Температура вспышки. Цетановое число топлива и присадки для повышения полноты сгорания

Энергетические свойства топлива

Влияние физико-химических показателей на эксплуатационные качества топлив.

1)Теплота сгорания – количество теплоты (Дж), которое выделяется при полном сгорании 1кг топлива.

Q^н_р - не учитывается теплота, возвращаемая при конденсации влаги топлива и влаги получаемой при сжигании водорода топлива.

Оплачивая стоимость топлива, оплачивают не принятую на борт массу, а количество тепловой энергии, которую при сжигании этого топлива можно получить.

2)Испаряемость горючего.

Процессы испарения определяют величину потерь, а для горючего сложного состава - и изменение качества вследствие испарения некоторых компонентов топлива.

Накопление паров горючего в окружающем пространстве, особенно в закрытых помещениях может быть причиной возникновения пожаров, взрывов и отравления личного состава.

С испарением горючего связано образование паровых пробок и явление кавитации в системах подачи и перекачки горючего.

Исключительно велика роль процесса испарения в образовании горючей смеси и в обеспечении нормального развития процессов смесеобразования воспламенения и горения.

Важнейшими факторами, влияющими на скорость испарения, являются: температура, давление, характеристики турбулентности среды, свойства испаряющейся жидкости.

3,4)Воспламенение и горение.

Важнейшие стадии физико-химических превращений горючего и окислителя в любых рабочих процессах двигателя внутреннего сгорания.

Воспламенение всегда предшествует процессу горения и представляет собой физико-химические превращения, в результате которых становится возможным быстрое прогрессивное протекание химической реакции и является самостоятельным суммарным процессом.

Горение - сложный комплекс физико-химических превращений смеси горючего и окислителя, сопровождающийся интенсивным выделением теплоты и излучением цвета.

Учитывая условия подачи горючего и окислителя в зону реакции и их фазовое состояние выделяют 2 группы процессов:

- воспламенение и горение газообразной горючей смеси

- горение распыленного жидкого горючего

Факторы, влияющие на воспламенение и горение:

- температура и давление

- характеристики турбулентности

- состав горючей смеси

Температура вспышки - температура, при которой пары горючего, нагреваемого при строго определенных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении пламеня.

Температура самовоспламенения - это температура, при которой топливо воспламеняется без воздействия постороннего источника тепла (для д.т. 350-400⁰С)

Цетановое число - выражает содержание, в процентах по объему цетана в смеси его с α-метилнафталином, эквивалентной по воспламеняемости данному топливу при испытании на стандартной установке и стандартном режиме.

В качестве эталонных топлив используют два углеводорода: цетан (С₁₆Н₂₄) и α-метилнафталин (С₁₁Н₁₀).

Цетан имеет малую задержку самовоспламенения, а его воспламеняемость принято за 100 единиц. α-метилнафталин, наоборот, имеет большую задержку самовоспламенения, и его воспламеняемость принято за 0.

Составляя смеси цетана и α-метилнафталина в объёмных процентах можно получить топливо ЦЧ от 0 до 100.

Сущность определения цетанового числа заключается в сравнении воспламеняемости дизельного топлива с воспламеняемостью эталонных топлив с известным цетановым числом на специальных установках. В процессе испытаний добиваются, чтобы задержка воспламенения при работе на испытываемом и эталонном топливах была одинаковой.

Цетановое число достаточно полно характеризует период задержки самовоспламенения, от которого зависит скорость нарастания давления в цилиндре а, следовательно, и жёсткость работы дизеля.

При малой задержке воспламенения основная масса впрыскиваемого топлива сгорает по мере поступления в камеру сгорания.

При большой задержке воспламенения первые порции поданного топлива не воспламеняются, топливо накапливается в камере сгорания, а потом сразу сгорает в очень короткий промежуток времени, вызывая быстрое повышение давления, которое резко воздействует на поршень. Топливо не полностью сгорает, двигатель дымит.

Чем меньше цетановое число, тем хуже пусковые свойства топлива. Чрезмерное увеличение цетанового числа, не согласованное с его испаряемостью, также нецелесообразно, так как при этом очаги рано воспламенившегося топлива встречаются с ещё неиспарившимся топливом, что приводит к неполному сгоранию и ухудшению экономичности двигателя при одновременном увеличении дымности отработанных газов.

Цетановое число тяжёлых топлив – 25 единиц,

Дистиллятных дизельных топлив – 50 единиц.

Повышение цетанового числа топлив на 15-20 единиц достигается добавкой 1,5 – 2% присадки перед его использованием.

В зарубежных странах вместо цетанового числа используют дизельный индекс, к оторый для определения топлива вычисляется по значению плотности и температуре выкипания 50% топлива. Эта характеристика дизельного топлива применяется и для отечественного дизельного топлива, которое идет на экспорт.