《发动机原理 第4版》课件 第四章内燃机的燃料与燃烧.ppt

在低温、低压区着火规律与高温区完全不同?存在着火半岛。蓝焰期：甲醛的支链反应而产生CO；辉光较强，p、T?；持续期短热焰期:CO+氧生成CO2?爆炸性热火焰，释放大量热冷焰:过氧化物分解成甲醛,并积累低温多阶段着火冷焰诱导期?1:T低反应缓慢，形成过氧化物烃燃料低温下着火过程(光谱分析)：冷焰?2－蓝焰?3－热焰?4三个阶段。烃燃料低温低压时的着火规律：退化支链反应的结果?低温多阶段着火。烃燃料高温时：甲醛退化支链反应不经过冷焰期，直接进入蓝焰-热焰期；因蓝焰-热焰期很难区分?高温单阶段着火。高温单阶段着火高温时：甲醛退化支链反应不经冷焰，直接进入蓝焰-热焰期。2、链锁反应自燃着火理论烃的氧化反应：始末最终燃烧产物，经一些列中间产物反应的结果；中间产物形成过程?活性中心、反应物再生?链锁反应自由原子或自由基H、O、OH等链锁反应机理：链引发：反应物受某种因素的激发?产生自由原子或自由基——具有很强的反应能力；链传播：自由原子与反应物作用，推进反应，产生新的自由原子的过程；直链反应(恒速)：一个自由原子生成新的一个自由原子支链反应：一个活性中心生成两个以上的活性中心；反应加速?引爆链中断：活性中心与缸壁、惰性气体的无效碰撞，不再引致反应。当链载体增加速度=销毁速度时，称之为链所自然条件，相应的温度称为链锁自燃温度。链锁反应特点：1）诱导期?i：积累活性中心的过程，量变；2）链爆炸的原因：激发活性中心；不一定高温;3）反应自动加速（支链）；随温度急剧增高（A~B）;随反应度浓度的减少而降低（B~C）4）加入惰性气体时，反应速度迅速下降；而加入添加剂时：反应速度加速。与反应物物性参数、浓度、温度、容器形状有关3、点燃：指用电火花产生火焰核心并引起火焰传播的过程。点火过程：靠火花能量?局部混合气升温?引起电离?形成活性中心?加速化学反应?形成火焰核。火焰成长、传播的必要条件：给靠近火焰核的未燃气供给足够的能量。这种能量的来源：点火能量、反应后释放的热量积累。影响最小点火能量的因素：燃料种类、浓度；氧的浓度；p、T；点火处气流状态；电极形状、距离等。电极间隙与点火能量关系：电极间隙过大?需点火能量越大；间隙过小?能量再大也不能着火。熄火距离：指不能着火的最小电极间隙。混合气浓度限制：超出着火界限，不能着火。汽油机循环变动：火焰核形成过程中条件的随机性造成。火焰前锋燃烧区二、内燃机的燃烧方式1、预混合燃烧特点：?着火前预先混合而形成可燃混合气体；?在燃烧室空间压力和温度不均匀。?局部点燃后形成火焰核，?在预混合气中以火焰传播形式完成燃烧过程。任一时刻温度的分布:已燃区燃烧区未燃区根据混合气的气流特性，将预混合气的火焰传播过程分为层流火焰传播和湍流火焰传播过程。1）层流火焰传播:特点：火焰前锋为球面，且很薄=1/10mm~1/100mm层流火焰将燃烧室分为已燃和未燃区传播原理：层流火焰面内温度梯度和浓度梯度很大;?引起强烈的传热和传质现象；?促使邻近混合气快速化学反应；?造成火焰空间移动现象?火焰传播影响层流火焰传播的因素：生成HC的主要原因混合气性质：?当?a=0.8~0.9时，反应温度高，传播速度最快；?当?a==1~1.15时，传播速度约降低10%~15%；?过浓或过稀：反应温度过低不能维持火焰传播缝隙：火焰不能传播的最小缝隙称为淬熄距离；如气缸间隙、火花塞缝隙等火焰不能传播；温度：火焰传播到壁面时，T过低不能传播。汽油机：一般2）湍流火焰传播湍流：气流中不同尺寸涡旋不断形成、发展、分解与消失的不稳定流动过程。产生原因：粘性气流速度增加到一定值后，由于边界阻碍、外部干扰等原因，造成气流内部形成许多涡旋。特点：涡旋套涡旋，各种不同尺寸的涡旋组成连续的涡旋谱。空间时间上紊乱无序变化，但有随机性质；评价方法：湍流尺度和湍流强度湍流尺度：指涡旋翻滚一个周期所作用的范围宏观湍流：决定其力学性质；