第三章 燃料與燃燒

第三章燃料與燃燒第一節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料一、燃料的種類(lèi)傳統(tǒng)燃料：汽油、柴油代用燃料：醇類(lèi)燃料、氣體燃料、生物柴油天然氣(NG）液化石油氣(LPG)甲醇乙醇二、燃料的使用特性1、汽油的使用性能2、柴油的使用性能揮發(fā)性強(qiáng)（從50℃開(kāi)始餾出，至200℃左右蒸發(fā)完畢）揮發(fā)性弱（從200℃開(kāi)始餾出，至350℃左右蒸發(fā)完畢）自燃點(diǎn)高（220～250℃）、閃點(diǎn)低（-45℃），閃點(diǎn)高（50~65℃）化學(xué)安定性差，易自燃，適宜外源點(diǎn)火適宜壓縮自燃汽油抗爆性的指標(biāo)柴油自燃性的指標(biāo)辛烷值汽油的標(biāo)號(hào)十六烷值不是柴油的標(biāo)號(hào)凝點(diǎn)為標(biāo)號(hào)第二節(jié)燃燒熱化學(xué)一.1kg燃料完全燃燒所需要的理論空氣量設(shè)1kg燃料中含C－gCkg

H－gHkg

O－gOkg1kmolC＋1kmolO21kmolCO2

1kgC＋kmolO2kmolCO2

gCkgC＋kmol

O2kmol

CO2………………⑴

1kmolH2＋kmolO21kmolH2O

1kgH2＋kmolO2kmolH2O

gHkgH2＋kmol

O2

kmol

H2O………………⑵

因?yàn)?kg燃料中含有g(shù)Okg的氧，折合為gO/32kmol，此是燃料中的氧參加反應(yīng)，而非空氣中的氧。所以1kg燃料完全燃燒所需的氧氣量為：

二、燃料與空氣的配比1、過(guò)量空氣系數(shù)αL------1kg燃料實(shí)際供給的空氣量,L0------1kg燃料完全燃燒需要的理論空氣量α>1稀混合氣柴油機(jī)中因燃料與空氣難以均勻混合，所以需要多供給空氣。α<1濃混合氣

汽油機(jī)中因要求發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生最大功率時(shí)，往往多供給燃料，故混合氣較濃。α＝1

實(shí)際供給的空氣量等于理論空氣量2、空燃比A/F空燃比：混合氣中空氣量與燃燒量的比值。對(duì)于汽油機(jī)，當(dāng)α＝1時(shí)，空燃比＝14.9濃混合氣稀混合氣三、發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況對(duì)混合氣的要求1、穩(wěn)定工況下對(duì)混合氣的要求2、過(guò)渡工況下對(duì)混合氣的要求①怠速和小負(fù)荷工況②中等負(fù)荷和大負(fù)荷工況③滿(mǎn)負(fù)荷工況經(jīng)濟(jì)空燃比或理論空燃比功率空燃比冷起動(dòng)，暖機(jī)，加速加濃混合氣理論空燃比高熱值和低熱值：在高溫燃燒產(chǎn)物中，水以蒸氣狀態(tài)存在，水的汽化潛熱不能利用。待溫度降低以后，水的汽化潛熱才能釋放出來(lái)。因此水凝結(jié)后計(jì)入水的汽化潛熱的熱值，稱(chēng)為高熱值。在高溫下的，無(wú)法計(jì)入水的汽化潛熱，為低熱值。燃料熱值：1kg燃料完全燃燒放出的熱量。熱值低熱值高熱值四、燃料熱值

1kg燃料形成可燃混合氣的數(shù)量為M1（kmol），其中產(chǎn)生熱量只是燃料中的低熱值hμ

對(duì)于汽油機(jī)：

所以可燃混合氣的熱值:

五、可燃混合氣的熱值汽油分子量第三節(jié)燃燒的基本知識(shí)一、燃燒現(xiàn)象一切燃燒過(guò)程分為兩階段：②燃燒------一切發(fā)熱發(fā)光的高速化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)燃燒。著火方式自燃點(diǎn)燃①著火------燃料進(jìn)行氧化作用，進(jìn)行明顯燃燒以前的物理和化學(xué)的準(zhǔn)備階段。二、著火機(jī)理1.熱著火理論2.鏈鎖反應(yīng)著火理論鏈鎖反應(yīng)過(guò)程包括：

①鏈引發(fā)：反應(yīng)物分子受到某種因素激發(fā)（如受熱裂解、受光輻射等）分解成自由原子或自由基。

②鏈傳播：自由原子或自由基與反應(yīng)物作用，一方面使反應(yīng)進(jìn)行，另一方面又生成新的自由原子（基）。

③鏈中斷：自由原子（基）與容器壁面或惰性氣體分子碰撞，反應(yīng)能力下降，不再引起反應(yīng)。直鏈反應(yīng)支鏈反應(yīng)鏈鎖反應(yīng)1、預(yù)混合燃燒三、燃燒機(jī)理①層流火焰?zhèn)鞑ア谖闪骰鹧鎮(zhèn)鞑ヮA(yù)混合氣體中火焰的傳播擾動(dòng)↑，渦旋↑，火焰前鋒面積大，已燃?xì)怏w與未燃混合氣反應(yīng)更快。汽油機(jī)的燃燒屬于預(yù)混合燃燒。2、擴(kuò)散燃燒