Bazele fizico-chimice ale formarii amestecului si arderii

Bazele fizico-chimice ale formarii amestecului si arderii

Cunoasterea cat mai detaliata a fenomenelor ce insotesc arderea reprezinta o conditie esentiala in ridicarea parametrilor tehnico-economici ai MAI si de reducere a poluarii.

Nimim arderea o reactie chimica, cu degajare de caldura, produsa prin oxidarea rapida a substantelor combustibile.

Arderea este precedata de formarea amestecului combustibil-aer determinata de pulverizarea si vaporizarea combustibilului.

Pulverizarea combustibilului

Arderea combustibilului cu viteza mare presupune realizarea unei suprafete initiale de contact aer-cobustibil cat mai mare. Acest lucru se realizeaza prin pulverizarea combustibilului, procedeu prin care suprafata de contact dintre oxigenul din aer si combustibil creste de sute sau chiar mii de ori. In acest mod procesul de vaporizare a combustibilului se intensifica foarte mult.

La MAC pulverizarea combustibilului se realizeaza prin injectie. Combustibilul se pulverizeaza cu ajutorul pulverizatorului, parte a injectorului.

Figura 2.5. Pulverizatorul unui injector de MAC. Punctat este reprezentat acul central care controleaza accesul combustibilului in cilindru.

Determinanta pentru procesul de injectie este viteza combustibilului prin orificiile pulverizatorului (), de ea depinzandfinetea pulverizarii si penetrarea jetului.

Finetea pulverizarii combustibilului indica gradul de faramitare a jetului de combustibil si este caracterizata prin diametrul mediu aritmetic a picaturilor, care pentru MAC este de .

Figura 2.6.  Legile de variatie ale presiunii de injectie si a ridicarii acului de pe sediu.

Aceasta finete de pulverizare depinde de , caracteristicile combustibilului si starea aerului din camera MAI.

Penetratia jetului de combustibil depinde de aceeasi factori si este determinata in utilizarea cat mai eficienta a oxigenului existent in camera cilindrului MAI pentru ardere. O pentratie scazuta duce la o utilizare scazuta a .

O pentratie prea mare duce la atingerea oglinzii cilindrilui de catre jetul de combustibilcu diluarea uleiului de ungere si inrautatirea frecarii ansamblului piston-camasa cilindru.

Figura 2.7. Distributia spatiala a jetului de combustibil.

Figura 2.8. Distributia vitezelor picaturilor de combustibil in trei sectiuni ale jetului.

Distributia pulverizarii in spatiu se realizeaza practicarea mai multor gauri in capul pulverizatorului. Combustibilul aflat in suspensie sub forma de picaturi fine incepe sa vaporizeze.

La MAS combustibilul vaporizeaza la si in conducta de admisie.

La MAC vaporizarea se realizeaza la un , la presiuni variabile, fiind insotita de ardere.

Vaporizarea la temperaturi joase este un fenomen de difuzie moleculara, de schimb de masa, ce respecta legea lui Fick. Schimbul de masa este caracterizat de viteza momentana de vaporizare a picaturii de combustibil. Procesul depinde de combustibil prin temperatura de saturatie si presiunea de saturatie. Vaporizarea creste cu cat este mai mare (deci benzina este mai volatila) si temperatura T mai ridicata (de aceea se incalzeste amestecul cu ajutorul petei calde).

Vaporizarea la temperatura inalta. Picaturile de combustibil, la MAI, are o T mult mai mica decat temperatura aerului care le inconjoara. Are loc un schimb de masa si caldura, vaporizarea fiind dependenta de viteza picaturii si temperatura.