Понятие о полном и неполном сгорании
L действ – действительное кол-во воздуха в камере сгорания.
L теоретич - теоретически необходимое кол-во воздуха.
- состав который обеспечивает полное сгорание топлива без остатка избыточного кислорода.
Если в смеси воздуха больше теоретически необходимого количества, то её называют «бедной» и, соответственно, «
» больше 1, и наоборот.
Полнота сгорания топлива зависит от скорости распространения фронта пламени. Эта скорость возрастает с повышением давления, температуры рабочей смеси, частоты вращения коленчатого вала и т.д.
Если смесь «бедная» или «богатая», то лишние вещества не участвуют в горении, забирают на себя теплоту, охлаждая смесь и в отработанных газах появляются продукты неполного сгорания топлива -оксид углерода (СО), углеводороды (СН) и т.п. Из-за этого температура и давление в камере сгорания уменьшаются и двигатель теряет часть мощности.
Требования, предъявляемые к авиационным топливам
Авиационный бензин должен использоваться только в летательных аппаратах, использование этого бензина для других целей запрещается.
Требования к характеристикам авиационного бензина:
Октановое число (бедная смесь), не менее 91
Сортность (богатая смесь), не менее 115
Температура начала кристаллизации, не выше минус 60 °С
Содержание механических примесей и воды - отсутствие
Давление насыщенных паров 29,3 - 49 кПа
Фракционный состав:
10 процентов отгоняется при температуре не выше 82 °С
50 процентов отгоняется при температуре не выше 105 °С
90 процентов отгоняется при температуре не выше 170 °С
остаток от разгонки, не более 1,5 процентов
потери от разгонки, не более 1,5 процентов
|
|
Массовая доля общей серы, не более 0,05 процентов
Особенности процесса сгорания в поршневых двигателях. Понятие о детонации и причины её возникновения.
В двигателе сжатая топливо - воздушная смесь имеет возможность сгорать в двух режимах, которые отличаются интенсивностью горения и скоростью этого процесса:
А) нормальное горение - фронт горения имеет скорость 20-40 м/сек.;
Б) взрывное (детонационное) сгорание - скорость около 2000 м/сек.;
При взрывном сгорании температура газов горения резко повышается - до 3500 - 4000 градусов Цельсия, против 2500 при обычном медленном типе горения.
Детонация – образование очагов взрыва, а не равномерное зажигание ТВС.
В нормальном процессе горения фронт пламени от искры свечи – распространяется по увеличивающемуся кругу последовательно и поступательно от этого центра поджига.
В процессе же детонации первоначальное горение от искры свечи, быстро переходит в объемный взрыв по всей толще сжатой рабочей смеси. При сгорании первой порции рабочей смеси – слоя вокруг искры свечи - сразу резко поднимается давление и температура в областях камеры сгорания еще не подверженных горению. Если углеводороды несгоревшей части топлива обладают недостаточной стойкостью к окислению присутствующим в рабочей смеси кислородом воздуха, начинается интенсивное разложение очень сильно сжатых паров бензина на так называемые перекиси (накапливание перекисных соединений), а затем их взрывной распад.
При высокой концентрации перекисных соединений происходит объемный взрыв, за счет их мгновенного самовоспламенения (за счет большого давления, создаваемого поршнем) по всей толще этого объема. Самовоспламенение части рабочей смеси перед фронтом пламени приводит к взрывному горению оставшейся части топлива по всей его толще, к так называемому детонационному сгоранию.
|
|
В стандартных поршневых двигателях ударные волны повышенного давления детонации «сбивают» пленку масла со стенок цилиндра (поршень начинает "драть" по цилиндру), повышают температуру двигателя и приводят к его перегреву, приводят к повышенной нагрузке на шарниры двигателя и пр. Поэтому поршневые двигатели быстро выходят из строя и разрушаются от больших сил детонационных процессов. Так же повышенная температура - до 4000 градусов- приводит к быстрому прогоранию поршней и потере упругих свойств поршневых колец, а так же быстрому обугливанию масла на стенках цилиндра.
Однако детонационное сгорание на нынешнем уровне развития техники в области двигателестроения не применяется ввиду несовершенства конструкции всех нынешних типов ДВС.
6)Понятие об октановом числе и сортности бензинов. Способы повышения детонационной стойкости бензинов.
Окта́новое число́ — показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива (способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии) для (Хаустов педрило) двигателей внутреннего сгорания. Число равно содержанию (в процентах по объёму) изооктана (2,2,4-триметилпентана) в его смеси с н-гептаном, при котором эта смесь эквивалентна по детонационной стойкости исследуемому топливу в стандартных условиях испытаний.
|
|
Сортность бензинов, показатель детонационной стойкости бензинов для авиационных поршневых двигателей с искровым зажиганием характеризует мощность, которую может развить двигатель на данном бензине по сравнению с мощностью на эталонном изооктане как в чистом виде (сортность 100), так и с различным содержанием антидетонатора — тетраэтилсвинца при одинаковых режиме и условиях работы двигателя. Деление бензинов на марки зависит от октанового числа, а для авиационных бензинов — и от сортности.
Детонационная стойкость — это важный показатель, влияющий на правильную и стабильную работу двигателя, по которому определяют необходимое соотношение компонентов в бензинах. Высокая детонационная стойкость достигается тремя основными способами. Первый — использование в качестве базовых бензинов наиболее высокооктановых вторичных продуктов переработки нефти или увеличение их доли в бензинах. Второй способ предусматривает широкое использование высокооктановых компонентов, вовлекаемых в бензины. Третий путь состоит в применении антидетонационных присадок. В настоящее время широко используют все три направления повышения детонационной стойкости бензинов.