Забыли пароль?

ГРУППОВОЙ УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ ТОПЛИВА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТЕМПЕРАТУРУ САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ ДИЗЕЛЯ

ГРУППОВОЙ УГЛЕВОДОРОДНЫЙ СОСТАВ ТОПЛИВА И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТЕМПЕРАТУРУ САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ ДИЗЕЛЯСтатья опубликована в №4 (декабрь) 2013 Разделы: Размещена 16.12.2013. к. т.н., доцент УДК 621.436.001:621.43.016 Важнейшая характеристика топлив - их групповой углеводо­родный состав. Моторные топлива состоят из углеводородов, от­носящихся к четырем основным группам: парафиновым, олефиновым, нафтеновым и ароматическим углеводородам. Для товарных дизельных топлив, выпускаемых в СНГ, средний групповой состав лежит в следующих пределах: нор­мальные парафиновые углеводороды - 5-30%, изопарафиновые и нафтеновые - 35-81%, ароматические - 14-35% [1]. Парафиновые углеводороды  - углеводороды, отличающиеся неразветвленной незамкнутой структурой и имеющие формулу состава  С. В молекулах парафиновых углеводородов атомы углерода соединены между собой простыми (оди­нарными) связями, а все единицы валентности, не затраченные на связь между атомами углерода, насыщены атомами водорода. В нормальных условиях низкомолекулярные парафиновые углеводороды  являются газами (метан СН, этан С, пропан С, бутан С ). Они при­сутствуют как в нефтяных попутных газах, так и в растворенном виде - в жидкой части нефти. Число атомов С от 5 до 16 имеют жидкости (пентан, гексан, гептан и др.). В гомологи­ческом ряду после цетана парафиновые углеводороды - твердые вещества.

В нормальных условиях жидкие парафиновые углеводороды инертны по от­ношению к кислороду, а при повышенных температурах в камере сгорания (КС) ди­зеля (при  t> 250-300°С) быстро окисляются с образованием пироксидов. Высокомолекулярные парафиновые углеводороды наиболее склонны к вос­пламенению в цилиндрах дизеля и имеют низкие температуры самовоспламенения и малый период задержки воспламенения, определяемый высокими значе­ниями цетанового числа (рис. 1). Парафиновые углеводороды  обладают и наибольшей, среди углеводородов, удельной теплотворной способностью, высокой стабильностью при хранении, низкой склон­ностью к дымлению и являются наиболее желательными компонентами топлив для дизелей [2, 3].Но высокомолекулярные парафины имеют плохие низкотемпературные свойства. Парафиновые углеводороды с числом атомов углерода    <   16 почти полностью сгорают в КС дизеля с образованием газо­образных продуктов (СО,  СО,  СН ), а с числом  =20-30  в большей степени участвуют в образовании сажи (около 0,1% этих алканов, содержащихся в топливе, переходит в сажу) [4]. Важнейшим свойством дизельных топлив является их самовос­пламеняемость, определяющая пусковые свойства двигателя, же­сткость рабочего процесса, расход топлива, токсичность и дымность ОГ. Самовоспламеняемость характеризуется температурой самовоспламенения - наименьшей температурой, при которой  увеличение скорости экзотермических реакций, приводящее к  . Рассмотрим химическое равновесие углеводородов парафино­вого ряда в камере сгорания дизеля, основные термодинамические характеристики и покажем, что имеется возможность при помощи несложных вычис­лений определять энергетические показатели воспламеняемости топлив в зависимости от углеводородного состава. В добавление к существующему мнению [5, с.148] представим следующую - период протекания холоднопламенных реакций до появления критического числа активных центров, предшествующих взрывному горению. В реальном двигателе физический период зависит еще и от изменения начала впрыска на различных топливах, который явля­ется функцией конструктивных особенностей топливной аппаратуры. Этим влиянием на суммарную величину τ   на данном этапе пренебрегаем.

 τ  является функцией передачи энергии от воздуха топливу. Поэтому энергетические потери складываются по аналогии  (1) из  - энтальпия испарения,  КДж/моль; ∆h - энтальпия холоднопламенных реакций. Рассмотрим изменение суммарной энтальпии, приняв следующую гипотезу: тепловой и энтропийный балансы наступают при достижении системной температуры, равной температуре начало горения Т. В этом случае расходуется эндотермическая энергия, равная энергии разрыва связей D, КДж/моль. Преобразуя (4),  получаем:  = D / 2,303 (lnK ) R = D / 23,9 ( m - 4)  (5)   где: n - число атомов углерода; m - число атомов водорода. Уменьшение энтропии показывает, что до начала взрывного горения высвобождающаяся энергия за счет разрыва связей используется для накопления активных центров.   = 3,31 nν ) / (1,86 + 0,16 n)  = ν (3 + 6,6 – 0,6 n); n ≥ 10 = 0,0052 D + 0,5904; n ≥ 6  m - число атомов водорода.

Исследования  показали,  что  число атомов углерода  доn ≤ 12  Т,  при n от 12 до 17 следует признать наиболее оптимальными  для топливных  композиций. 1. Гуреев А. А, Азев В. С., Камфер Г. М. Топлива для дизелей. Свойства и применение. – М.: Химия, 1993. 2. Горбунов В. В., Патрахальцев К. Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания.

- М.: изд-во РУДН, 1998. 3. Лиханов В. А, Сайкин А. М. Снижение токсичности автотракторных дизелей. – М.: Колос, 1994. 4. Abbass M. K., Andrews G. E., Ichag R. B. Comparison of the Participate Composition between Turbocharged and Naturally Aspirated DJ Engines // SAE Technical Paper Series. – 1991. – N910733. 5. Справочник нефтехимика, т. 1, 2. / Под ред. Огородникова С. К. – Л.: Химия, 1978.

Рецензии: 16.12.2013, 21:37 Рецензия : Грамотно изложен материал, представлен в доступной и понятной форме. Рекомендуется к печати. Комментарии пользователей:

Видео дня:


Комментарии (0) Просмотры: 76
Реклама
Реклама
Реклама