Студопедия — Теплота сгорания топлива и горючей смеси
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Теплота сгорания топлива и горючей смеси






Теплотой сгорания называют количество тепла, кото­рое выделяется при полном сгорании единицы массы топлива — 1 кг жидкого и твердого, 1 м3 газообразного. По Международной системе единиц СИ все виды энергии
измеряются в джоулях (Дж). Джоуль — работа силы в
1 ньютон (Н) на пути в 1 м, это небольшая величина, чаше пользуются килоджоулем (кДж), который в 1000 раз больше джоуля. Раньше теплоту сгорания измеряли в калориях (кал) и килокалориях (ккал). 1 кал = = 4, 1868 Дж, 1 ккал =α 4, 1868 кДж.

Существуют различные опытные и расчетные методы определения теплоты сгорания (Q). Наиболее распрост­раненными и точными являются опытные. Топливо сжи­гают в специальных приборах, называемых калоримет­рами. Выделившееся тепло улавливают с помощью во­ды. Зная массу сожженного топлива, количество залитой в калориметр воды, разность ее температуры до и после сжигания топлива, подсчитывают теплоту сгорания.

Жидкие виды топлива (дизельное, бензин) при пол­ном сгорании выделяют близкое для различных марок количество тепла Их полезная, или низшая, теплота сго­рания Qниз=10200-10500 ккал/кг, или 42500 - 43 800 кДж/кг. Но в двигатель поступает не топливо, а горючая смесь, состоящая из топлива и воздуха. Ее теплота сгорания будет увеличиваться с ростом тепловой ценности топлива, и уменьшаться при увеличении поступ­ления воздуха для сгорания.

Обычно сгорание в двигателях осуществляется на обедненных или бедных горючих смесях, их теплоту сго­рания можно подсчитать по формуле:

 

Qгор. см = Qнизш.топл.,

1 + α Lтеор

где Qнизш.топл — низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг; α коэффициент избытка воздуха; Lтеор рас­четное количество воздуха, необходимого для сжигания 1 кг топлива, кг.

По этой формуле можно подсчитать теплоту сгорания горючей смеси, т. е. той, которая поступает в камеру сго­рания (карбюраторный двигатель) или образуется в ней (дизели), Горючую смесь, перемешавшуюся с остаточ­ными газами от предыдущего цикла, называют рабочей. Если нужно определить ее теплоту сгорания, то вносят поправку на коэффициент остаточных газов. Для практи­ческих целей поправкой можно пренебречь. В табл. 1 приведены значения теплоты сгорания некоторых видов топлива и горючих смесей.

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, теплота сгорания нормальных горючих смесей различных видов топлива примерно одинакова. Это объясняется тем, что чем теплота сгорания топлива выше, тем больше требу­ется воздуха для его сжигания, т. е. в формуле для под­счета Qгop.cм числитель и знаменатель дроби меняются пропорционально.

 

Таблица 1. Теплота сгорания топлива и горючих смесей

  Топливо       Расчётное кол-во воздуха, кг/кг Теплота сгорания  
топлива   горючей смеси  
кДж/кг (ккал/кг)   кДж/кг (ккал/кг)  
Спирт этиловый 8, 4 25958 (6200) 2763 (660)
Бензол 13, 2 39356 (9400) 2771 (662)
Автомобильный бензин   14, 8   43961 (10500)   2780 (664)  
Авиационый бензин   14, 9   44380 (10600)   2788 (666)  
  Дизельное топливо 14, 4   42705 (10200)   2771 (662)  

Тем не менее, сжигать в двигателях высококалорийное топливо выгоднее, так как при этом требуются баки меньшей вместимости, и увеличивается грузоподъемность машины. Иными словами, для совер­шения одной и той же работы высококалорийного топли­ва потребуется меньше, чем обычного. Понятно, что чем меньше коэффициент избытка воздуха α, тем выше зна­чение Qгop.cм и эффективнее работа.

Рассмотрим такой пример. На определенном режиме дизельный двигатель должен работать с α = 1, 2. Однако топливная аппаратура отрегулирована неправильно, и сгорание происходит с α =1, 5. К чему это приведет?

Подсчитаем теплоту сгорания горючей смеси обоих режимов.

__ 42500 __

В первом случае Qгop.cм = 1+1, 2*14, 7 = 2280 кДж/кг

 

 

__ 42500 __

Во втором случае Qгop.cм = 1+1, 5*14, 7 = 1843 кДж/кг

 

Таким образом, при увеличении на 25% коэффициента избытка воздуха теплота сгорания смеси снизилась на 20%. Следовательно, будет уменьшаться мощность и уве­личиваться расход топлива.

Не любая смесь паров топлива с воздухом может воспламениться и сгореть в двигателе. Различают выс­ший и низший пределы воспламеняемос­ти смесей. Высший предел будет при таком содержании паров топлива в воздухе, когда дальнейшее обогаще­ние смеси делает ее невоспламеняемой. Низший предел воспламеняемости будет при недостатке паров топлива в воздухе, если дальнейшее обеднение смеси делает ее негорючей. Так, высший предел воспламеняемости бен­зинов будет при α = 0, 45÷ 0, 5, а низший - при α =1, 35÷ 1, 40. При возрастании давления и температуры эти пределы несколько расширяются.

Пределы воспламеняемости бензина, керосина, ди­зельного топлива различаются незначительно высший и низший пределы составляют соответственно 6, 0 и 1, 7% паров топлива в воздухе по объему. Следовательно, жид­кие топлива горят и взрываются при сравнительно невы­соких концентрациях их паров в воздухе. Из топлива, широко используемого в сельском хозяйстве, наиболее легко воспламеняется и взрывается бензин. Высокие пре­делы воспламеняемости имеют горючие газы (водород, метан, окись углерода). Так, для водорода низший пре­дел воспламеняемости составляет 9, 4, а высший — 66, 5% по объему.

 

ТОПЛИВО ДЛЯ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ







Дата добавления: 2014-10-29; просмотров: 3741. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Подкожное введение сывороток по методу Безредки. С целью предупреждения развития анафилактического шока и других аллергических реак­ций при введении иммунных сывороток используют метод Безредки для определения реакции больного на введение сыворотки...

Принципы и методы управления в таможенных органах Под принципами управления понимаются идеи, правила, основные положения и нормы поведения, которыми руководствуются общие, частные и организационно-технологические принципы...

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ САМОВОСПИТАНИЕ И САМООБРАЗОВАНИЕ ПЕДАГОГА Воспитывать сегодня подрастающее поколение на со­временном уровне требований общества нельзя без по­стоянного обновления и обогащения своего профессио­нального педагогического потенциала...

Гносеологический оптимизм, скептицизм, агностицизм.разновидности агностицизма Позицию Агностицизм защищает и критический реализм. Один из главных представителей этого направления...

Функциональные обязанности медсестры отделения реанимации · Медсестра отделения реанимации обязана осуществлять лечебно-профилактический и гигиенический уход за пациентами...

Определение трудоемкости работ и затрат машинного времени На основании ведомости объемов работ по объекту и норм времени ГЭСН составляется ведомость подсчёта трудоёмкости, затрат машинного времени, потребности в конструкциях, изделиях и материалах (табл...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия