Теоретический необходимое количество воздуха для сгорания топлива

В дизелях для сгорания топлива используется кислород воздуха, поступающий в цилиндр, в процессе наполнения.

Для полного сгорания 1 кг топлива, теоретический необходимое количество воздуха в - кг, определяется из выражения:

, кг

Тоже количество воздуха, выраженное в киломолях на 1 кг топлива:

, кмоль

где: 0,23 – массовое содержание кислорода в 1 кг воздуха;

0,21 – объемное мольное содержание кислорода в воздухе;

– количество киломолей С, Н, О в топливе.

Действительное количество воздуха для сгорания топлива (l)

Коэффициентом избытка воздуха () - называется отношение действительного количества воздуха, участвующего в сгорании 1 кг топлива, к теоретически необходимому количеству воздуха для полного сгорания.

Если a < 1, смесь называется богатой, если a >1 – бедной, при a = 1, смесь называется стехиометрической При заданных значениях a действительное количество воздуха для сгорания 1 кг топлива в дизеле определяется как:

L = L_{О ,} кг/кг

Состав продуктов сгорания

При полном сгорании 1 кг топлива стехиометрической смеси (т.е. =1) образуются чистые продукты сгорания (М_=1).

Продукты сгорания 1 кг топлива при  >1 представляют собой смесь чистых продуктов сгорания М_=1 (при =1) с избыточным количеством воздуха (М):

М = 0,21(-1)L

или М = М_=1 + М кмоль/кг.

Альтернативные топлива

Ограниченность ресурсов нефти и газа при возрастающем спросе на топливо для дви­гателей внутреннего сгорания и сырья для химической промышленности требует са­мого эффективного и бережного их расхо­дования. Одновременно с повышением эф­фективности добычи нефти, углублением ее переработки для увеличения выработки моторных топлив и оптимизации их качества в нашей стране и за рубежом про­водится работа по использованию новых видов сырья для производства моторных топлив.Для нашей страны перспективными сырьевыми ресурсами для производства моторных топлив (исходя из запасов и возможностей освоения) являются при­родный газ, уголь, горючие сланцы, тяже­лые и битуминозные нефти. Моторные топ­лива, полученные из указанного выше сырья, проходят всестороннюю проверку и эксплуатационные испытания. Провере­на возможность использования спиртов (метанола и этанола) в качестве компо­нентов нефтяных топлив, каменноуголь­ной пыли и ее суспензий с жидким топли­вом, водотоплевных эмульсий. Наиболее успешно ведутся работы по использова­нию спиртов. Метанол вырабатывают из природного газа и угля, этанол можно получать из растительного возобновляемо­го сырья.

Литература:

1. Тепловозные двигатели внутреннего сгорания А.Э. Симсон и др., М., Транспорт – 1987 .

2. Локомотивные энергетические установки. А.И. Володин, В.З. Зюбанов. Под редакцией А.И. Володина. Москва, Желдориздат.2002 г.718с.

3. Володин А.И. Тепловозные ДВС. М., Транспорт – 1978 г.

4. Орлин А.С., Круглов М.Г. Двигатели внутреннего сгорания, Устройство и работа поршневых и комбинированных двигателей. М., Машиностроение – 1980 г.

Контрольные вопросы:

1. Что называется - топливом. На каких видах топлив работают современные двигатели.

2. Что такое теплота сгорания. Какие виды теплоты сгорания бывают. Приведите численное значение низшей теплоты сгорания дизельного топлива - Q_н и бензина выраженное в кДж/кг.

3. Дайте определение понятиям – фракционный состав, элементарный состав.

4. Приведите средний элементарный состав (углерод, водород,кислород) стандартного дизельного топлива ( в процентах).

5. Дайте определение понятиям - цетановое число и октановое число топлива, что они характеризует. Приведите их средние численные значения.

7. Дайте определение понятию теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания 1 кг дизельного топлива и 1 кг бензина. Приведите средние численные значения для дизельного топлива (кг.воздуха/кг.топлива).

8. Дайте определение и приведите среднее численное значение плотности дизельного топлива и бензина (г/см³).

9. Дайте определение и приведите формулу коэффициента избытка воздуха –α .