Макрокинетика сгорания нестационарной периодической топливной струи как научная основа повышения эффективности анализа и прогнозирования воспламенения, сгорания и образования вредных веществ в дизеле

• Автор: Махов, Владимир Захарович
• Шифр специальности: 01.04.17
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 423 c. : ил

ГЛАВА I. ПРОЦЕССЫ СГОРАНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ ВРЩЖ ВЕЩЕСТВ В ДИЗЕЛЕ И МЕТОДЫ ИХ МОДЕЛИРОВАНИЯ (Обзор литературы)

1.1. Процесс сгорания в дизеле и определяющие его факторы

1.1.1. Фазы процесса сгорания в дизеле

1.1.2. Развитие топливной струи

1.1.3. Воспламенение нестационарной топливной струи

1.1.4. Сгорание нестационарной топливной струи

1.1.5. Влияние испарения и смешения на процесс сгорания топливной струи в дизеле

1.2. Механизм недогорания и образования продуктов неполного сгорания и окислов азота в дизеле

1.2.1. Механизм недогорания в дизеле

1.2.2. Образование окислов азота в дизеле

1.3. Расчетные модели процесса сгорания и образования вредных продуктов в дизеле

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИ СГОРАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТОПЛИВНОЙ СТРУИ
2.1. Общие предпосылки к анализу макрокинетики сгорания нестационарной топливной струи
2.1.1. Процесс смешения и его характерные параметры
2.1.2. Режимы нестационарного процесса горения предварительно неперемешанных топлива и окислителя
2.2. Скорость сгорания нестационарной топливной
струи
2.2.1. Процесс воспламенения (зона струи 1у). . 75 2.2.1Л.Изменение температуры в процессе
воспламенения
2.2.1.2.Период индукции в режиме поджигания
2.2.1.3.Скорость химических реакций при воспламенении нестационарной топливной струи

2.2.2. Скорость распространения пламени вдоль изоотехиометрической поверхности (зона струи Цу)
2.2.3. Обобщенное выражение для скорости сгорания нестационарной периодической топливной струи
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТОПЛИВНОЙ СТРУИ
3.1. Закономерности развития изоотехиометрической поверхности при впрыскивании топлива
3.2. Закономерности воспламенения и формирования фронта диффузионного пламени
3.2.1. Закономерности воспламенения нестационарной топливной струи
3.2.2. Пути улучшения воспламеняемости нестационарной топливной струи
3.2.3. Закономерности формирования фронта диффузионного пламени
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ К МОДЕЛИРОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В УСЛОВИЯХ ДИЗЕЛЯ
4.1. Недогорание богатой и переобедненной смесей
в условиях дизеля
4.2. Модель сажеобразования при сгорании неоднородных смесей
4.3. Сажеобразование в диффузионном пламени
4.3.1. Скорость распада топлива и образования зародышей сажевых частиц
4.3.2. Расчет процесса роста и выгорания сажевой частицы
4.3.3. Пути интенсификации процесса выгорания сажи
4.4. Некоторые особенности образования окиси азота
в поле переменных температур
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ ДИЗЕЛЯ
5.1. Экспериментальные установки и методы исследования

5.2. Механизм недогорания в богатой и переобед-ненной частях топливной струи
5.3. Экспериментальное исследование процесса саже-образования присгорании топливной струи
5.3.1. Экспериментальное исследование особенностей сажеобразования при горении
5.3.2. Пути воздействия на процесс сажеобразования с целью снижения неполноты сгорания
5.3.2.1. Некоторые характерные режимы процесса сажеобразования
5.3.2.2. Влияние физико-химических свойств
топлива на процесс сажеобразования
5.3.2.3. Влияние и механизм воздействия присадок к топливу на процесс сажеобразования
5.4. Экспериментальное исследование процесса образования N0
ГЛАВА 6. РАСЧЕТНЫЕ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ И ОБРАЗОВАНИЯ ОКИСЛОВ АЗОТА В ДИЗЕЛЕ
6.1. Расчетная модель воспламенения и сгорания
в дизеле
6.1.1. Топливоподача, развитие топливной
струи, смешение и испарение
6.1.2. Воспламенение и сгорание
6.1.3. Скорость тепловыделения
6.1.4. Результаты расчетов
6.2. Методика расчетного анализа индикаторной диаграммы
6.2.1. Определение величины изостехиометриче-ской поверхности Р и ширины области смешения
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДЕЛИ СГОРАНИЯ
НЕСТАЦИОНАРНОЙ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТОПЖВНСЙ СТРУИ
2.1. Общие предпосылки к анализу макрокинетики сгорания нестационарной топливной струи.
2.1.1. Процесс смешения и его характерные параметры
Одна из основных особенностей сгорания в дизеле - локализация химических реакций в ограниченном объеме - является прежде всего следствием локализации процесса смешения топлива с окислителем, так как их реагирование возможно только в условиях контакта на молекулярном уровне. Действительно, при средних по камере сгорания дизеля значениях коэффициента избытка воздуха от 1,3-1,4 при максимальных нагрузках и до 5 и выше - при минимальных концентрация топлива в смеси при полном его перемешивании с окислителем на малых и средних нагрузках оказалась бы значительно ниже предельной, при которой возможен самоподдерживающийся процесс горения. Степень локализации химических реакций зависит и от отношения их скорости к скорости смешения компонентов этих реакций. Если последняя заведомо ниже скорости химических реакций, то они локализуются практически на поверхности раздела компонентов. В этом случае скорость сгорания определяется скоростью подвода компонентов, а поверхность раздела в свою очередь устанавливается в пространстве так, что соотношение потоков компонентов в зону реакции становится равным стехиометрическому [71].
Роль смешения в процессе превращения в дизеле химической энергии системы топливо-окислитель в тепловую энергию весьма велика. Смешение - наиболее сложный процесс, связанный с действием ряда хотя и неравнозначных, но важных факторов. Ход смешения определяется взаимодействием процессов тошшвоподачи, движения и турбулизации воздушного заряда, зависит от аэродинамики камеры