1 кубометр дров эквивалентен примерно 200 литрам жидкого топлива и 200 м3 природного газа. Древесина и дрова относятся к категории с низкой энергоэффективностью.

Влияние возраста на свойства угля

Уголь является природным материалом растительного происхождения. Добывается он из осадочных пород. В этом топливе содержится углерод и другие химические элементы.

Кроме типа на теплоту сгорания угля оказывает влияние и возраст материала. Бурый относится к молодой категории, за ним следует каменный, а самым старшим считается антрацит.

По возрасту горючего определяется и влажность: чем моложе уголь, тем больше в нем содержание влаги. Которая также влияет на свойства этого типа топлива

Процесс горения угля сопровождается выделением веществ, загрязняющих окружающую среду, колосники котла при этом покрываются шлаком. Еще один неблагоприятный фактор для атмосферы — наличие серы в составе топлива. Этот элемент при соприкосновении с воздухом трансформируется в серную кислоту.

Производителям удается максимально снизить содержание серы в угле. В результате ТСТ отличается даже в пределах одного вида. Влияет на показатели и география добычи. Как твердое топливо может использоваться не только чистый уголь, но и брикетированный шлак.

Наибольшая топливная способность наблюдается у коксующегося угля. Хорошими характеристиками обладает и каменный, древесный, бурый уголь, антрацит.

Характеристики пеллет и брикетов

Это твердое топливо изготавливается промышленным способом из различного древесного и растительного мусора.

Измельченная стружка, кора, картон, солома пересушивается и с помощью специального оборудования превращается в гранулы. Чтобы масса приобрела определенную степень вязкости, в нее добавляют полимер — лигнин.

Пеллеты отличаются приемлемой стоимостью, на которую влияют высокий спрос и особенности процесса изготовления. Использоваться этот материал может только в предназначенных для такого вида топлива котлах

Брикеты отличаются только формой, их можно загружать в печи, котлы. Оба типа горючего делятся на виды по сырью: из кругляка, торфа, подсолнечника, соломы.

У пеллет и брикетов есть существенные преимущества перед прочими разновидностями топлива:

• полная экологичность;
• возможность хранения практически в любых условиях;
• устойчивость к механическим воздействиям и грибку;
• равномерное и длительное горение;
• оптимальный размер гранул для загрузки в отопительное устройство.

Экологичное топливо — хорошая альтернатива традиционным источникам тепла, которые не возобновляются и неблагоприятно действуют на окружающую среду. Но пеллеты и брикеты отличаются повышенной пожароопасностью, что стоит учитывать при организации места хранения.

При желании, можно наладить изготовление топливных брикетов собственноручно, подробнее – в этой статье.

Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Приведена таблица удельной теплоты сгорания некоторых горючих материалов (стройматериалы, древесина, бумага, пластик, солома, резина и т. д.). Следует отметить материалы с высоким тепловыделением при сгорании. К таким материалам можно отнести: каучук различных типов, пенополистирол (пенопласт), полипропилен и полиэтилен. Удельная теплота сгорания некоторых горючих материалов

Топливо	Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Бумага	17,6
Дерматин	21,5
Древесина (бруски влажностью 14 %)	13,8
Древесина в штабелях	16,6
Древесина дубовая	19,9
Древесина еловая	20,3
Древесина зеленая	6,3
Древесина сосновая	20,9
Капрон	31,1
Карболитовые изделия	26,9
Картон	16,5
Каучук бутадиенстирольный СКС-30АР	43,9
Каучук натуральный	44,8
Каучук синтетический	40,2
Каучук СКС	43,9
Каучук хлоропреновый	28
Линолеум поливинилхлоридный	14,3
Линолеум поливинилхлоридный двухслойный	17,9
Линолеум поливинилхлоридный на войлочной основе	16,6
Линолеум поливинилхлоридный на теплой основе	17,6
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой основе	20,3
Линолеум резиновый (релин)	27,2
Парафин твердый	11,2
Пенопласт ПХВ-1	19,5
Пенопласт ФС-7	24,4
Пенопласт ФФ	31,4
Пенополистирол ПСБ-С	41,6
Пенополиуретан	24,3
Плита древесноволокнистая	20,9
Поливинилхлорид (ПВХ)	20,7
Поликарбонат	31
Полипропилен	45,7
Полистирол	39
Полиэтилен высокого давления	47
Полиэтилен низкого давления	46,7
Резина	33,5
Рубероид	29,5
Сажа канальная	28,3
Сено	16,7
Солома	17
Стекло органическое (оргстекло)	27,7
Текстолит	20,9
Толь	16
Тротил	15
Хлопок	17,5
Целлюлоза	16,4
Шерсть и шерстяные волокна	23,1

1. Абрютин А. А. и др. Тепловой расчет котлов. Нормативный метод.
2. ГОСТ 147-2013 Топливо твердое минеральное. Определение высшей теплоты сгорания и расчет низшей теплоты сгорания.
3. ГОСТ 21261-91 Нефтепродукты. Метод определения высшей теплоты сгорания и вычисление низшей теплоты сгорания.
4. ГОСТ 22667-82 Газы горючие природные. Расчетный метод определения теплоты сгорания, относительной плотности и числа Воббе.
5. ГОСТ 31369-2008 Газ природный. Вычисление теплоты сгорания, плотности, относительной плотности и числа Воббе на основе компонентного состава.
6. Земский Г. Т. Огнеопасные свойства неорганических и органических материалов: справочник М.: ВНИИПО, 2020 — 970 с.

Частые проблемы дизелей: момент впрыска и компрессия

Если сжатие смеси в цилиндре оказывается недостаточным, во время работы двигателя можно услышать шумы и металлические стуки. Дело в том, что в таком случае смеси нужно больше времени, чтобы нагреться до температуры воспламенения.

Получается, снижение компрессии дизельного двигателя увеличивает время до воспламенения заряда.

При этом в цилиндре несгоревшей смеси будет больше, чем нужно. В результате в момент возгорания такого заряда процесс горения приобретает взрывной характер, давление резко увеличивается, появляется ударная волна и детонация, разрушая ЦПГ и оказывая значительные нагрузки на детали мотора.

Также снижение компрессии приводит к тому, что дизель начинает дымить. Выхлоп может быть черным или серовато-белым. В случае с белым дымом из выхлопной трубы, дизтопливо попросту неэффективно воспламеняется в момент, когда поршень доходит до ВМТ.

Затем поршень идет вниз, температура и давление дополнительно снижаются, нет условий для горения. Получается, несгоревшая солярка испаряется и далее попадает в выпускную систему

То же самое происходит и в том случае, если впрыск дизтоплива слишком поздний. Другими словами, компрессия в цилиндрах нормальная, но подача топлива с опозданием приводит к тому, что поршень уже идет вниз, нет нужного сжатия и давления для самовоспламенения.

Если же выхлоп черный, это может указывать на то, что форсунки «переливают», то есть подача горючего происходит в большем объеме, чем необходимо. Простыми словами, дизтоплива много, а кислорода просто недостаточно на такое количество горючего.

Имеющийся кислород позволяет выгореть только части топлива, а несгоревшие остатки превращаются в углерод, что и проявляется в виде характерного черного дыма из выхлопной трубы.

Еще отметим, что к похожим проблемам может приводить недостаточная подача воздуха (например, забит воздушный фильтр), завоздушивание системы питания дизельного двигателя и т.д.

В итоге, если нарушается нормальный процесс смесеобразования, это закономерно влияет на момент воспламенения и последующую эффективность сгорания топливного заряда в цилиндрах.

Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

В таблице представлены значения удельной теплоты сгорания сухого твердого топлива в размерности МДж/кг. Топливо в таблице расположено по названию в алфавитном порядке.

Наибольшей теплотворной способностью из рассмотренных твердых видов топлива обладает коксующийся уголь — его удельная теплота сгорания равна 36,3 МДж/кг (или в единицах СИ 36,3·106 Дж/кг). Кроме того высокая теплота сгорания свойственна каменному углю, антрациту, древесному углю и углю бурому.

К топливам с низкой энергоэффективностью можно отнести древесину, дрова, порох, фрезторф, горючие сланцы. Например, удельная теплота сгорания дров составляет 8,4…12,5, а пороха — всего 3,8 МДж/кг. Удельная теплота сгорания твердого топлива (угля, дров, торфа, кокса)

Топливо	Удельная теплота сгорания, МДж/кг
Антрацит	26,8…34,8
Древесные гранулы (пиллеты)	18,5
Дрова сухие	8,4…11
Дрова березовые сухие	12,5
Кокс газовый	26,9
Кокс доменный	30,4
Полукокс	27,3
Порох	3,8
Сланец	4,6…9
Сланцы горючие	5,9…15
Твердое ракетное топливо	4,2…10,5
Торф	16,3
Торф волокнистый	21,8
Торф фрезерный	8,1…10,5
Торфяная крошка	10,8
Уголь бурый	13…25
Уголь бурый (брикеты)	20,2
Уголь бурый (пыль)	25
Уголь донецкий	19,7…24
Уголь древесный	31,5…34,4
Уголь каменный	27
Уголь коксующийся	36,3
Уголь кузнецкий	22,8…25,1
Уголь челябинский	12,8
Уголь экибастузский	16,7
Фрезторф	8,1
Шлак	27,5

Методы определения температуры вспышки

Их существует два. Способ открытого тигля (емкость для нефтепродуктов).

Он включает в себя:

• очистку топлива от влаги, используя хлорид натрия;
• заполнение его до нужного уровня;
• нагрев емкости на 10 °C ниже предполагаемого результата;
• поджег горелки, работающей на газу над поверхностью;
• фиксацию температурных показателей вспышки.

Способ закрытого тигля имеет отличия. Бензин во время процедуры регулярно мешают. Когда крышка открывается, огонь в автоматическом режиме подноситься.

Аппарат для определения температуры вспышки.

Аппарат, позволяющий определять температуру вспышки, содержит такие компоненты:

• электронагреватель 600 Ватт;
• емкость 70 л;
• медную мешалку;
• поджигатель (электронный либо газовый);
• термометр.

Сами методы не сложные и позволяют быстро определить температуру вспышки.

Факторы

В процессе сгорания дизеля основную роль играют следующие факторы:

• Индуцированный заряд воздуха, его температура и его кинетическая энергия в нескольких измерениях.
• Распыляемость впрыскиваемого топлива, проникновение брызг, температура и химические характеристики.

Хотя эти два фактора являются наиболее важными, существуют другие параметры, которые могут существенно повлиять на работу двигателя. Они играют вторичную, но важную роль в процессе сгорания. Например:

Конструкция впускного канала. Она оказывает сильное влияние на движение наддувочного воздуха (особенно в тот момент, когда он входит в цилиндр) и на скорость перемешивания в камере сгорания. От этого может меняться температура горения дизельного топлива в котле.
Конструкция впускного отверстия также может влиять на температуру наддувочного воздуха. Это может быть достигнуто путем передачи тепла от водяной рубашки через площадь поверхности впускного отверстия.
Размер впускного клапана. Контролирует общую массу воздуха, впускаемого в цилиндр за конечное время.
Степень сжатия. Она влияет на испарение, скорость перемешивания и качество сгорания, независимо от температуры горения дизельного топлива в котле.
Давление впрыска. Оно контролирует продолжительность впрыска для заданного параметра отверстия сопла.
Геометрия распыления, которая непосредственно влияет на качество и температуру горения дизельного топлива и бензина за счет использования воздуха. Например, больший угол конуса разбрызгивания может поместить горючее сверху поршня и снаружи бака сгорания в дизельных двигателях DI с открытой камерой. Это условие может привести к чрезмерному «курению», так как горючее лишается доступа к воздуху. Широкие углы конуса могут также привести к разбрызгиванию топлива на стенках цилиндра, а не внутри камеры сгорания, где это требуется. Распыленное на стенку цилиндра, оно в конечном итоге будет перемещено вниз в масляный поддон, что сократит срок службы смазочного масла. Поскольку угол разбрызгивания является одной из переменных, влияющих на скорость перемешивания воздуха в топливной струе вблизи выходного отверстия инжектора, он может оказать существенное влияние на общий процесс сгорания.
Конфигурация клапана, которая контролирует положение инжектора. Двухклапанные системы создают наклонное положение инжектора, что подразумевает неравномерное распыление. Это приводит к нарушению смешивания топлива и воздуха. С другой стороны, конструкции с четырьмя клапанами допускают вертикальную установку инжектора, симметричное расположение распыления топлива и равный доступ к доступному воздуху для каждого из распылителей.
Положение верхнего поршневого кольца. Оно контролирует мертвое пространство между верхней площадкой поршня и гильзой цилиндра. Это мертвое пространство задерживает воздух, который сжимается и расширяется, даже не участвуя в процессе сгорания

Поэтому важно понимать, что система работы дизельного двигателя не ограничивается камерой сгорания, распылителями форсунок и их непосредственным окружением. Сгорание включает в себя любую часть или компонент, которые могут повлиять на конечный результат процесса

Потому ни у кого не должно быть сомнений по поводу того, горит ли дизельное топливо.

Основные характеристики топлива.

Основной
характеристикой топлива является его
химический состав, который выражается
в процентах от общей массы или объема
топлива. Для газообразного топлива его
состав устанавливается в виде предельных
и непредельных углеводородов и химических
элементов в составе топлива. 

Эти
элементы по-разному участвуют в процессе
горения, выделяя различное количество
тепла при его сжигании. Основными
элементами твердого и жидкого топлива
является углерод C , водород H , сера S ,
кислород O , азот N , минеральные примеси
А, влага W.

C
, H и S составляют горючую массу топлива
.

О
и N составляют внутренний балласт топлива
(чем их больше, тем сильнее ее слабые
качества). 

А
и W — внешний балласт топлива . 

C
+ H + S+ O + N + A + W = 100 % 

В
зависимости от содержания балластных
элементов в топливе и общей массы
топлива, элементарный состав в справочниках
и таблицах приводиться в 4-х видах:

-состав
на рабочую массу, когда присутствуют
все элементы:

-на
сухую массу:

-топливо
на горючую массу:

Все
расчеты, производимые в процессе горения
топлива, необходимо выполнять с
элементарным составом топлива, заданным
на рабочую массу. Поэтому для перерасчета
различных масс топлива на рабочую массу,
необходимо пользоваться следующими
расчетными уравнениями, которые приведены
в следующей таблице: 

ПРИМЕР:
В справочнике дано:

В
справочных таблицах может быть
обозначено  –
сера летучая :

,

где —
сера органическая, участвует в процессе
горения;

( )
— колчеданная, не горит (выпадает в
золу). 
Влажность
топлива –
количество воды (влаги), присутствующее
в топливе и отведенное к массе топлива.
Она зависит от связи с органическим
материалом топлива и подразделяется
на внешнюю влагу (поверхностная влага
и капиллярная) и внутреннюю, входящую
в коллоидные частицы топлива и гидратные
соединения: (CaSO₄∙2H₂O,
MgSO₂∙2H₂O).

Внутренняя
влага не удаляется из топлива при внешнем
подогреве, а лишь при прокаливании (при
102ºС и выше). 

Внешняя
влага удаляется при температурах выше
ее низких. 

Различные
виды топлива имеют различное значение
влажности. Для сравнения различных
видов по влажности приводиться в
справочниках понятие приведенной
влажности ,приходящейся на 1000 кДж теплоты
(низшей) сгорания топлива: 

,

где  —
низшая теплота сгорания топлива.
Зольность
топлива –
характеристика, которая устанавливает
соединение минеральных примесей в
топливе, которое не участвует в процессе
горения. 

Основной
характеристикой золы, выделившейся в
процессе горения, является ее тугоплавкость,
т.е. температура, при которой начинается
процесс расплавления твердой золы в
текучее состояние. Температура
тугоплавкости золы зависит от месторождения
добычи и определяется опытным путем .
Для сравнения различных топлив по
зольности устанавливается величина
относительной (приведенной) зольности
, т.е. зольность приходящаяся на 1000 кДж
низшей теплоты сгорания:

^Содержание
летучих газообразных продуктов сгорания
топлива.

Летучие
вещества есть газообразные продукты,
выделяемые из твердого и жидкого топлива
при температуре в диапазоне 870-1070 К без
доступа кислорода — окислителя. После
выделения летучих из топлива остается
кокс , содержащий углерод и твердую
минеральную часть топлива . В состав
летучих веществ входят: ^Низшая
и высшая теплота сгорания топлива.

Высшая –
общее количество тепла, выделяемое при
сгорании 1 кг топлива с учетом превращения
водяных паров выделяемых продуктов
сгорания в жидкость. Эта теплота учитывает
тепло , затрачиваемое на процесс
парообразования .

Низшая –
определяется путем вычитания из высшей
теплоты сгорания теплоты, пошедшей на
процесс парообразования. 

Опытным
путем теплоту сгорания топлива определяют
в лабораторных условиях в так называемых
каллориметрических бомбах. Теоретически
ее рассчитывают с помощью уравнения Д.
И. Менделеева согласно элементарного
состава топлива на рабочую массу с
учетом теплоты сгорания отдельных
элементов:

,
[Дж/кг]

Cp,
Нр и
др. – в %

Различные
виды топлива имеют различную теплоту
сгорания. Для сравнения тепловой ценности
различных топлив используют понятие
теплоты сгорания условного топлива ,
для которого принимается теплота
сгорания 29350 кДж /кг .

Для
пересчета любого натурального топлива
на условное используется следующий
коэффициент пересчета:

,
[КДж/кг]

^

Воспламенение — жидкое топливо

Воспламенение жидкого топлива определяется как выделением тепла, так и его потерей через стенки камеры сгорания ( или реакционного сосуда), пропорциональной температуре реакции, по известной формуле теплоотдачи qome — аР ( Тгаза — Тстен) от газа к стенке.
 

Температура воспламенения жидкого топлива обычно ненамного превышает температуру вспышки. Значительно выше температура самовоспламенения жидкого топлива, определяемая как температура, при которой смесь паров топлива с ВОЗДУХОМ воспламеняется без источника огня.
 

Температура воспламенения жидкого топлива — температура, при которой нагреваемое в установленных стандартом условиях топливо загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 сек.
 

Температура воспламенения жидкого топлива ( мазута) составляет примерно 500 С. Но при более низких температурах ( от 85 до 125 С и несколько выше) его пары, находящиеся над поверхностью мазута, воспламеняются при поднесении к ним открытого пламени ( например, зажженной спички), хотя сам мазут при этом не загорается.
 

Температура воспламенения жидкого топлива обычно ненамного превышает температуру вспышки. Для одного и того же нефтепродукта разность этих температур составляет не более 60 — 70 С. Температура самовоспламенения мазутов находится в пределах 500 — 600 С. В присутствии катализаторов и при обогащении воздуха кислородом температура самовоспламенения заметно снижается.
 

Температура воспламенения жидкого топлива — температура, при которой нагреваемое в установленных стандартом условиях ( ГОСТ 4333 — 48) топливо загорается при поднесении к нему пламени и горит не менее 5 сек.
 

Образование длух очагов турбулентного горения в дизельном цикле.

При воспламенении жидкого топлива вопрос об исходном соотношении топливо: воздух ( номинальный состав смеси) утрачивает смысл, поскольку в процессе смесеобразования создается поле концентраций в пределах а от 0 до оо. Поэтому изменение номинального соотношения топливо: воздух не влияет на дизельное воспламенение

Общая задержка воспламенения жидкого топлива складывается пз физической составляющей тфиз, соответствующей времени, затрачиваемому на распад топливной струи на капли, частичное их испарение и смешение паров топлива с воздухом, и химической составляющей тхим аналогичной задержке воспламенения однородной газовой смеси. Учитывая, что химические и физические процессы развиваются параллельно, с небольшим сдвигом по фазе, оценить длительность физической составляющей затруднительно.
 

Тот факт что воспламенение жидких топлив от сжатия осуществляется тем легче, чем легче возникает детонационное воспламенение того же топлива ( в гомогенной паровоздушной смеси) в двигателе с искровым зажиганием, означает принципиальное сходство этих двух типов воспламенения. Это предположение подтверждается и тем, что оба вида воспламенения развиваются примерно в одинаковых физических условиях. Так, например, топливо с 04 54 детонирует, в стандартных условиях испытания при е 5

Тот факт что воспламенение жидких топлив от сжатия осуществляется тем легче, чем легче возникает детонационное воспламенение того же топлива ( в гомогенной паровоздушной смеси) в двигателе с искровым зажиганием, означает принципиальное сходство этих двух типов воспламенения. Это предположение подтверждается и тем, что оба вида воспламенения развиваются примерно в одинаковых физических условиях. Так, например, топливо с 04 54 детонирует, в стандартных условиях испытания при е 5

Ек при кинетическом анализе воспламенения жидких топлив может привести к неправильным выводам о характере процесса воспламенения.
 

Колосниковая решетка, собранная из угловой стали.

Эта же решетка используется для воспламенения жидкого топлива. Последний, будучи в раскаленном состоянии, воспламеняет горючую смесь, поступающую из форсунки. Экран-отражатель 3 защищает стенки топки ( жаровой трубы) от непосредственного воздействия факела и аккумулирует некоторое количество тепла. Во время работы котла колосниковые плиты охлаждаются воздухом, поступающим через щели из зольника.
 

Результаты испытаний двух котлов ТГМ-84А, оборудованных мазутными горелками различной конструкции.| Схема движения топлива и воздуха в зоне воспламенения мазута, выходящего из вихревой горелки — ( по испытаниям модели.

Плотность дизтоплива в летнее и зимнее время

Топливо, используемое в летний и зимний период, отличается по своих основным характеристикам.

Для зимы подойдет горючее, которое имеет такие показатели:

• низкая плотность;
• невысокий показатель вязкости;
• не замерзает при температуре -45О.

Низкие показатели плотности вязкости позволяют горючему не превращаться в гель, и свободно циркулировать внутри ДВС. В холодное время категорически исключается применение топлива, высокой плотности, во избежание проблем с системой фильтров.

Летнее топливо характеризуется:

• высокой плотностью (не менее 0,86 кг/л);
• трудновоспломеняемостью (выдерживает повышение температуры до +45оС).

При использовании в летнее время зимнего топлива мощность работы мотора снижается, а задымленность повышается.

Лучшее время для летнего горючего – апрель – сентябрь, если температура не опускается ниже -4оС. Иначе ДТ станет мутным, а при снижении температуры еще на несколько градусов может привести к нарушениям в работе двигателя.

Что будет, если вместо 92 залить 95?

Если зальете в двигатель, предназначенный для 92, 95-ый бензин, то ничего плохого не будет, скорее лучше. Т.е. двигатель будет работать мягче. Это необходимо понимать, что если заливаете топливо с более хорошими характеристиками, то для двигателя это еще лучше. Т.е. детонация исключается практически вообще, соответственно топливо будет воспламеняться именно от свечи зажигания, а не от степени сжатия.

Поэтому заливая топливо с более высоким октановым числом, двигатель будет чуть лучше, чуть мягче работать. Т.е. большему октановому числу нужны более высокая температура и степень сжатия. Таким образом, такое топливо дольше горит и выделяет больше тепла. Но не стоит ожидать от него большого прилива мощности, либо уменьшения расхода, Вы этого не почувствуете.