по газовому анализу продуктов сгорания.
Коэффициент избытка воздуха - есть отношение действительного количества воздуха Vд поданного в топочную камеру котла к теоретически необходимому для горения Vо
(16)
Величина зависит от состава и вида топлива, топочного режима, степени совершенства смешения топлива с воздухом и т.п. Если известен химический состав газов, получаемых при сгорании топлива, коэффициент избытка воздуха может быть определён по "азотной" формуле, которая для случая полного горения топлива записывается следующим образом:
. (17)
где N2 – содержание азота в сухих продуктах горения, %.
При наличии химической неполноты горения формула приобретает следующий вид:
. (18)
Если замерено содержание кислорода О2 в дымовых газах по кислородомеру, то величина может быть определена приближённо по "кислородной" формуле:
. (19)
Количество азота в продуктах сгорания может быть подсчитано по формуле:
, % (20)
В таком виде "азотная" формула справедлива для топлив, в которых содержится азота меньше 3%.
1) Потери тепла с уходящими газами определяются разницей энтальпий газов на выходе из последней поверхности нагрева котла 
. Величины энтальпий 
и
могут быть определены в соответствии с рекомендациями нормативного расчета котельных агрегатов /1/.
, % (21)
2) Потери тепла от химической неполноты сгорания определяются суммарной теплотой сгорания продуктов неполного горения, остающихся в уходящих газах.
При наличии в продуктах сгорания 
, кДж/кг (22)
где 
- объем сухих газов, м3/кг (м3/м3)
Эта потеря может быть выражена в % от располагаемого тепла
, % (23)
Величина 
может быть рассчитана по формуле:
Для жидкого топлива:
, м3/кг (24)
Для газового топлива:
В формулах (24) и (25) CO2, SO2, CO – содержание в продуктах сгорания двуокиси углерода, сернистого газа и окиси углерода, %; 
- содержание в исходном топливе двуокиси углерода, окиси углерода, сероводорода и различных углеводородов, %.
Процентное содержание Н2, СО, СН4 определяется на хроматографе.
3) Потери тепла в окружающую среду за счет естественной конвекции и излучения наружными поверхностями агрегата изменяются в зависимости от тепловой нагрузки котла.
Экспериментальное определение потерь тепла от наружного охлаждения представляет значительные трудности. Для стационарных котлов величина q5 принимается по данным рис. 5 для парового котла и рис.4 для водогрейного котла.
При нагрузках, отличающихся от номинальной более чем на 25 %, величина q5 уточняется по формуле:
При испытании котлов на твердом топливе необходимо производить дополнительные замеры для определения потерь теплоты от механического недожога q4 и физического тепла шлаков q6.
Балансовые испытания на различных нагрузках проводятся после выхода котлоагрегата из ремонта для выявления оптимальных эксплуатационных характеристик. Кроме того, по данным таких испытаний можно судить о качестве ремонта. Результаты измерений этих испытаний заносятся в специальную режимную карту (табл.3).
Таблица 3
| РЕЖИМНАЯ КАРТА Котлоагрегата типа___ при сжигании ст№ | "Утверждаю" главный инженер" " | |||||||||||||||
| Наименование величин | Разм. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |||||||||
| Паропроизводительность | т/ч | |||||||||||||||
| Перегретый пар | Давление | кг/см2 | ||||||||||||||
| Температура | оС | |||||||||||||||
| Топливо | Расход | |||||||||||||||
| Давление | ||||||||||||||||
| Температура | оС | |||||||||||||||
| В О З ДУХ | Сопротивление воздухоподогревателя | ЛЕВ. | мм в.ст. | |||||||||||||
| ПРАВ | -"- | |||||||||||||||
| Давление воздуха | -"- | |||||||||||||||
| Давление воздуха на горелки | -"- | |||||||||||||||
| Температура воздуха за калорифером | оС | |||||||||||||||
| Содержание О2 за | % | |||||||||||||||
| Коэффициент избытка воздуха за | - | |||||||||||||||
| Норма работающих горелок | 1 ярус | |||||||||||||||
| 2 ярус | ||||||||||||||||
| 3 ярус | ||||||||||||||||
Разряжение | В топке | мм в.ст. | ||||||||||||||
| Перед дымососом | ЛЕВ. | -"- | ||||||||||||||
| ПРАВ | -"- | |||||||||||||||
| Температура дымовых газов | оС | |||||||||||||||
| Уходящих | ЛЕВ. | оС | ||||||||||||||
| ПРАВ | оС | |||||||||||||||
| Температура питательной воды | оС | |||||||||||||||
| Амперная загрузка и скорость вращения электродвигателей | ДС | А | а | |||||||||||||
| Б | а | |||||||||||||||
ДВ | А | а | ||||||||||||||
| Б | а | |||||||||||||||
| УП Регулирующих клапанов | ДС | А | % | |||||||||||||
| Б | % | |||||||||||||||
| ДВ | А | % | ||||||||||||||
| Б | % | |||||||||||||||
| Примечания: Начальник Начальник ПТО службы наладки Начальник котельного цеха Руководитель Инженер группы режимов котельной группы Руководитель испытаний | ||||||||||||||||
studfiles.net
Подсчитано, что для полного сгорания:
1кг мазута надо 10,9м3 воздуха(теоретически)
1 м3 газа надо 9,52 м3 воздуха(теоретически)
При сжигании топлива очень важно правильно регулировать поступление воздуха в топку котла.
Если воздуха в топку котла будет поступать мало, то кислорода не будет хватать для полного сгорания топлива, и часть горючих газов, образующихся в топке котла (например, окись углерода СО), и несгоревшие частицы угля будут уноситься с продуктами горения в дымовую трубу. Неполноту сгорания топлива можно заметить по появлению черного дыма из дымовой трубы. Очевидно, что такое сжигание вызывает излишнюю трату топлива.
Чтобы обеспечить полное сгорание кускового топлива, практически приходиться подавать воздуха в топку в несколько раз больше, чем требуется по расчету (например, в полтора раза).
Подсчитано, что для полного сгорания:
1кг мазута надо 10,9м3 воздуха(теоретически)
1 м3 газа надо 9,52 м3 воздуха(теоретически)
Но чрезмерный избыток воздуха в топке котла недопустим, так как много тепла при этом тратится на нагревание излишнего воздуха перед его подачей в топку котла, а также много тепла уносится в дымовую трубу.
Действительное количество воздуха, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, должно быть несколько большим теоретического, так как при практическом сжигании топлива не все количество теоретически необходимого воздуха используется для горения топлива; часть его не участвует в реакции горения в результате недостаточного перемешивания воздуха с топливом, а также из-за того, что воздух не успевает вступить в соприкосновение с углеродом топлива и уходит в газоходы котла в свободном состоянии. Поэтому отношение количества воздуха, действительно подаваемого в топку котла, к теоретически необходимому называют коэффициентом избытка воздуха в топке
αт = Vвд / Vв°,
где Vвд — действительный объем воздуха, поданного в топку котла на 1 кг топлива,
Vв°— теоретический объем воздуха,
тогда
Vвд = αт ּ Vв° (40)
Коэффициент избытка воздуха зависит от вида сжигаемого топлива, способа его сжигания, конструкции топки котла и принимается на основании опытных данных.
αт=1,05 (газ)
αт=1,15( мазут)
При работе топок всех видов необходимо постоянно наблюдать за исправным ведением топочных процессов по контрольно-измерительным приборам. На экономичность работы котельной установки значительное влияние оказывают потери тепла от химической неполноты сгорания топлива. Величина потерь зависит в основном от количества воздуха, поступающего в топку.
Для поддержания нормального горения нужно подводить воздуха в топку столько, сколько требуется для полного сгорания топлива, что достигается постоянным контролем за составом дымовых газов. Наиболее важно определение содержания в дымовых газах двуокиси и окиси углерода.
В случае неполного сгорания при недостатке воздуха в составе уходящих газов из топки котла будут углеводороды, окись углерода СО, а иногда и чистый водород Н, а при чрезмерном избытке воздуха создаются условия для удаления из топки котла несгоревших летучих горючих веществ и уноса частичек твердого топлива. Поэтому при эксплуатации топки следует сводить неполноту сгорания к возможному минимуму. Как правило, котельный агрегат работает или при полном сгорании, или с незначительной химической неполнотой сгорания.
При присосе холодного воздуха в газоходы котла экономичность его работы снижается, поэтому персонал, обслуживающий котлоагрегат, должен постоянно следить за исправностью обмуровки, плотным закрытием заслонок, дверок, гляделок и пр.
poznayka.org
- Топливо для ДВС
Топливо бывает разное, для самолетов, пароходов, машин, тепловозов, катеров, игрушечных моделей, для двух тактных двигателей.
Топливо для моделей Заправочная жидкость BYRON 1 QUART ( 0.9 литра ) – Race GEN2. Содержит 20% нитрометана и 16% масла из смеси 50% синтетического и 50% касторового масла. Для автомоделей с ДВС.
- Основные свойства жидких и газообразных топлив
Твердые и жидкие топлива представляют собой сложные соединения горючих элементов, молекулярное строение которых еще недостаточно изучено, и включают в себя минеральные примеси и влагу.
В состав жидких и газообразных топлив входит: углерод С, водород Н, сера S, а также кислород О и азот N, находящиеся в сложных высокомолекулярных соединениях. Топливо содержит негорючие минеральные примеси, превращающиеся при сжигании топлива в золу А и влагу W.
- Состав горючей смеси, коэффициент избытка воздуха.
Топливом для образования горючей смеси служат бензины (например, марок А-72, А-76, АИ-93, АИ-98). Теоретически подсчитано, что для полного сгорания 1 кг бензина требуется около 15 кг воздуха (точнее кислорода, содержащегося в этом воздухе).
Состав горючей смеси характеризуют коэффициентом избытка воздуха а, представляющим собой отношение действительного количества воздуха Ьл, участвующего в процессе .сгорания, к количеству воздуха Ь0, теоретически необходимому для полного сгорания топлива.
Коэффициент избытка воздуха (альфа) - отношение массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к массе воздуха в нормальной горючей смеси.
- Основные сведения об альтернативных топлива
альтернативные виды моторного топлива - компримированный и сжиженный природный газ (метан), сжиженный углеводородный газ (пропан-бутановые смеси), диметилэфир, водород, биогаз и другие виды моторного топлива.
1. Природный газ
Природный газ представляет собой альтернативный вид топлива, которое полностью сгорает и уже сейчас повсеместно доступно потребителям многих стран за счет снабжения природным газом домов и производственных объектов. При использовании в транспортных средствах, работающих на природном газе (автомобилях и грузовиках со специально спроектированными двигателями), природный газ дает значительно меньше вредных выбросов, чем бензин или дизельное топливо.
2. Электричество
Электричество может использоваться в качестве альтернативного вида топлива для транспортных средств с питанием от аккумуляторных батарей, или работающих на топливных элементах. Работающие от батарей электрические транспортные средства накапливают энергию в батареях, которые заряжаются путем подключения транспортного средства к стандартному источнику питания. Транспортные средства на топливных элементах работают на электрической энергии, которая вырабатывается за счет электрохимической реакции, имеющей место при соединении водорода и кислорода. Топливные элементы производят электроэнергию без внутреннего сгорания и загрязнения окружающей среды.
3. Водород
Водород можно смешивать с природным газом для создания альтернативного вида топлива для транспортных средств, в которых используются некоторые виды двигателей внутреннего сгорания. Водород также используется в транспортных средствах с топливными элементами, работающими на электричестве, вырабатываемом в результате реакции, которая происходит при соединении водорода и кислорода в топливной ячейке.
4. Пропан
Пропан, также называемый сжиженным нефтяным газом, представляет собой побочный продукт переработки природного газа или сырой нефти. Он уже широко используется в качестве топлива при приготовлении пищи и для отопления; пропан также является распространенным альтернативным видом топлива для транспортных средств. При использовании пропана производится меньше вредных выбросов в атмосферу, чем при использовании бензина, кроме того, имеется высокоразвитая инфраструктура для транспортировки, хранения и распространения пропана.
5. Биодизельное топливо
Биодизельное топливо представляет собой альтернативный вид топлива на основе растительных масел или животных жиров, даже тех, которые остаются в ресторанах после приготовления пищи. Двигатели транспортных средств можно модифицировать так, чтобы можно было сжигать биодизельное топливо в чистом виде; биодизельное топливо можно также смешивать с углеводородным дизельным топливом и использовать в неадаптированных двигателях. Биодизельное топливо безопасно, поддается биохимическому разложению и снижает содержание веществ, загрязняющих воздух таких как, твердые примеси, монооксид углерода и углеводороды.
6. Метанол
Метанол, также известный, как древесный метиловый спирт, может использоваться в качестве альтернативного вида топлива в транспортных средствах с универсальной топливной системой, которые спроектированы для работы на M85, смеси, содержащей 85% метанола и 15% бензина. Но в наши дни не производят транспортных средств с метаноловыми двигателями. Тем не менее, в будущем метанол может стать важным альтернативным видом топлива в качестве источника водорода, который необходим для работы топливных элементов.
7. Этанол
Этанол (еще называется этиловым спиртом или хлебным спиртом) представляет собой альтернативный вид топлива, его можно смешивать с бензином для получения топлива с более высоким октановым числом и меньшим содержанием вредных веществ в выбросах по сравнению с чистым бензином. Этанол производится за счет брожения зерновых продуктов таких как: кукуруза, ячмень или пшеница; и дистилляции. Также его можно производить из многих видов трав и деревьев, хотя здесь технология будет более сложной, в таком случае эго называют биоэтанолом.
В соответствии с Законом об энергетической политике от 1992 г. смеси, содержащие не менее 85% этанола, считаются альтернативными видами топлива.
E85, смесь состоящая на 85% из этанола и на 15% из бензина, используется в транспортных средствах с универсальной топливной системой, которые предлагаются большинством производителей транспортных средств. Транспортные средства с универсальной топливной системой могут работать на бензине, E85, или на любом сочетании этих двух видов топлива.
Смеси с большим содержанием этанола, такие как E95, также являются отличными альтернативными видами топлива. Смеси с более низкими концентрациями этанола, такие как E10 (10% этанола и 90% бензина), иногда используются для увеличения октанового числа и повышения качества выбросов, но они не рассматриваются как альтернативные виды топлива.
Производство этанола поддерживает фермеров и позволяет создавать рабочие места внутри страны. И поскольку этанол производится внутри страны и из выращиваемого в стране зерна, он снижает зависимость США от импортируемой нефти и повышает национальную энергетическую безопасность.
8. Виды топлива серии P
Топливо серии P представляет собой смесь этанола, газоконденсатной жидкости и метилтетрагидрофурана, вспомогательного растворителя, полученного из биомассы. Виды топлива серии P представляют собой прозрачные альтернативные виды топлива с высоким октановым числом, которые можно использовать в транспортных средствах с универсальной топливной системой. Топлива серии P можно использовать в чистом виде или в смеси с бензином в любом соотношении путем простого добавления бензина в бак.
cyberpedia.su
коэффицие́нт избы́тка во́здуха отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы К. и. в. в камере сгорания может изменяться от значений меньше единицы до нескольких десятков.
Энциклопедия «Авиация». - М.: Большая Российская Энциклопедия. Свищёв Г. Г.. 1998.
Коэффициент избытка воздуха — (альфа) отношение массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к массе воздуха в нормальной горючей смеси … Википедия
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха, λ Безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива, рассчитываемая … Справочник технического переводчика
Коэффициент избытка воздуха — отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы К. и. в. в камере сгорания может… … Энциклопедия техники
коэффициент избытка воздуха — 3.43 коэффициент избытка воздуха: Отношение фактического объема воздуха для горения к стехиометрическому. Источник: ГОСТ Р 51847 2001: Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Коэффициент избытка воздуха — отношение фактически затраченного на сжигание топлива воздуха к теоретически необходимому. Коэффициент избытка воздуха при сжигании жидкого и газообразного топлива 1,02 1,15, угольной пыли до 1,25, твёрдого топлива в слое 1,3 1,6. Недостаток… … Энциклопедический словарь по металлургии
КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА — отношение фактически затраченное на сжигание топлива воздуха к теоретически необходимому. Коэффициент избытка воздуха при сжигании жидкого и газообразного топлива 1,02 1,15, угольной пыли до 1,25, твердого топлива в слое 1,3 1,6. Недостаток… … Металлургический словарь
коэффициент избытка воздуха, — 3.3 коэффициент избытка воздуха, l: Безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива, рассчитываемая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
коэффициент избытка воздуха — oro pertekliaus koeficientas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Tikrojo degimui tiekiamo oro ir teoriškai degimui reikalingo oro tūrių santykis. Erdvinėse kūryklose deginant skystąjį ar dujinį kurą, oro pertekliaus koeficientas 1,02–1,1,… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
коэффициент избытка воздуха — [excess ratio] расход воздуха при полном сжигании топлива, отнесенный к теоретически необходимому; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный … Энциклопедический словарь по металлургии
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы… … Энциклопедия «Авиация»
avia.academic.ru
Смесеобразование
Для характеристики того, насколько отличаются реальные показатели топливовоздушной смеси от теоретического или стехиометрического отношения вводится коэффициент избытка воздуха (лямбда). Коэффициент избытка воздуха показывает отношение массы введенного в цилиндр воздуха к требуемой при cтехиометрическом сгорании для данной массы топлива:
Лямбда = Масса воздуха / (Масса топлива * стехиометрический коэффициент)
Лямбда = 1: введенное в цилиндр количество воздуха соответствует теоретически необходимому для сгорания всего топлива.
Лямбда < I: имеется недостаток воздуха, соответственно смесь — богатая.
Лямбда > 1: имеется избыток воздуха, соответственно смесь — бедная.
Наличие в цилиндре зон с богатой смесью (Лямбда < 1) приводит к увеличению выбросов сажи, СО и СН. Чтобы избежать возникновения таких зон с богатой смесью, дизель должен работать при избытке воздуха. Значения Лямбда для дизелей с наддувом при полной нагрузке находятся между 1,15 и 2,0. На холостом ходу и при нулевой нагрузке они повышаются до Лямбда > 10.
Данные величины коэффициента избытка воздуха показывают значение общего по цилиндру соотношения масс воздуха и топлива. С точки зрения самовоспламенения и образования вредных веществ существенное значение имеют локальные значения Лямбда.
Дизель работает при гетерогенном смесеобразовании и самовоспламенении полученной смеси от сжатия. Перед или вовремя сгорания невозможно обеспечить полностью гомогенное смешивание впрыснутого топлива с воздухом. Самовоспламенение происходит через несколько градусов угла поворота коленчатого вала после начала впрыскивания (период задержки воспламенения). При гетерогенной смеси в цилиндре дизеля локальные коэффициенты избытка воздуха имеют весь диапазон значений от Лямбда = 0 (чистое топливо) в центре факела около носка распылителя до Лямбда = бесконечности (чистый воздух) в зоне внешнего пламени. При ближайшем рассмотрении отдельной жидкой (свободной) капли можно отметить, что на ее поверхности (паровая зона ) имеют место локальные значения Лямбда от 0,3 до 1,5, обеспечивающие возможность самовоспламенения смеси (рис. 2 и 3). Из этого следует, что при тонком распыливании (много мелких капель), высоком коэффициенте избытка воздуха и «дозированном» движении заряда возникает множество локальных зон с небольшими значениями Лямбда, обеспечивающими воспламенение. Это потенциально обеспечивает при сгорании незначительное образование сажи и NOх
Рис. 2 d диаметр капли топлива (220 мкм)
Хорошее распыливание происходит благодаря высокому давлению впрыскивания (в настоящее время максимальные давления в опытных системах превышают 2000 бар). Таким образом, в цилиндре достигается высокая относительная скорость между факелом топлива и воздухом, что обеспечивает хороший распыл факела топлива.
Рис.3
а низкая относительная скорость Ь высокая относительная скорость 1 Зона пламени 2. Зона паров 3. Капля топлива 4. Поток воздуха
С учетом минимизации массы двигателя и соответствующих этому затрат следует получать по возможности большую мощность с имеющегося рабочего объема. Для этого дизель должен работать с высокой нагрузкой при незначительном избытке воздуха, что, однако, повышает эмиссию вредных веществ. Именно поэтому коэффициент Лямбда должен находиться в определенных границах, устанавливаемых точным дозированием количества топлива в зависимости от количества воздуха в цилиндре и от частоты вращения коленчатого вала.
Низкое атмосферное давление также требует изменения цикловой подачи топлива с учетом недостатка воздуха.
www.boschdiagnost.ru
Металлургический словарь. 2003.
Коэффициент избытка воздуха — (альфа) отношение массы воздуха, приходящейся на 1 кг топлива в данной смеси, к массе воздуха в нормальной горючей смеси … Википедия
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха, λ Безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива, рассчитываемая … Справочник технического переводчика
Коэффициент избытка воздуха — отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы К. и. в. в камере сгорания может… … Энциклопедия техники
коэффициент избытка воздуха — 3.43 коэффициент избытка воздуха: Отношение фактического объема воздуха для горения к стехиометрическому. Источник: ГОСТ Р 51847 2001: Аппараты водонагревательные проточные газовые бытовые типа А и С. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Коэффициент избытка воздуха — отношение фактически затраченного на сжигание топлива воздуха к теоретически необходимому. Коэффициент избытка воздуха при сжигании жидкого и газообразного топлива 1,02 1,15, угольной пыли до 1,25, твёрдого топлива в слое 1,3 1,6. Недостаток… … Энциклопедический словарь по металлургии
коэффициент избытка воздуха, — 3.3 коэффициент избытка воздуха, l: Безразмерная величина, представляющая собой отношение массы воздуха, поступившей в цилиндр двигателя, к массе воздуха, теоретически необходимой для полного сгорания поданного в цилиндр топлива, рассчитываемая… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
коэффициент избытка воздуха — oro pertekliaus koeficientas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Tikrojo degimui tiekiamo oro ir teoriškai degimui reikalingo oro tūrių santykis. Erdvinėse kūryklose deginant skystąjį ar dujinį kurą, oro pertekliaus koeficientas 1,02–1,1,… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
коэффициент избытка воздуха — [excess ratio] расход воздуха при полном сжигании топлива, отнесенный к теоретически необходимому; Смотри также: Коэффициент фабрикационный коэффициент температурный … Энциклопедический словарь по металлургии
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы… … Энциклопедия «Авиация»
коэффициент избытка воздуха — коэффициент избытка воздуха отношение действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания (см. Стехиометрический состав горючей смеси). В зависимости от типа двигателя и режима его работы… … Энциклопедия «Авиация»
metallurgy_dictionary.academic.ru
Смесеобразование
Для характеристики того, насколько отличаются реальные показатели топливовоздушной смеси от теоретического или стехиометрического отношения вводится коэффициент избытка воздуха (лямбда). Коэффициент избытка воздуха показывает отношение массы введенного в цилиндр воздуха к требуемой при cтехиометрическом сгорании для данной массы топлива:
Лямбда = Масса воздуха / (Масса топлива * стехиометрический коэффициент)
Лямбда = 1: введенное в цилиндр количество воздуха соответствует теоретически необходимому для сгорания всего топлива.
Лямбда < I: имеется недостаток воздуха, соответственно смесь — богатая.
Лямбда > 1: имеется избыток воздуха, соответственно смесь — бедная.
Наличие в цилиндре зон с богатой смесью (Лямбда < 1) приводит к увеличению выбросов сажи, СО и СН. Чтобы избежать возникновения таких зон с богатой смесью, дизель должен работать при избытке воздуха. Значения Лямбда для дизелей с наддувом при полной нагрузке находятся между 1,15 и 2,0. На холостом ходу и при нулевой нагрузке они повышаются до Лямбда > 10.
Данные величины коэффициента избытка воздуха показывают значение общего по цилиндру соотношения масс воздуха и топлива. С точки зрения самовоспламенения и образования вредных веществ существенное значение имеют локальные значения Лямбда.
Дизель работает при гетерогенном смесеобразовании и самовоспламенении полученной смеси от сжатия. Перед или вовремя сгорания невозможно обеспечить полностью гомогенное смешивание впрыснутого топлива с воздухом. Самовоспламенение происходит через несколько градусов угла поворота коленчатого вала после начала впрыскивания (период задержки воспламенения). При гетерогенной смеси в цилиндре дизеля локальные коэффициенты избытка воздуха имеют весь диапазон значений от Лямбда = 0 (чистое топливо) в центре факела около носка распылителя до Лямбда = бесконечности (чистый воздух) в зоне внешнего пламени. При ближайшем рассмотрении отдельной жидкой (свободной) капли можно отметить, что на ее поверхности (паровая зона ) имеют место локальные значения Лямбда от 0,3 до 1,5, обеспечивающие возможность самовоспламенения смеси (рис. 2 и 3). Из этого следует, что при тонком распыливании (много мелких капель), высоком коэффициенте избытка воздуха и «дозированном» движении заряда возникает множество локальных зон с небольшими значениями Лямбда, обеспечивающими воспламенение. Это потенциально обеспечивает при сгорании незначительное образование сажи и NOх
Рис. 2 d диаметр капли топлива (220 мкм)
Хорошее распыливание происходит благодаря высокому давлению впрыскивания (в настоящее время максимальные давления в опытных системах превышают 2000 бар). Таким образом, в цилиндре достигается высокая относительная скорость между факелом топлива и воздухом, что обеспечивает хороший распыл факела топлива.
Рис.3
а низкая относительная скорость Ь высокая относительная скорость 1 Зона пламени 2. Зона паров 3. Капля топлива 4. Поток воздуха
С учетом минимизации массы двигателя и соответствующих этому затрат следует получать по возможности большую мощность с имеющегося рабочего объема. Для этого дизель должен работать с высокой нагрузкой при незначительном избытке воздуха, что, однако, повышает эмиссию вредных веществ. Именно поэтому коэффициент Лямбда должен находиться в определенных границах, устанавливаемых точным дозированием количества топлива в зависимости от количества воздуха в цилиндре и от частоты вращения коленчатого вала.
Низкое атмосферное давление также требует изменения цикловой подачи топлива с учетом недостатка воздуха.
www.boschdiagnost.ru
