Главная -> Словарь

Предпламенного окисления

Характерной особенностью фотохимических реакций является слабая зависимость их скорости от начальной температуры смеси. Изменение в широких пределах начальной температуры смеси не оказывает существенного влияния на интенсивность излучения. Соответственно этому, как показывает опыт, в предпламенной зоне не происходит возрастания скорости предпламенных процессов, что, в свою очередь, не отражается и на скорости распространения пламени . Так, например, изменение начальной температуры метано-воз-душной смеси с 20 до 680 °С приводит к возрастанию скорости распространения пламени всего в 10 раз .

Воспламенение углеводородо-воздушных смесей в связи со сложным цепным механизмом развития предпламенных процессов может быть одно- или многостадийным, в зависимости от температуры и давления среды и строения углеводородов, составляющих смесь. При некоторых условиях обычному воспламенению смеси может предшествовать появление так называемого холодного пламени — особой промежуточной стадии окислительного процесса, сопровождающейся относительно небольшим повышением температуры и слабым сине-фиолетовым свечением, различимым визуально лишь в темноте. Считают, что причиной свечения является хемилюминесценция, вызываемая возбужденными молекулами формальдегида. Холоднопламенный саморазогрев горючей смеси ясно обнаруживается при исследованиях в бомбе — в виде характерного скачка на индикаторной диаграмме .

Воспламенение углеводородно-воздушных смесей в связи со сложным цепным механизмом развития предпламенных процессов может быть одно- или многостадийным в зависимости от температуры и давления среды и строения углеводородов, составляющих смесь. При некоторых условиях обычному воспламенению смеси может предшествовать появление так называемого холодного пламени — особой промежуточной стадии окислительного процесса, сопровождающейся относительно небольшим повышением температуры и слабым сине-фиолетовым свечением, различимым визуально лишь в темноте. Считают, что причиной свечения является хемилюминесценция, вызываемая возбужденными молекулами формальдегида. Холоднопламенный саморазогрев горючей смеси ясно обнаруживается при исследованиях в бомбе — в виде характерного скачка на индикаторной диаграмме.

Если учесть, что углеводородное топливо может воспламеняться при испарении примерно 30% введенного топлива, то можно считать, что в зоне предпламенных процессов происходит лишь частичное испарение, следовательно, грубое распыли-вание должно приводить к более позднему образованию фронта пламени, что подтверждается практикой.

В итоге сказанного можно сделать вывод, что зона предпламенных процессов в факеле ограничена и процессы испарения не могут существенно влиять на суммарные характеристики горения. Ускорение прогрева достигается увеличением начальной температуры и интенсивности турбулентности потока. Так как эта температура находится в пределах 600—10'00°С, прогрев топливного факела можно рассчитать в соответствии с закономерностями прогрева и испарения одиночной капли.

Период задержки воспламенения определяется характером предпламенных процессов окисления. Чем больше в иоздушно-

Период задержки воспламенения определяется характером предпламенных процессов окисления. Чем больше в воздушно-топливной смеси накопится продуктов окисления , тем меньше будет период задержки самовоспламенения.

Нарушение в нормальном развитии процесса горения в дизелях связано с возникновением неуправляемого быстрого 1'орения в начальной стадии процесса горения. В результате резкого перехода от предпламенных процессов окисления к массовому горению резко возрастает скорость нарастания давления по углу поворота коленчатого вала и возникает «жесткая» работа двигателя. При этом, повышаются ударные нагрузки на щатунно-кривошипный механизм, возникает опасность механических повреждений — разрушения подшипников, деформации поршневых колец и пальцев.

Характеристика предпламенных процессов для различных дизельных топлив в условиях повышения их испаряемости на двигателе легкого

Таким обпязпм. пяпообпячное или миклокапельное состояние топлив не имеет решающего значения для предпламенных процессов, поскольку их термическая 'подготовка и окисление в камере сгорания в условиях опыта идут практически одинаково . Необходимо, кроме того, учитывать относительно длительный период контакта топлив при температурах до 400° с кислородом воздуха в рабочей смеси за время ее сжатия в цилиндре двигателя.

гида, находящихся в возбужденном состоянии и излучающих энергию при переходе в основное состояние. По мере возрастания степени предпламенного окисления в смеси накапливаются молекулы НСНО*, излучающие свет, однако интенсивность этого излучения оказывается недостаточной для того, чтобы многофотонное поглощение излучения молекулами смеси приводило к их фотохимическому расщеплению с образованием мелких фрагментов. По этой причине холоднопламен-ное излучение не приводит к рассмотренной выше обратной связи в механизме распространения пламени и пламя затухает.

Таким образом, существование излома температурной зависимости задержки самовоспламенения подтверждает существенное влияние предпламенного окисления капель топлива на процесс его самовоспламенения. Этот факт подтверждается также данными, приведенными на рис.-3.17 и свидетельствующими о существовании зависимости между степенью окисления капель распыленного топлива и длительностью задержки самовоспламенения в дизеле.

Существуют веские доказательства того, что предпламенный период характеризуется большой химической активностью. Установлено, что происходят реакции крекинга и дегидрирования, полимеризации продуктов окисления и образования всевозможных кислот, спиртов, альдегидов, кетонов и перекисей . Формальдегид не вызывает детонации, если его вводить в нормально работающий двигатель, хотя он и обнаружен в продуктах реакций при детонации. Разрушение перекисей некоторые исследователи связывают с последующим ударом . Перекиси и альдегиды, в том числе и формальдегид, были найдены в газах, собранных в цилиндре мотора; там же обнаружены кетоны и ди-кетоны . Последние соединения, вероятно, образовались из перекисей и гидроперекисей. Продукты предпламенного окисления гексанов описаны в .

Из формулы следует, что с увеличением содержания ароматических углеводородов цетановое число понижается. Для его повышения из дизельных фракций извлекают ароматические углеводороды или применяют специальные добавки, из которых наиболее эффективны алкилнитраты, гидроперекиси и другие соединения, ускоряющие процесс . предпламенного окисления топлива и облегчающие таким образом его воспламенение. При добавлении 1,5—2,0 объемы. % таких присадок цетановое число повышается на 16—20 пунктов.

ционному сгоранию. Было установлено, что чем интенсивнее идет процесс предпламенного окисления, тем ниже детонационная стойкость испытуемого бензина.

Чем больше скорость образовании перекисей в данной топлпв-но-воздушной смеси, тем скорее будет достигнута предельная концентрация и возникнет взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение пламени перейдет з детонационное. Склонность к окислению углеводородов различного строения неодинакова, поэтому самым важным фактором, влияющим на возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива: чем больше в топливе углеводородов, образующих в условиях предпламенного окисления значительное количество перекисей, тем быстрее смесь насытится активными частицами, тем скорее появится детонация.

Если в топливе преобладают углеводороды, не.образующие в условиях предпламенного окисления значительного количества перекисей, то взрывного распада не произойдет, смесь не перенасытится активными частицами и сгорание будет проходить с обычными скоростями, без детонации.

предпламенного окисления. Разветвленные алканы обладают более высокой

Чем больше скорость образования пероксидов в данной топ-ливно-воздушной смеси, тем скорее будет достигнута предельная концентрация и возникнет взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение пламени перейдет в детонационное. Склонность к окислению углеводородов различного строения неодинакова, поэтому самым важным фактором, влияющим на возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива: чем больше, в топливе углеводородов, образующих в условиях предпламенного окисления значительное количество пероксидов, тем быстрее смесь насытится активными частицами, тем скорее появится детонация.

1. Алканы нормального строения с числом углеродных атомов до 4 имеют высокие октановые числа ; пен-тан и высшие углеводороды этого класса характеризуются весьма низкой ДС. Чувствительность алканов нормального строения также невелика, однако они обладают высокой приемистостью к ТЭС. Низкая детонационная стойкость этих углеводородов объясняется тем, что они очень легко окисляются с образованием пероксидов в условиях предпламенного окисления.

4. Арены бензольного ряда характеризуются высокими октановыми числами и сортностью . 'Приемистость к ТЭС мала, что объясняется незначительным образованием пероксидов в период предпламенного окисления. Чувствительность этих углеводородов весьма высока.