PROBLEMATIKA IZGARANJA TEKUĆIH GORIVA U MOTORIMA

Rijeka, svibanj,2010. Alen Fućak

Katarina Knafelj

TEKUĆA GORIVA

Svojstva:

• Gustoća

• Viskoznost

• Vrelište

• Temperatura isparivanja

• Temperatura zamućenja

• Temperatura plamišta

• Temperatura samozapaljenja2

TEKUĆA GORIVA

• Ogrijevna moć goriva

• Sadržaj sumpora

• Sadržaj vode, pepela, asfalta i koksa

• Oktanski broj OB

• Cetanski broj CB

VRSTE TEKUĆIH GORIVA

• ALIFATSKI ugljikovodici:

a) PARAFINI, IZOPARAFINI - zasićeni ugljikovodici

b) OLEFINI - nezasićeni ugljikovodici

VRSTE TEKUĆIH GORIVA

• PRSTENASTI ili CIKLIČKI ugljikovodici:

a) NAFTENI - zasićeni ugljikovodici

b) AROMATI - nezasićeni ugljikovodici

VRSTE TEKUĆIH GORIVA

Spojevi koji sadrže KISIK :

a) ALKOHOLI

b) ETERI

c) KETONI

UVJETI ZA UPALJIVANJE I IZGARANJE UGLJIKOVODIKA

Uvjeti u kojima će doći do kemijskih reakcija određeni su:

- temperaturom - koncentracijom reakcijskih partnera

GRANICE UPALJIVOSTI PARA NEKIH TEKUĆIH GORIVA U ATMOSFERI ZRAKA

PRIMJER: IZGARANJE VODIKA S KISIKOM U VODENU PARU

KEMIJSKO ZAKAŠNJENJE PALJENJA

HOMOGENO IZGARANJE

Brzina širenja plamena kod izgaranja homogene smjese

KARAKTERISTIKE IZGARANJA HOMOGENE SMJESE: 1. homogena smjesa, 2. sastav smjese je konstantan λ = konst u svim točkama

volumena, 3. granica upaljivosti je određena sa p, T, λ i Ea 4. širenje plamena iz točke upaljivanja kod stranog paljenja, 5. brzina širenja plamena je uvjetovana sa p, T, λ i Ea, 6. međuprodukt tijekom izgaranja nije ni u kom slučaju

slobodni ugljik (plavi plamen), 7. pri λ<1 sastav plinova izgaranja određen je konstantom:

U ispušnim plinovima otto motora ne nalazimo čađu, ali je prisutan CO.

DIFUZIJSKO IZGARANJE

Promjena sastava gorive smjese pare goriva i zraka pri izgaranju kapljice goriva

KARAKTERISTIKE DIFUZIJSKOG IZGARANJA 1. Heterogena smjesa, miješanje reakcijskih partnera odvija

se tek difuzijom tijekom reakcije,

2. U zoni reakcije na nekom mjestu uvijek imamo odgovarajući sastav gorive smjese da bi se postiglo izgaranje. Ne postoje ograničenja za granicu upaljivanja obzirom na ukupni pretičak zraka.

3. Zagrijavanjem bogate smjese uz površinu kapljice dolazi do raspada molekula ugljikovodika na strukturu sastavljenu iz atoma ugljika (čađa), što se očituje svijetlim plamenom. U ispušnim plinovima možemo naći čađu, dok je sadržaj CO zanemariv.

PROMJENA OPTEREĆENJA MOTORA

Brzinska karakteristika motora

Uz konstantnu donju ogrijevnu moć goriva i pretpostavku konstantne gustoće zraka na usisu, postoje dvije mogućnosti za promjenu srednjeg efektivnog tlaka, odnosno snage motora:

- kvantitativna regulacija- kvalitativna regulacija

KVANTITATIVNA REGULACIJA

KVALITATIVNA REGULACIJA

STVARANJE GORIVE SMJESE KOD OTTO MOTORA

Rasplinjač i promjena tlaka u usisnoj cijevi

IZGARANJE GORIVE SMJESE U OTTO MOTORU

Normalno Abnormalno

Detonantno izgaranje Samoupaljivanje na pregrijanim mjestima u prostoru

izgaranja Normalno samoupaljivanje Detonantno izgaranje Ubrzano samoupaljivanje Rumble (“bubnjanje”) Wild ping (“divlji udar”)

SUSTAV PALJENJA KOD OTTO MOTORA

Induktivni sustav paljenja

Kondenzatorski sustav paljenja

SUSTAV PALJENJA KOD OTTO MOTORA

IZGARANJE KOD DIZEL MOTORA

Podjela procesa izgaranja na četiri faze

DIREKTNO UBRIZGAVANJE Raspršivanje goriva u zraku

Različite izvedbe udubljenja u čelu klipa

DIREKTNO UBRIZGAVANJE Ubrizgavanje mlaza goriva na stijenku

ODVOJENI PROSTORI IZGARANJA

PLINOVI IZGARANJA

Sastav ispušnih plinova prema termodinamičkoj ravnoteži

PLINOVI IZGARANJA

Otto motor

PLINOVI IZGARANJA

Dizel motor

MJERE ZA SMANJENJE EMISIJA U ISPUŠNIM PLINOVIMA Otto motor

Zahvati ispred motora Zahvati iza motora

Koncentracija NO, CO i NH3 u dvostrukom katalizatoru

MJERE ZA SMANJENJE EMISIJA U ISPUŠNIM PLINOVIMA

Dizel motor

selektivna katalitička redukcija (selective catalytic reduction SCR),

selektivna nekatalitička redukcija (selective non-catalytic reduction SNCR).

filtriranje čestica

Hvala na pažnji!