Методы определения токсичных компонентов (часть 9)
Методы определения токсичных компонентов (часть 9)
Токсичность двигателей внутреннего сгорания

 

В качестве расчетных были использованы дифференциаль­ные уравнения (68), (71) и (73).

Концентрация молекулярного и атомарного кислорода, а так­же азота определялась по условиям равновесия в зоне продук­тов сгорания при заданных Т, р и а. Все расчеты были выполнены для давления р = 30-10 Па. Скорость образования N0 по бимолекулярному механизму в диапазоне температур 7 = 2500-f-4-3000 К, который имеет практическое значение для двигателей, значительно меньше, чем по цепному. Выделение N0 по бимо­лекулярному механизму уменьшается с уменьшением а и тем­пературы. При 7=2500-^2750 К реакции цепного механизма дают более 90% общего количества N0 (при Т = 2500 К ДЦ= =924-95%).

Отношение количества N0, образовавшегося по бимолеку­лярному механизму, к количеству N0, образовавшемуся по цеп­ному механизму (кривая Д, рис. 11) при независимом рассмот­рении этих механизмов больше, чем относительная доля бимоле­кулярного механизма при одновременном рассмотрении трех реакций. Это можно объяснить тем, что при одновременном рассмотрении трех реакций абсолютная концентрация N0 больше. Это увеличивает скорость обратной реакции бимолекулярного механизма и уменьшает количество образовавшегося N0.

Результаты, приведенные на рис. 11, были получены при использовании констант скоростей бимолекулярного механизма (второе уравнение в табл. 9) [89]. Специально выполненные расчеты с константами [62] (первое уравнение в табл. 9) дали практически такие же результаты, как и в работе [89].

На основании изложенного выше, для расчета процесса об­разования N0 в цилиндре двигателей внутреннего сгорания надо учитывать три реакции (две — цепного механизма, одну — бимолекулярного) или две реакции цепного механизма.

Для этой цели использовано расчетное уравнение цепного механизма (68). Константы скоростей реакций приняты в соот­ветствии с разд. 2.3. Концентрации кислорода и азота в зоне ре­акции определялись из условия равновесия продуктов сгорания по аппроксимирующим полиномам (см. разд. 2.2).

Пределы изменения времени реакции образования N0 оце­нены применительно к двигателям внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Процесс видимого сгорания и образования NOв современных двигателях на режимах максимального выделе­ния N0 происходит в течение 20—40° поворота коленчатого вала.

Связь между продолжительностью данных процессов и вре­менем приведена в табл. 10.

Время образования N0 в цилиндре двигателя было выбрано в диапазоне 0*5—8 мс. Коэффициент избытка воздуха был при­нят в пределах 0,8—1,3. Максимальная температура в зоне про­дуктов сгорания выбрана равной 3000 К. Все расчеты выпол­нены для р = 30-105 Па.

Результаты расчетов приведены в табл. 11 и на рис. 12. При температуре T=2000 К и а=1 за 8 мс концентрация NOдостигает лишь 3 млн-1, а при температуре T=2200 К и a=1 — только 137 млн-1. В табл. 11 приведены также равновесные кон­центрации молекулярного и атомарного кислорода, а также окислов азота.


Newer news items:
Older news items:

 

РЕКЛАМА

Новое на сайте