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第二节 燃烧热化学 一、理论空气量L。 定义：1 kg燃料完全燃烧所需要的最低空气量。 已知条件：设1kg燃料中有gCkg的C，gHkg的H和gOkg的O，即：gC十 gH ＋ gO=1 反应方程式： 理论空气量： 二、 过量空气系数 定义： ? ＝1时称为标准混合气； ? ＜1时称为浓混合气； ? ＞1时称为稀混合气； ?的含义： ?小意味着可以向气缸内多喷油，缸内空气利用率高，发动机可以发出较大的功率，所以α是反映混合气形成和燃烧完善程度及整机性能的一个重要参数，应该在保证发动机经济性较高的前提下力求减少α值。 汽油机： ?值变化范围较小，一般? ＝0.85～1.1 柴油机： 低速柴油机 ? ＝1.8～2.0 高速柴油机 ? ＝1.2～1.5 增压柴油机 ? ＝1.7～2.2 三、空燃比 定义： A/F=空气量/燃料量 四、燃料热值 1kg燃料完全燃烧所释放出的热量称为燃料的热值，单位为kJ／kg。 燃料的高热值：将水的汽化潜热计算在内的燃料热值。 燃料的低热值：不包括水的汽化潜热的燃料热值。 汽油: 44000 [ kJ/kg ]；柴油: 42500 [ kJ/kg ] 发动机应用燃料的低热值。 五、混合气热值 定义：指燃料的低热值hμ与单位燃料形成可燃混合气数量之比，以Qm（kJ／kmol）表示， 第三节 燃烧基础知识 从燃料与氧化剂相互混合形成可燃混合气，直到燃烧终了全部形成燃烧产物为止的整个燃烧过程，要经历一系列的物理化学准备阶段。通常以形成火焰为界面，将燃烧过程划分为着火阶段和燃烧阶段两部分。 一. 着火阶段 1. 着火：是指可燃混合气在一定的压力、温度和浓度条件下，其氧化反应速度突然加速，以至出现火焰的现象。 2.着火方式： 自然着火（通常简称自燃） 强迫着火（简称点燃或点火）。 自燃： 是一定体积的可燃混合气被预热，在没有外部任何能量供给的情况下，在一定温度压力下混合气的反应速率会自动加速，急剧增大而产生火焰的现象。着火后，可燃混合气所释放的能量足以使燃烧过程自行继续下去。 点燃： 是在可燃混合气内的某一局部用火源引燃相邻一层的混合气之后形成的燃烧波自动地传播到混合气其余部分。显然，点燃包括用火源在局部引燃和继之而来地火焰传播两个阶段。所使用的点火热源可以是电火花、电热丝、炽热物体和点火火焰等。 3.着火机理： 热着火理论； 链式反应着火理论； 热着火理论： 着火的原因是热量的积累。 放热速率与温度成指数关系；（活性分子碰撞机理） 散热速率与温度成线性关系； 放热速率散热速率时，着火。 链式反应着火理论： 反应物分子受激发首先产生活性中心，然后通过活性中心的链式反应产生着火。 链式反应的种类： 直链反应：一个活性中心 一个活性中心 支链反应：一个活性中心 几个活性中心 退化的支链反应：一个活性中心 一个活性中 心+过氧化物或醛（分解产生新的支链反应） 3.烃类燃料的链式反应着火 着火半岛： 低温多阶段着火 高温单阶段着火 1) 低温多阶段着火 冷焰诱导阶段?1+ 冷焰阶段?2 +蓝焰阶段?3 =着火延迟期 冷焰诱导阶段：过氧化物和乙醛 冷焰阶段: 过氧化物 甲醛(冷焰） 蓝焰阶段：甲醛 CO CO2 柴油机的压缩自燃和汽油机的爆燃属于 低温多阶段着火。 2）高温单阶段着火 在较高温度下，着火过程会不经过冷焰直接进入蓝焰阶段，蓝焰阶段持续较短，反应释放出的大量热量形成高温热焰，即燃烧开始。由于这两个阶段很短，很难区分，因此称为高温单阶段着火。 汽油机的点燃属于高温单阶段着火。 二、燃烧过程 1.燃料：指燃料与氧化剂进行剧烈放热的氧化反应过程。 2.燃烧方式：气相燃烧 预混合燃烧：指着火前燃料气体或燃料蒸气与氧化剂 （空气）已按一定比例形成混合气。 汽油机燃烧方式。 扩散燃烧：指着火前燃料与氧化剂（空气）是互相分 开的，着火后燃料边蒸发边与空气混合边燃烧。