?> Нагревание воздуха в автомобиле - avtojur.ru все про автомобиль


Нагревание воздуха в автомобиле

Высоко нагретый воздух

Высоко нагретый воздух

Частичка угля, внесенная в высоко нагретый воздух, вскоре охватывается пламенем, хотя ее температура не превышает 1000—1100 К. Это воспламеняются выделившиеся летучие. Эта стадия способствует дальнейшему прогреву и воспламенению коксового остатка. Выход летучих завершает первую стадию (период подготовки горения углерода), которая протекает с затратой теплоты. Это и отличает подготовительную стадию от основной — горения кокса, — которая идет самостоятельно

 

Интенсивность диффузии

Интенсивность диффузии определяется характером движения среды, концентрацией у поверхности кокса и его реакционной способностью. Течение же окислительных реакций главным образом зависит от температуры. Последовательность отдельных стадий общего процесса горения твердого топлива определяет зависимость его скорости от длительности каждого этапа. Общая скорость горения

 

Кинетическая область

Кинетическая область

В кинетической области под кривой от оси ординат до точки, скорость горения ограничена скоростью химической реакции. В диффузионной области под прямой правее точки возможные очень большие скорости горения, не реализуются, так как общий процесс ограничен небольшой скоростью диффузии. Здесь горение по существу характеризуется лишь физической стороной явления. Между кинетической областью и диффузионной можно выделить

 

Стационарный режим горения

Стационарный режим горения авто угольной частички предполагает равенство количества кислорода, поступающего к поверхности диффузией и расходуемого на химическую реакцию, при постоянной концентрации его на поверхности частицы. Эта концентрация будет тем больше, чем выше скорость диффузии, в предельном случае она равна концентрации кислорода в потоке. Наиболее прост

 

Горение углерода

Горение углерода

Горение углерода характеризуется многообразием химических реакций, механизм которых изучается, однако основным первичным химическим процессом, очевидно, является соединение углерода с кислородом. Они могут изменяться в зависимости от условий и параметров системы. За первичным процессом возникают вторичные реакции. Эти реакции (особенно первая) аналогично первичной реакции могут протекать как около поверхности частицы углерода,

 

Химический процесс углерода

Следовательно, даже химический процесс соединения углерода с кислородом надо характеризовать некоторыми суммарными параметрами. Общее кинетическое уравнение. В самом простом случае можно считать функцию. Суммарный порядок гетерогенной химической реакции может изменяться от нулевого до первого в зависимости от величины А. Например, при достаточно высоких температурах и отсутствии торможения со стороны диффузионных процессов, когда из-за значительных

 

Поток кислорода

Поток кислорода

Таким образом, поток кислородав автомобиле, поступающий к внешней поверхности коксовой частицы, частично участвует в реакции с углеродом, а частично через поры и. трещины поступает внутрь частицы, обеспечивая химическую реакцию, протекающую внутри массы кокса. Используя данные проведенных исследований и считая возможным оценивать проницаемость коксовой частицы некоторым эффективным коэффициентом внутренней диффузии определяемым видом кокса и структурой его массы, найдем поток кислорода, необходимого

 

Расход кислорода

Следовательно, во всех рассмотренных случаях действительные закономерности расходования кислорода в авто соответствуют характеру химической реакции. Константа скорости химической реакции будет различной. Она возрастет с увеличением внутренней площади поверхности реагирования пористой частицы топлива. Согласно результатам

 

Кинетическая область процесса

Кинетическая область процесса

Здесь уместно заметить, что представление о кинетической области процесса в достаточной мере условно. Так же условно у. представление о полном отсутствии зависимости диффузионного потока от температуры. В действительности при повышении температуры он также несколько возрастает. Область, как правило, занимает определяющее положение, так как правая граница области обычно не достигается при достаточно высоких температурах в зоне

 

Решение практических задач

Решать практические задачи, связанные с расчетом горения твердого топлива, в настоящее время удается только приближенно, но обязательно с использованием экспериментальных данных. При проектировании любой камеры сгорания важнейшей задачей является определение размеров ее рабочего объема. Для этого необходимо найти размеры факела, т. е. зоны горения. Излишняя длина жаровой трубы обусловливает увеличение размеров и массы камеры, потерь давления в ней; малая длина зоны

 

Рабочий процесс камер сгорания

Рабочий процесс камер сгорания

Рабочий процесс камер сгорания ГТД очень сложен. Представление о нем проще всего получить, рассматривая отдельно его элементы и влияние на них различных факторов. Аэродинамика потоков воздуха и газа, характер подачи топлива и его смешения с воздухом, воспламенение и горение смеси, стабилизация пламени, условия тепло - и масса обмена, закономерности

 

Движение по спирали

Воздух движется по спирали между зоной обратных токов и внутренней поверхностью стенки жаровой трубы. Во избежание отрыва потока воздуха, вышедшего из регистра от стенок фронтового устройства, угол раскрытия его конической обечайки Э и угол закручивания потока лопатками (должны быть согласованы между собой. Хорошее обтекание диффузорной обечайки фронтового устройства получается при угле установки лопаток. Температура газа по сечению зоны горения возрастает от температуры входящего

 

Раскаленные газы

Раскаленные газы

Воспламеняясь под воздействием раскаленных газов ЗОТ, первые объемы горючей смеси обеспечивают подготовку к горению и воспламенение последующих порций смеси, образуя поверхность фронта пламени и факел. Фронт пламени начинается в точках стабилизации, образующих в пространстве кольцо, т. е. в том ближайшем к фронтовому устройству сечении

 

Образование отдельных зон горения

За струей могут образоваться отдельные зоны горения в авто, увеличивающие общую поверхность факела и интенсифицирующие процесс дополнительной потока. Известно, что в зоне горения камер турбулентность значительно больше, чем в шероховатых трубах: интенсивность турбулентности е за боковыми струями достигает 30 % и более. Изменения процессов тепло

 

Профиль канала

Профиль канала

Выбор наилучшего профиля каналовдля авто, а следовательно, оптимального распределения подвода первичного воздуха по длине зоны горения — важнейшая задача проектирования и доводки камеры сгорания. От успешного ее решения зависят основные характеристики работы камеры: полнота сгорания топлива и ее изменение при различных нагрузках, пусковые и смывные

 

Потери давления

Следует отметить, что потери давления при этом возрастают, а в отдельных случаях может ухудшиться и течение на выходе из камеры, где сохранятся закрученный поток и даже обратное течение. Такие зоны целесообразно устранять изменением профиля стенок фронтового устройства или подачей воздуха через дополнительные отверстия. На размеры ЗОТ помимо закручивания потока влияют другие

 

Проектирование двигателя

Проектирование двигателя

При проектировании двигателя, чтобы уменьшить его размеры и массу, нередко приходится использовать короткие, с большим эквивалентным углом раскрытия криволинейные и даже не осе симметричные диффузоры. В результате возрастают потери давления в потоке воздуха, повышается неравномерность поля скорости (давления) в потоке перед фронтовым устройством. Кроме того, наличие в воздушном

 

Температура стенки

При таком его положении температура стенки повышается, а это связано с нагарообразованием, короблением и прогаром металла. Поля температуры газов за камерой при этом искажаются. Положение самого фронта пламени становится менее устойчивым, во-первых, из-за недостаточности периферийной циркуляционной зоны и, во-вторых,

 

Температура воздуха и топлива

Температура воздуха и топлива

Капли меньшего диаметра быстрее подготовляются к горению, для их горения нужен ранний подвод первичного воздуха. Аналогично надо подходить и к влиянию температур воздуха и топлива. В принципе их возрастание повышает эффективность процесса. Подогрев топлива особенно нужен при значительной его вязкости (более 10—15 мм2/с). Он приводит к особенно заметному повышению при значительных, расширяя пределы

 

Фракционный состав топлива

Более тяжелые по фракционному составу топлива с ростом ах сгорают менее эффективно, чем легкие. Однако если их станет меньше оптимального для легкого топлива, то тогда тяжелое топливо может выгорать лучше, так как для него достигается обычно на более богатых смесях. Замена, таким образом, тяжелого топлива легким в некоторой степени аналогична подогреву или улучшению качества его распыливания. Отклонение от расчетных формировок камеры

 

Первичный воздух

Первичный воздух

Топливо может по-разному насыщать слои потока первичного воздуха, при этом изменяются условия подогрева, испарения, смешения его с воздухом и горения. Так, например, при малом давлении воздуха и росте уменьшение угла обычно приводит к снижению, особенно если уменьшается и активный перепад давлений, под которым топливо подается форсункой, что ухудшает качество распыливания. Тогда эффективны подача топлива через форсунку

 

Поверхность фронта пламени

Поверхность фронта пламени начинается от точек стабилизации, расположенных но кольцу, и находится достаточно близко к внутренней поверхности жаровой трубы. Между ними проходит активный поток воздуха. От форсунки поток топлива с углом раскрытия через ЗОТ поступает в зону рециркуляции и затем к пламени. Температура газа в зоне рециркуляции, как и в ЗОТ, близка к температуре у поверхности фронта пламени. В этой зоне велика

 

Камеры сгорания стационарных ГТУ

Камеры сгорания стационарных ГТУ

В некоторых камерах сгорания стационарных ГТУ весь первичный воздух подается через фронтовое устройство, не считая воздуха для охлаждения обечаек жаровой трубы. Для достижения высокой полноты сгорания топлива при этом требуется большая длина, а значит, и объем камеры сгорания. У стационарных ГТУ стремление к формировке рабочего объема — достижению

 

Закономерность распределения воздуха

Очевидно, при нерациональном выборе закономерности распределения воздуха можно существенно ухудшить качество работы камеры. Диаметр отверстий здесь одинаковый, а скорость воздуха в отверстиях разная из-за различия перепадов статических давлений. Струя со скоростью разрывает эту поверхность. Для рабочего процесса, осуществляемого по схеме, когда в ЗОТ имеется много

 

Продольные сечения

Продольные сечения

Схемы продольных и поперечных сечений жаровой трубы с вводом боковых струй воздуха в зону горения даны в верхней части, а без ввода — в нижней. При распределенной подаче первичного воздуха вследствие сильно развитой поверхности фронта пламени, высокой турбулентности и температуры по всей зоне горения топливо успевает выгореть до сечения, где через большие отверстия смесителя камеры вводятся мощные струи вторичного

 

Отработанные конструкции камер

В хорошо отработанных конструкциях камер сгорания транспортных ГТУ и авиационных ГТД тщательной доводкой исключают ухудшение характеристик срыва на бедных смесях при обеспечении максимальной формировки рабочего процесса боковыми струями. Такие камеры могут иметь тепло напряженность, примерно равную 4,2 МДж. Значительная

 

Скоростной напор

Скоростной напор

Скоростной напор автомобиля подсчитывают по параметрам воздуха на входе во фронтовое устройство. Основным элементом фронтового устройства является плохообтекаемое тело, которое чаще всего выполняют в виде лопаточного различных конструкций. Наиболее часто, особенно в авиационных и транспортных ГТД используют плоские элементы конструкции с профилированными или прямыми лопатками. В стационарных ГТУ иногда используют конические и полуконические регистры. Следует

 

Проектирование камеры сгорания

При проектировании камеры сгорания  в автомобиле очень важно правильно выбрать условия и закономерности введения струи первичного воздуха: диаметр и шаг (число) отверстий в данном сечении, количество сечений (рядов отверстий) и их взаимное расположение, глубину ввода струй и т. д. Решение этих вопросов зависит от вида топлива, формировки камеры, параметров воздуха и топлива

 

Уменьшение потерь давления

Уменьшение потерь давления

Для уменьшения потерь давления автомобиля в камере значительную глубину подачи струй воздуха выгоднее получать, увеличивая, а размеры отверстий. Интенсифицируя процесс горения боковыми струями воздуха, чтобы не ухудшить смывную характеристику камеры, надо избегать ранней подачи мощных струй в начальной части ЗОТ. Результаты исследования некоторых

 

Скорость воздуха в отверстии

Скорости воздуха в отверстиях в автомобилях обычно имеют тот же порядок, что и скорости движения вторичного воздуха в кольцевом зазоре между жаровой трубой и корпусом камеры. Анализ условий работы зоны смешения камер сгорания показал, что в жаровой трубе качественно можно организовать перемешивание потоков через соответствующий ряд отверстий. Равномерность

 

Суммарные потери давления

Суммарные потери давления

Составляющие суммарных потерь давления. Характер изменения полного и статического давлений в каналах по длине камеры сгорания различен, например, в кольцевом зазоре и внутри жаровой трубы. Полное давление рабочего тела уменьшается, но по-разному, тогда как статическое давление, например, в зазоре между жаровой трубой и корпусом, поддерживается примерно

 
Другие статьи...
Регистрация на сайте