19.Прцессы воспламенения и горения

Горение- распространение пламени без внешнего воздействия на среду, очередные слои или объемы воспламенения за счет энергии, предшествующей воспламенению.

Для процесса воспламенения необходим подвод энергии извне. Следует отличать явление самовоспламенения от явления зажигания. Воспламенение возможно при контакте смеси с нагретыми телами.

Возможно ламинарное и турбулентное горение. В зависимости от состояния горючего и окислителя различают гомогенное и диффузионное горение. Гомогенным горением однородных смесей называют горение смесей, состоящих из заранее перемешанных между собой горючего и окислителя. Диффузионное горение- горение неоднородных смесей, например, капель топлива в воздухе.

20.Скорость химических реакций окисления топлива

Скорость химических реакций достигает огромных значений и саморазгон отсутствует. После прекращения разряда скорость реакций уменьшается до значений, отвечающих условиям горения смеси во фронте пламени.

Основой современной химической кинетики является теория цепных реакций, согласно которой исходные вещества превращаются в конечные продукты, не непосредственно в результате прямых соударений, а с образованием промежуточных продуктов цепной реакции, которые имеют особые активные частицы-радикалы, т.е. атомы и осколки молекул с незамещенными валентными связями. Скорость реакции в большинстве случаев зависит от давления и температуры:

Где -скорость изменения во времени одного из исходных веществ.

А- постоянный множитель, зависит от свойств топлива и состава смеси.

Е- энергия активации, необходимая для разрыва или для осуществления ослабления межмолекулярной связи.

R-универсальная газовая постоянная.

n-порядок реакции(для двигателя n=2 бимолекулярная реакция)

В двигателе скорости реакции развивающиеся до 1000К определяют условия самовоспламенения и детонации.

21.Самовоспламенение

Самовоспламенение распыленных жидких топлив имеет решающее значение для развития процессов сгорания дизелей. В двигателях с ИЗ самовоспламенение перед фронтом пламени является источником возникновения детонации. Самовоспламенение является результатом развития самоуспокаивающихся цепных реакций, которые завершаются возникновением пламени(цепочно-тепловой взрыв).

1-стадийное 2-стадийное самовоспламенение

τ_i-период задержки самовоспламенения

При 2-стадийном самовоспламенении задержка холодного пламени τ₁ с повышением температуры быстро сокращается, а длительность τ₂ быстро возрастает. У многих топлив (парафиновых и нафтеновых), воспламенение 2-стадийным путем в некоторой области период τ_i мало зависит от температуры. У современных топлив(непредельные и ароматические углеводороды)с воспламенением 1-стадийным путем величина τ_i зависит от Т. Самовоспламенение возникает неоднородно, а в отдельных очагах. Скорость распространения воспламенения может колебаться от десятков м/с до сверхзвуковой, т.е. имеет место распространения детонационной волны.