燃烧的基础知识

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1、第四章燃烧的基础知识本章要求：了解：石油的组成，燃料的性能。理解：燃烧值与发热值，燃烧的化学过程，发动机混合气的着火和燃烧方式。第一节内燃机的燃料和性质石油的主要成分：碳氢化合物，占96%~99%，少量O、N、S等，占1%~4%碳氢化合物简称“烃”，据组成和结构的不同分烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃等，C和H的不同构成不同分子量、不同沸点的物质，汽油和柴油通过石油蒸馏获得。一、汽油的使用特性1.蒸发性指标：馏程和蒸汽压馏程：汽油馏出的温度范围10%的馏出温度：低，冷启动性好；过低，易气阻。50%的馏出温度：低，平均挥发性好，汽

2、车的加速性和平稳性好，暖机时间短。90%的馏出温度：标志含有难挥发的重质成分。高，则重质成分多，易形成积炭，从而稀释机油。蒸汽压：高，蒸发性强，易起动，但易气阻和蒸发损失大。夏季不大于67KPa，冬季不大于80KPa。2.抗暴性指标：辛烷值—ON正庚烷C7H16—辛烷值定为0异辛烷C8H18—辛烷值定为100二者混合液与汽油的爆燃程度进行比较—汽油的辛烷值，即混合液中异辛烷的体积百分数研究法辛烷值—RON马达法辛烷值—MON二者之差为汽油的灵敏度，是衡量抗暴性随着燃烧条件而变化的尺度。MON=RON×0.8+10车用汽油按

3、MON分70、75、80、85号4种牌号新标准按RON分90、97号2个牌号3.添加剂抗暴剂：四乙基铅+溴化乙烷四乙基铅已被禁止使用，现用一些含氧有机化合物，如甲基椒丁醚(MTBE)等来提高汽油的辛烷值二、柴油的使用特性轻柴油—高速柴油机重柴油—中、低速柴油机1.凝点和浊点浊点：柴油中所含石蜡开始结晶，变混浊的温度凝点：柴油失去流动性开始凝结的温度轻柴油按凝点分10、0、-10、-20、-35号5个牌号2.十六烷值CN评价柴油着火性能的指标十六烷C16H34—十六烷值定为100，易自燃-甲基萘—十六烷值定为0，不易自燃二

4、者混合液与柴油的自燃性比较，混合液中十六烷的体积百分数为柴油的十六烷值。车用柴油的CN：40~603.残炭残炭值：无空气通入的情况下，柴油加热生成碳值残渣的性质。是燃料中胶质和不稳定化合物的间接指标残炭值高，易产生大量积炭4.灰分柴油燃烧剩余物—有机酸和无机盐类5.含硫量燃料中的硫和硫化物，燃烧生成二氧化硫、亚硫酸或硫酸6.机械杂质和水分造成磨损、堵塞、锈蚀二、代用燃料第二节燃油的燃烧一、燃油完全燃烧的化学反应用gc、gh、go分别表示每千克燃油中C、H、O的千克数，则：gcghgo汽油0.8550.1450.0柴油0.8

5、70　0.1260.004对C：　　C+O2=CO2gckg(C)+8/3gckg(O2)=11/3gckg(CO2)对H：　　H2+1/2O2=H2Oghkg(H2)+8ghkg(O2)=9ghkg(H2O)二、理论空气量定义：1kg燃油完全燃烧所需的空气量，用LO表示。单位为[kg/kg]。在每千克燃油中，含有gokg的氧，所以每千克燃油完全燃烧时需要供应的氧为：8/3gc+8gh-go[kg]所以：LO=1/0.23（8/3gc+8gh-go）[kg/kg]汽油的理论空气量为14.７kg/kg，柴油的理论空气量为14

6、.３kg/kg。三、过量空气系数定义：发动机工作过程中，1kg燃油实际供给的空气数量L与理论空气量L0之比值。用α表示：α=L/L0α=1时为理论混合气,α<1时为浓混合气,α>1时为稀混合气。α=0.9，功率混合气；α=1.1，经济混合气。四、燃油和可燃混合气的热值1．燃油的热值：每千克燃油完全燃烧所放出的热量。用Hu表示,[KJ/kg]。2．混合气的热值：每千克混合气完全燃烧放出的热量。用Hm表示,[kJ/kg]。Hm=Hu/（1+αLO）一般混合气的热值均指理论混合气的热值。第二节发动机混合气的着火发动机混合气的燃烧

7、，本质上是燃油激烈的氧化反应。根据氧化反应进行的激烈程度不同，燃烧分为两个阶段：着火与燃烧。着火是燃烧的物理和化学准备阶段。物理准备：燃料的雾化、蒸发、与空气形成可燃混合气等化学准备：焰前的缓慢氧化反应。速度很低，压力和温度无明显升高。此过程逐渐积累热量或形成活化中心。活化中心—在压缩终了高温作用下，燃油分子分裂成大量自由原子或自由基（如H、O、CH、OH等），它们具有很强的反应能力。燃烧是氧化反应加速至激化的结果。进入燃烧有两种方法：点燃—利用点火系向可燃混合气增加能量自燃—利用自身积累的热量或活化中心着火点燃是在局部混

8、合气内进行的，自燃是在全部混合气内同时发生的。发动机内的燃烧过程经历三个基本步骤：1）燃油与空气形成可燃混合气2）点燃可燃混合气，或可燃混合气发生自燃。3）火源扩大到整个可燃混合气，形成全面燃烧按化学动力学的观点分：热自燃和链锁自燃机理（一）热自燃（或热爆）定义：若化学反应所释放的热量大于散失的热量，混