Основы образования токсичных веществ в цилиндре двигателя (часть 7)
Основы образования токсичных веществ в цилиндре двигателя (часть 7)
Токсичность двигателей внутреннего сгорания

 

Общепринятой теорией образования окиси азота из атмо­сферного азота и кислорода в процессе сгорания является тер­мическая теория [16].

Основные положения этой теории можно сформулировать следующим образом.

  1. Окисление азота происходит за фронтом пламени в зоне продуктов сгорания.
  2. Выход окиси азота определяется максимальной темпера­турой горения, концентрацией азота и кислорода в продуктах сгорания и не зависит от химической природы топлива, участ­вующего в реакции (при отсутствии в топливе азота).

3.  Окисление азота происходит по цепному механизму:

N2 + О <-> NO+ N— 316 кДж/моль;                   (13)

N + О3 <-> NO+ О - 136 кДж/моль. (14)

(Определяющей является реакция (13), скорость которой за­висит от концентрации атомарного кислорода. В условиях, ког­да в газовой смеси содержатся пары воды, механизм процес­са образования N0 может быть комбинированным и может включать наряду с реакциями (13) и (14) следующие реакции:

OH+N2=NO +NH;    (15)

NH+ O2 = NO + OH.       (16)

Однако основным механизмом термического образования яв­ляется цепная реакция через атомы кислорода (13).

  1. Выход окислов азота зависит от   скорости   охлаждения продуктов сгорания.
  2. В бедных смесях (при малой подвижности реакции) вы­ход NOопределяется максимальной температурой взрыва, т. е. кинетикой ее образования. В богатых смесях выход NOпере­стает зависеть от максимальной температуры взрыва и опреде­ляется кинетикой разложения, т. е. «закалкой» образовавшей­ся окиси азота.
  3. Концентрация окислов азота не превышает равновесную при максимальной температуре взрыва.
  4. Махе-эффект (неравномерное распределение температу­ры в зоне продуктов сгорания) заметно влияет на выход N0 при горении бедных смесей и слабо при горении богатых смесей.

Для анализа образования окиси азота в цилиндре двигате­лей внутреннего сгорания имели место попытки применения би­молекулярного механизма. В некоторых случаях при использо­вании указанного механизма было получено достаточно хоро­шее совпадение опытных и расчетных концентраций N0 [62]. Однако расчеты (см. разд. 2.3) показывают, что при условиях, существующих в цилиндре двигателей в процессе сгорания, до­ля бимолекулярного механизма в общем процессе образования N0 незначительна (по сравнению с цепным механизмом).


Newer news items:
Older news items:

 

РЕКЛАМА

Новое на сайте