Методы определения токсичных компонентов (часть 14) |
Токсичность двигателей внутреннего сгорания |
Для оценки достоверности расчетов образования N0 в цилиндре двигателя оцепим различия в температурах и концентрациях N0 по одной и другой гипотезе. Рассмотрим прежде всего определение температуры с учетом Махе-эффекта в зоне продуктов сгорания. В ряде опубликованных работ [54, 60, 66, 72, 76] содержатся данные по распределению температур в зоне продуктов сгорания. Наиболее характерным является различие в температуре между элементом, который сгорает первым, и элементом, сгорающим в последнюю очередь (АТМ). С этой целью при расчете зону продуктов сгорания (объем камеры сгорания) делят на 10 и большее число элементов. Значения ТМ приведены в табл. 12, где Tac и Тис - максимальная температура в элементах заряда, вступивших в реакцию соответственно в начале и конце процесса сгорания. На рис. 17 показаны температуры в различных элементах сгоревшей смеси, рассчитанные с учетом диссоциации и теплообмена между этими элементами [66]. Получен интересный результат, свидетельствующий о том, что в ходе процесса сгорания температура в последних элементах может быть существенно выше, чем в элементах уже сгоревших (кривая р=400°). Необходимо также отметить, что при расчете температуры в отдельных объемах продуктов сгорания расчет по изоэнтропе дает завышенную температуру в первых элементах (см. табл. 12). На рис. 18 приведена зависимость температуры продуктов сгорания от повышения давления. Т\ — соответствует сжатию по изоэнтропе без учета влияния диссоциации; Т\л — учитывает влияние диссоциации учетом концентрации СО и Н2 в газе. Наличие диссоциации существенно снижает температуру. Это означает, что в расчетах Махе-эффекта необходимо учитывать влияние диссоциации. Следует также отметить, что замеренная с помощью спектроскопии разница между температурой элементов, сгорающих первыми, и температурой элементов, сгорающих в середине процесса, составляет около 100 К [66]. Последнее также подтверждает достоверность перепада температур между первым и последним элементами в пределах 120—220 К (см. табл. 12). Поскольку определение температуры в зоне продуктов сгорания необходимо для расчета образования NO, оценим влияние упомянутых выше гипотез на расчет образования NO. Сравнительная оценка расчетных моделей образования NOс учетом мгновенного перемешивания в зоне продуктов сгорания и -при наличии Махе-эффекта выполнена в работах [54, 59]. Максимальное различие в концентрации NO, определенной по двум приведенным гипотезам, не превышает 15%. На рис. 19 приведены результаты расчетов, а также опытные данные [59]. Опытные концентрации NOрасполагаются между расчетными, определенными по указанным гипотезам. Поэтому в расчетах для определения температуры в зоне продуктов сгорания более целесообразно принимать гипотезу о мгновенном перемешивании, так как это существенно уменьшает трудоемкость расчетов. Newer news items:
Older news items:
|