3 燃油喷射和燃烧

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1、3燃油喷射和燃烧（19％）3．1燃油的理化性能指标及影响燃油的理化性能指标，根据其对柴油机工作的影响，大致可分为三类：影响燃油燃烧性能的指标（十六烷值、苯胺点、柴油指数、馏程、发热值、密度和粘度）；影响燃烧产物构成的指标（硫分、灰分、沥青分、残炭值、钒和钠的含量）；影响燃油管理工作的指标（粘度、密度、闪点、凝点、浊点、倾点、水分、机械杂质和胶质）。è3．1．1燃油的各种理化性能指标及意义3．1．2燃油的性能指标对柴油机工作的影响十六烷值十六烷值是评定燃油自燃性能的指标。十六烷值过低，会使燃烧过程粗暴，甚

2、至在起动或低速运转时难以发火；十六烷值过高，易产生高温分解而生成游离碳，致使柴油机的排气冒黑烟。[市面上买不到十六烷值高得使柴油机的排气冒黑烟的产品。]通常高速柴油机使用的燃油十六烷值在40～60之间，中速柴油机在35～50之间，而低速机只要其十六烷值不低于25即可。柴油指数柴油指数是表示燃油的着火性能与其密度和苯胺点的关系，其计算公式为：式中：t——燃油的苯胺点（℃）；[苯胺点指用同体积的燃油与苯胺混合加热成单一液相溶液后使之冷却，从而量出混合溶液开始混浊时的温度。]d——燃油比重。柴油指数越大，则苯

3、胺点越高，密度越小，柴油着火性能越好。柴油指数与十六烷值在数值上相近，一般前者略高几个单位。换算公式为：十六烷值=×柴油指数＋14。馏程馏程就是在某一温度下燃油所能蒸发掉的百分数，它表明了燃油的蒸发性，也表明燃油轻重馏分的组成。轻馏分的蒸发速度比重馏分快，能与空气较快混合，滞燃时间短，燃烧较快。凝点、倾点和浊点凝点<倾点2～7℃凝点<浊点5～10℃燃油的凝点、浊点及倾点温度值大小比较：浊点>倾点>凝点为保证燃油正常流动，燃油的最低温度必须高于浊点。燃油的最低使用温度应高于浊点3～5℃。热值lkg燃油完全

4、燃烧时所放出的热量称为燃油的热值，其国际单位用kJ/kg表示。其中不计入燃烧产物中水蒸气的汽化潜热者称为低热值Hu，重油的基准低热值Hu=42000kJ/kg，轻油的Hu=42700kJ/kg。粘度粘度是燃油流动内摩擦力的度量。国际上现已统一使用在50℃时的运动粘度，其SI制的单位为mm2/s（相当于厘斯cSt）。商业上原较习惯用100˚F（37.8℃）时的雷氏一号粘度，单位为秒。粘度不是衡量燃油品质优劣的指标。重油的粘度与劣质程度并不成比例。新型柴油机动力装置也不会因燃油粘度高而不能工作。但它对现有既

5、定的柴油机动力装置来说，由于受加热条件限制，就很重要。船用燃油传统是按粘度来估价，现在仍沿袭——主要是按粘度来估价。粘度是燃油管理、使用的重要依据，它对燃油的雾化、分离、泵送均有直接影响。压力和温度对燃油的粘度均有影响，对重油粘度的影响如补图5-1所示。当压力增大时，各种燃油粘度均增加。而粘度越大的燃油粘度增加也越快。因此，当使用重油时，必须考虑到喷油压力对粘度的影响，适当提高重油的预热温度。重油粘度越高，喷油压力越高，预热温度就应修正提高得越多。温度对燃油粘度的影响如图5-3所示。当温度增高时，燃油的

6、粘度降低。为了保证雾化良好，使燃油与燃烧室空气很好地混合，柴油机对喷油器的燃油粘度有一定要求。如MAN-B＆WMC型柴油机要求喷油器的燃油粘度应为10～15mm2/s，考虑到喷油器内的压力很高，燃油粘度随压力升高而增加，因此进入喷油泵前的粘度应比上述粘度值低30％，即7～10mm2/s，通常取10mm2/s。使用经验证实这一粘度允许有些变化。该公司规定进入喷油泵前的粘度最大值为20mm2/s。SulzerRTA型柴油机也要求喷油泵前燃油的粘度应为：13～17mm2/s。参见图5-3，从图中可以读出，对5

7、0℃粘度为380mm2/s（3500s、R1／100°F）的燃油,喷油泵前应加热到128～140℃。密度燃油的密度一般以15℃时的密度来衡量。单位为kg/m3。在其它温度下测得的密度，须查石油产品的密度换算表，换算为15℃时的密度。另外也有使用相对密度来衡量石油产品密度的。燃油的相对密度是其规定温度下的密度与水在某一规定温度下的密度之比值，系一无因次量。通常用d表示。水的温度常规定为4℃或15.6℃（60˚F）。例如即表示t℃油的密度与4℃水的密度之比。相对密度还有另一种表示方法。即相对密度指数，也称A

8、PI度（˚API）（API－美国石油协会），多用于英、美等国家，它和相对密度的关系式为：燃油的密度与其化学成分有关。烷属烃的密度最小，而芳香烃的密度最大。[烃类按分子中碳原子的排列结构形式不同，分为脂肪族、环烷族和芳香族。脂肪族的碳原子以长链状形式排列。根据碳与氢的饱和程度不同，脂肪族烃又分为烷类、烯类及炔类。环烷烃分子结构呈环状。芳香烃的分子结构呈苯环状。]因此重油的密度高可间接说明其芳香烃的含量多，其康氏残炭值和沥青含量高。计算碳芳香度