химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

и бензоводородной смеси, содержащей от 0,05 до 0,9 массовых долей суммарного состава топлива. Расчет проводился на ЭВМ БЭСМ-6 для изохорного горения топливовоздушных смесей с коэффициентом избытка воздуха а = 1 — 5 с шагом 0,1 —0,5. Широкий диапазон состава топливовоздушных смесей позволил выявить влияние как типа топлива, так и избытка окислителя на энергетические параметры теоретического цикла и состав продуктов сгорания.

3Q

2. СОСТАВ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ

В процессе сгорания под действием высоких температур происходит термическая диссоциация (распад) сложных молекул на более простые молекулы, радикалы и атомы. При этом диссоциация сопровождается затратами энергии на разрыв молекулярных связей и увеличением энергии продуктов распада, что ведет к снижению максимальной температуры и полезного тепловыделения в циклах ДВС.

Вследствие диссоциации в составе рабочего тела увеличивается количество легких одно- и двухатомных газов, в результате чего его молекулярная масса снижается. Поэтому в случае изохорного процесса сгорания диссоциация ведет к увеличению давления продуктов сгорания. В свою очередь повышение давления при горении подавляет все реакции, протекающие с увеличением числа молей, и ведет к рекомбинации, т. е. к соединению ранее диссоциированных молекул и атомов.

Таким образом, степень диссоциации продуктов сгорания определяется двумя основными факторами — максимальной температурой и степенью повышения давления. Безусловно, определяющим фактором является температура. Состав продуктов сгорания в общем случае обусловливается в основном химическим составом топлива и составом топливовоздушной смеси, т. е. коэффициентом избытка топлива. При диссоциации на него оказывают существенное влияние температура и давление процесса сгорания.

На рис. 9 показаны зависимости равновесного состава продуктов сгорания от коэффициента избытка воздуха а для бен-зоводородовоздушных смесей. Поле, ограниченное кривыми концентраций компонента, например NO, соответствует его концентрации в продуктах сгорания бензоводородовоздушных смесей различного состава. Расчеты проведены при степени сжатия е = 8,5 и начальных параметрах рабочего тела Т — ^ 320 К и р = 0,08 МПа. Равновесный состав продуктов сгорания водородовоздушной смеси содержит минимальное число компонентов. По мере убывания мольных концентраций при * — 1 ~ 3 они располагаются в следующем порядке: NO, ОН, Н2- Н, О, N.

В составе продуктов сгорания бензоводородных смесей появляются оксиды углерода (СО и С02), концентрация которых взрастает по мере увеличения доли бензина в комбинированном топливе, т. е. по мере увеличения отношения С/Н в эле-м№тарном составе условного топлива, достигая предельных значений в продуктах сгорания бензина. Образование оксида Углерода при сгорании бедных топливовоздушных смесей, состав которых входят углерод содержащие топлива, являет-

81

ся следствием частичной диссоциации С02, имеющей место npjj высоких температурах [20].

Согласно общепринятым положениям о термической приро. де образования оксида азота [21], эмиссия N0 определяется максимальной температурой горения, концентрацией азота н

1,01,25 1,5 {752 5 4 S Л

Рис. 9. Равновесный состав продуктов сгорания бензоводородовоз-душных смесей (сплошные линии — 100 % водорода; штриховые —

Рис. 10. Содержание радикалов продуктах сгорания бензоводородо-воздушных смесей (сплошные линии — 100 % водорода; штриховые — 100 % бензина).

кислорода в продуктах сгорания и не зависит от химической природы топлива (исключение составляют азотсодержащие топлива). При этом окисление азота происходит по цепному механизму:

N2 + 0 NO + N — 316 кДж/моль; (2.16)

N + 02 ^> NO + О + 136 кДж/моль. (2.17)

Определяющей является реакция (2.16), скорость которой зависит от концентрации атомарного кислорода. В условиях, когда в продуктах сгорания содержатся пары воды, что особенно важно для топлив с малым отношением С/Н и водорода, механизм процесса образования оксида азота может быть комбинированным и включать наряду с реакциями (2.16) и (2.17) две другие реакции:

OH+N2 = NO + NH, (2.18)

NH+02 = NO + OH. (2.19)

32

Однако основным механизмом термической эмиссии NO является реакция (2.16) через атомы кислорода. Это подтверждается результатами подсчета равновесного состава продуктов сгорания. Максимальная концентрация атомарного кислорода (рис. 10) в продуктах сгорания топливовоздушных смесей возрастает с увеличением доли водорода в топливе, достигая максимума в продуктах сгорания водородовоздушной смеси. Именно это обстоятельство в сочетании с более высокой температурой цикла определяет повышенный выход NO при сгорании водорода в воздухе (см. рис. 9).

Следует отметить имеющееся на первый взгляд противоречие: максимум температуры, сдвинутый в область несколько обогащенных смесей, что является следствием диссоциации [37], и экстремум NO, который имеет место при несколько обедненных смесях. Это кажущееся противоречие объясняется характером изменения концентрации атомарног

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

Скачать книгу "Применение водорода для автомобильных двигателей" (1.58Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Продажа элитных квартир в жилом комплексе Венский Дом с охраной
уфа навка и костомаров мюзюкл на льду
Рекомендуем фирму Ренесанс - лестницы профи хобби - быстро, качественно, недорого!
сколько стоит убрать вмятину на багажнике с покраской

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(12.12.2017)