1) Основные условия образования.
В дизелях альдегиды образуются в период предпламенных реакций (их называют также холодным пламенем). Альдегиды и пероксиды (перекиси) являются типичными продуктами этих реакций. При образовании альдегидов выделяется тепло. В процессе самовоспламенения топлива они активной роли не играют. Как в дизелях, так и в двигателях с искровым зажиганием могут образоваться альдегиды, если часть процесса сгорания протекает при очень низких температурах (не более 500–800 К). Последнее наблюдается при охлаждении смеси холодными поверхностями камеры сгорания илипри сгорании очень обеднённой смеси (α = 0,7–0,9) в конце процесса сгорания в двигателях с послойным смесеобразованием.
Остаточные газы могут служить дополнительным, а возможно и главным источником первичных альдегидов в цилиндре дизеля. Выделяемые с отработавшими газами альдегиды, по своему происхождению не связаны непосредственно с процессом основного сгорания в цилиндре дизеля и образуются в конце процесса расширения в момент выпуска отработавших газов. Источниками альдегидов в этом случае могут быть плёнка смазочного масла, которая остаётся на зеркале цилиндра при движении поршня в ходе расширения, топливо, подтекающее из распылителя после отсечки, и топливно-воздушная смесь, находящаяся у стенок цилиндра.
2) Механизм образования альдегидов.
Альдегиды непосредственно реагируют с кислородом, образуя гидроперекиси, которые могут дать радикалы путём разрыва перекисной связи. Получившиеся при этом цепи, в свою очередь, увеличивают концентрацию альдегидов до тех пор, пока не достигнет некоторое равновесие между образующимися и разрушающимися альдегидами.
Образование углеводородов сопровождает два эффекта: тушение (рассеяние) пламени за счет деформации и растяжения фронта пламени и его тушение на стенках и в зазорах.
Погасание пламени за счет деформации фронта пламени зависит только от процессов в газовой смеси. Высокая деформация фронта пламени (вызванная, например, интенсивной турбулентностью) приводит к локальному тушению пламени.2. Погасание пламени на стенках и в зазорах вызвано его взаимодействием состенками системы. Перенос тепла (охлаждение зоны реакции), также как и увод реакционно-способных промежуточных компонентов (например, свободных радикалов) засчет поверхностных реакций, являются причиной погасания пламени. Сценарий образования СnНm [8], зависит от конструкции дизеля и параметров егоработы. Одна из основных причин образования СnНm, – наличие холодных пристеночных слоев в КС. В процессе сгорания топлива пламя распространяется к стенке, от которой отводится теплота, и радикалы, образовавшиеся при горении, рекомбинируются на холодных стенках.
Частицы сажи – это агломерат пакетов (кристаллов) [10], которые в свою очередь состоят из набора отдельных сеток (пластинок) графитовых шестиугольников. Пакет состоит из двух – пяти пластинок диаметром 17-30 ангстрем, средней толщиной 3,55ангстрем. Сажевые частицы могут иметь диаметр 20-6000 ангстрем, но обычно 50-500ангстрем. В частице сажи, диаметром 200 ангстрем содержится около 1500 пакетов.Образование сажи – объёмный процесс термического разложения (пиролиза) углеводородов в газовой (паровой) фазе в условиях сильного недостатка окислителя.
1) Основные условия образования окиси углерода.
В двигателях внутреннего сгорания образование окиси углерода, может происходить:– в ходе холодно пламенных реакций (в дизелях), при сгорании топливовоздушных смесей с некоторым недостатком кислорода (α = 0,9–1,1) при температуре порядка 2100–2300к;– вследствие диссоциации двуокиси углерода, возникающей приα = 1,4–1,6 и температурах порядка 1200–1500 к
образования окислов азота
– При температурах ниже 650-700 К оксид азота NO начинает окисляться до диоксида NO2 по следующей реакции:
2NO + О2=2NО2. (22)
– Вторая стадия – быстрое образование NO (образование NO по механизму Фенимора). Дополнительный механизм быстрого образования NO во фронте пламени более сложный, чем механизм термического образования NO, поскольку в нем участвуют радикалы СН, которые ранее рассматривались как несущественный промежуточный компонент, т. е. NO образуется по сложной схеме реакций. Радикалы СН, образующиеся как промежуточные компоненты только во фронте пламени, реагируют с азотом воздуха с образованием цианисто-водородной кислоты, которая далее реагирует с образованием NO
Вопрос 9. воздействие вредных веществ на человека от автомобиля
Вредные вещества — вещества, которые при контакте с организмом человека в случае нарушения требований безопасности могут вызвать производственные травмы, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений.
Вещества, обладающие способностью в относительно малых количествах нарушать нормальную жизнедеятельность организма и приводить к приходящим или стойким патологическим изменениям, называются ядовитыми (токсическими).
Ядовитые вещества хорошо растворяясь в биологических средах попадают в кровь и вызывают нарушение нормальной жизнедеятельности организма человека. По физиологическому воздействию вредные вещества подразделяются на четыре основные группы: — раздражающие, действующие на поверхностные ткани дыхательного тракта и слизистые оболочки (сернистый газ, хлор, аммиак, серной и азотной кислот, ацетон); — удушающие, нарушающие процесс усвоения кислорода тканями: (оксид углерода, сероводород, цианистый водород); — наркотические, действующие как наркотик (азот под давлением, дихлорэтан, ацетилен, бензин); — соматические, вызывающие нарушения деятельности организма, его отдельных органов и систем (свинец, бензол, олово, фосфор).
Степень и характер нарушений, вызываемых в организме воздействием токсических веществ, зависят от концентрации, продолжительности воздействия, путей проникновения их в организм, температуры окружающей среды, состояния организма и других факторов.
Химические вещества могут проникать в организм человека тремя путями: через органы дыхания, пищеварительный тракт и кожный покров. Наиболее сильное воздействие оказывают яды, проникающие в органы дыхания. Это связано с тем, что всасывание ядов в этом случае происходит очень интенсивно и они сразу же через легкие попадают в кровь, минуя печень.
В пищеварительный тракт токсические вещества поступают путем заглатывания вдыхаемых паров, газов или пыли при курении или во время еды. Яды в этом случае частично обезвреживаются печенью и кислой средой желудка.
Те вещества, которые хорошо растворимы в жирах, могут проникать в организм человека через кожный покров (ароматические и хлорированные углеводороды — бензол, ксилол, четыреххлористый углерод и др.). При таком пути проникновения в организм яды также проникают непосредственно в кровь, минуя печень. Быстрота их проникновения при этом зависит от ряда факторов: состояния кожного покрова, метеорологических условий (особенно температуры), состояния самого организма и его сопротивляемости.
Из организма, яды частично выделяются, а частично откладываются в различных его системах и органах: печени, мышцах, костях вызывая вспышки заболевания.
Отравления, вызываемые промышленными ядами, называются профессиональными отравлениями.
Отравления могут быть острыми и хроническими. Острое наблюдается в случае внезапного проникновения в организм человека значительного количества вредного вещества. Налицо быстро появляются явные признаки заболевания. В производственных условиях такие отравления наблюдаются довольно редко, как правило, в аварийных случаях. Гораздо чаще наблюдаются хронические отравления, которые являются результатом многократного воздействия на организм человека вредных веществ в небольших количествах.
В соответствии с ГОСТ 12.1.007−76 «Вредные вещества» по степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:
— вещества чрезвычайно опасные;
— вещества высокоопасные;
— вещества умеренно опасные;
— вещества малоопасные.