《燃料與燃燒化學(xué)》PPT課件.ppt

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1、基本思路：一、燃料的基本知識二、燃料燃燒時的化學(xué)反應(yīng)和空然比的計量三、燃料是如何著火和燃燒的？汽油、柴油及代用燃料的性能第四章燃料與燃燒化學(xué)過量空氣系數(shù)與空然比著火與燃燒的基本理論第一節(jié)發(fā)動機(jī)燃料汽油：主要由C5～11碳原子的烷烴、環(huán)烷烴和稀烴組成；柴油：由C10～21烴類混合物組成。它們幾乎都是由石油煉制，熱值高，便于運(yùn)輸儲存。一、汽油抗爆性蒸發(fā)性氧化安定性清凈性二、柴油自燃性霧化和蒸發(fā)性硫含量安定性低溫流動性第二節(jié)代用燃料代用燃料氣體代用燃料液體代用燃料醇類燃料二甲醚煤制油生物柴油液化石油氣天然氣氫氣代用燃料的分類？可燃化工液體副產(chǎn)品一般按物態(tài)分類按化學(xué)成分區(qū)分烴燃料CnHm含氧燃料

2、(醇類燃料）一、氣體代用燃料目前在內(nèi)燃機(jī)上使用的氣體燃料有天然氣、液化石油氣、沼氣、煤氣、氫氣等，其中以壓縮天然氣（CompressedNaturalGas，縮寫CNG）和液化石油氣（LiquefiedPetroleumGas，縮寫LPG）為主。燃?xì)馄噯我蝗剂掀嚕∕ono－FuelVehicle）兩用燃料汽車（可切換）（BI－FuelVehicle）混合燃料汽車（雙燃料）（Dual－FuelVehicle）指使用一種氣體燃料的汽車指可以在氣體燃料和另一種液體燃料之間進(jìn)行切換的汽車指工作時同時使用一種氣體燃料和一種（或一種以上）其他燃料的汽車LPG的主要成分是丙烷和丁烷，發(fā)動機(jī)用的LP

3、G一般是純丙烷（C3H8）或丙烷與丁烷（C4H10）的混合物。它的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：l）汽化溫度低。常溫下，石油氣在0．2～0．6MPa的壓力下即可液化（隨組分不同而定），因此，液化石油氣的汽化較為容易，與空氣混合的均勻性大大優(yōu)于汽油，有利于燃料的完全燃燒，排放低，2）LPG的燃燒特性與汽油相當(dāng)，其熱值略高于汽油。3）LPG的辛烷值高（102～105），抗爆性能優(yōu)于汽油，允許采用較高的壓縮比，有利于提高發(fā)動機(jī)的熱效率。汽化的LPG對發(fā)動機(jī)的充量系數(shù)有不利影響，因此簡單改裝后的氣體燃料發(fā)動機(jī)的功率會有所下降。（一）液化石油氣（LPG）(二）天然氣NG的主要成分是甲烷，它的存儲方式主要有兩種

4、，一是直接以氣體方式儲存，即將其壓縮至特制的容器中（壓力為20～30MPa），再經(jīng)減壓器減壓后供給發(fā)動機(jī)。另一種是以液體方式儲存，由于甲烷的臨界溫度低，通常采用低壓（或略高于常壓）和低溫（－160℃左右）下液化后儲存。因此LNG的儲存要求高，相應(yīng)的成本也較高。相比之下，CNG的應(yīng)用要比LNG方便和廣泛得多。CNG發(fā)動機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：l）CNG發(fā)動機(jī)的排放特性、經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于LPG發(fā)動機(jī)。同時，由于天然氣資源較豐富，CNG汽車具有廣闊的發(fā)展前景。2）CNG的辛烷值高（130），抗爆性好，有利于提高壓縮比。3）CNG的能量密度較小(單位體積），其續(xù)駛里程低于LPG汽車。目前，LPG與CN

5、G作為內(nèi)燃機(jī)的代用燃料，大多是在常規(guī)汽車上采用加裝氣體燃料供給系統(tǒng)的方法來實(shí)現(xiàn)。這種方法沒有充分發(fā)揮LPG和CNG的潛力，但這種兩用燃料汽車具有燃料靈活性的優(yōu)點(diǎn)。由主機(jī)廠開發(fā)的單一燃料或混合燃料汽車，其動力性經(jīng)濟(jì)性顯著高于簡單改裝的汽車（廣州采用公交車玉柴的發(fā)動機(jī)）。LPG及CNG的大規(guī)模使用取決于氣體燃料的價格、環(huán)境保護(hù)的要求和供氣網(wǎng)絡(luò)的建立和完善。二、液體代用燃料醇類燃料主要有甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH）。甲醇可以從天然氣、煤、生物中提取，乙醇主要是含有糖或淀粉的農(nóng)作物經(jīng)發(fā)酵后制成，它們都是液體燃料。主要是醇類燃料1．醇類燃料的物化特性和使用特性常用的代用燃料與汽油、柴油

6、的物理化學(xué)特性的比較l）醇類燃料的低熱值比汽油的低，甲醇僅為汽油的46％，乙醇為汽油的62％；但甲醇、乙醇燃燒時的理論空氣量也少，甲醇為汽油的43％，乙醇為汽油的60％。因此當(dāng)在汽油機(jī)上燃用甲醇、乙醇時，應(yīng)增大循環(huán)供油量（化油器發(fā)動機(jī)可增大主量孔直徑或調(diào)大可調(diào)量孔，電控噴射的汽油機(jī)需要增加噴油脈寬）從而使混合氣的熱值大體與汽油空氣混合氣相等或略高，這樣使發(fā)動機(jī)在燃用醇類燃料時動力性能不降低甚至可以提高。2）醇類燃料的蒸發(fā)潛熱比汽油大得多，甲醇為1101kJ／kg，乙醇為862kJ／kg，甲醇為汽油的3．7倍，乙醇為汽油的2．9倍，從而使混合氣在燃料蒸發(fā)時溫降大（甲醇為汽油的7倍，乙醇為汽

7、油的4．16倍）。醇類燃料較大的混合氣溫降有利于提高發(fā)動機(jī)的充量系數(shù)和動力性，但不利于燃料在低溫下的蒸發(fā)，造成發(fā)動機(jī)冷起動困難（尤其是在冬季）和暖機(jī)時間長。由于進(jìn)入氣缸的混合氣溫度低，滯燃期長，應(yīng)適當(dāng)增大點(diǎn)火提前角。3）醇類燃料的辛烷值高，甲醇為109，乙醇為110，在汽油機(jī)上使用時，可以提高壓縮比，有利于提高發(fā)動機(jī)的動力性能和經(jīng)濟(jì)性能。醇類燃料的十六烷值低，在柴油機(jī)上使用時，需要采用助燃措施。2、醇類燃料的優(yōu)缺點(diǎn)（1）甲醇的優(yōu)缺點(diǎn)