《燃料與燃燒》PPT課件.ppt

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1、第三章燃料與燃燒§3-1內(nèi)燃機(jī)的燃料及其熱化學(xué)§3-2燃料的使用特性§3-3燃燒熱化學(xué)§3-4燃燒的基本知識§3-1內(nèi)燃機(jī)的燃料及其熱化學(xué)一、內(nèi)燃機(jī)的燃料汽油傳統(tǒng)燃料石油產(chǎn)品柴油液化石油氣（LPG）天然氣（CNG）石油的主要成分：碳?xì)浠衔铮?6%~99%，少量O、N、S等，占1%~4%。石油產(chǎn)品是以多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔镄问匠霈F(xiàn)。分子式為CnHm通常稱為烴。石油燃料（汽油、柴油）煉制方法（補(bǔ)）直接蒸餾法：將原油在專用的煉油塔(分餾塔)中進(jìn)行加熱蒸餾，不同的分餾溫度，得到不同成分的燃油，最終獲得的燃料約占原油的

2、25％一40％。裂解法：將蒸餾后的重油等一些高分子成分通過不同的技術(shù)手段裂解為分子量較輕的成分。熱裂解法:通過加溫加壓進(jìn)行裂解催化裂解法:使用催化劑(觸媒)進(jìn)行裂解僅由碳、氫兩種元素組成的化合物統(tǒng)稱碳?xì)浠衔?，簡稱烴。飽和烴烷烴開鏈烴不飽和烴烯烴、炔烴烴環(huán)狀烴脂環(huán)烴芳香烴1.根據(jù)烴分子中碳原子數(shù)的不同可構(gòu)成不同分子量，不同沸點(diǎn)的物質(zhì)C原子數(shù)沸點(diǎn)品種分子量理論物質(zhì)的變化趨勢C1常溫天然氣16C2~C4常溫液化石油氣16~58C5~C1150~200汽油95~120C11~C19180~300煤油100~180C16

3、~C23250~360輕重柴油180~200C23360以上渣油220以上①質(zhì)輕②易揮發(fā)③化學(xué)穩(wěn)定性變好④易點(diǎn)燃①粘度增大②易自燃2.除碳原子數(shù)外分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)對燃料的性能影響很大，按結(jié)構(gòu)組成石油的烴主要有五類。A、烷屬烴CnH2n+2直鏈（正庚烷C7H16）HHHHHHHH—C—C—C—C—C—C—C—HHHHHHHH支鏈（異辛烷C8H18）HHHHH—C—HHH—C——C——C——C——C—HHH—C—HHH—C—HHH呈飽和的開鏈結(jié)構(gòu)，Ｃ↑→結(jié)構(gòu)不緊湊常溫穩(wěn)定，但熱穩(wěn)定性差，高溫下易分解，滯燃期較短，是柴油

4、燃料的良好成分。高溫下也較穩(wěn)定，是汽油中抗爆性好的燃料。B、烯烴CnH2n(例如:乙烯)HH∣∣H－C﹦C－HC、炔烴CnH2n-2(乙炔)H－C≡C－H非飽和開鏈結(jié)構(gòu)，有一個(gè)二價(jià)鍵，它比烷烴難于自燃，抗爆性好，但常溫下穩(wěn)定性差，易于氧化生成膠質(zhì)。非飽和開鏈結(jié)構(gòu)，有一個(gè)三價(jià)鏈。炔烴不存在于原油中，系熱裂化的中間產(chǎn)物。由于氫不飽和，所以很不穩(wěn)定。常溫下易分解，儲存中因氧化而結(jié)膠。含快烴多的產(chǎn)品不宜作為發(fā)動機(jī)燃料.D、環(huán)烷烴CnH2n飽和的環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)，不易分裂，熱穩(wěn)定性和自發(fā)火的溫度均比直鏈烷烴為高。環(huán)烷烴多的燃油

5、適宜作為汽油機(jī)燃料，不適宜作柴油機(jī)燃料，環(huán)烷烴與烷烴都是石油的重要組成部分。E、芳香烴CnH2n-6基本化合物是苯，所有芳香烴都含有苯基的成分。在石油中含量較少，分子結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，熱穩(wěn)定性比環(huán)烷烴高，在高溫下分子不易破裂，化學(xué)安定性較前者為高，是良好的防爆劑?！?-2燃料的使用特性一、汽油的使用性能影響汽油機(jī)性能的關(guān)鍵性指標(biāo)主要是辛烷值和餾程等。1、餾程：蒸發(fā)性餾程：用燃油餾出某一百分比的溫度范圍來表示。為了評價(jià)燃料的揮發(fā)性，以10％、50％和90％的餾出溫度作為幾個(gè)有代表意義的點(diǎn)。（1）餾出10％的溫度T10(<7

6、5℃)標(biāo)志著它的起動性。T10低→燃料容易冷車起動。但T10過低，在管路中輸送時(shí)受發(fā)動機(jī)溫度較高部位的加熱而變成蒸氣，在管路中形成“氣阻”，使發(fā)動機(jī)斷火，影響它的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）餾出50％的溫度T50(<145℃)標(biāo)志著汽油的平均蒸發(fā)性?？s短發(fā)動機(jī)的暖車時(shí)間；溫度T50低提高加速性；工作穩(wěn)定性。（從較低負(fù)荷向較高負(fù)荷過渡時(shí)，能夠及時(shí)供應(yīng)所需的混合氣。）（3）餾出90％的溫度T90(<195℃)標(biāo)志著燃料中難揮發(fā)的重質(zhì)成分的數(shù)量。當(dāng)T90↓→重質(zhì)成分↓→易揮發(fā)，利于燃燒。當(dāng)T90過高重質(zhì)成分↑→不易揮發(fā)燃燒而附著在

7、氣缸壁上→形成積碳或流入油底殼→稀釋機(jī)油破壞潤滑。2．辛烷值：辛烷值是表示汽油抗爆性的指標(biāo)。爆震：在汽油機(jī)燃燒中，隨著ε↑、氣缸內(nèi)氣體（T+P)↑→可能出現(xiàn)一種不正常的自燃現(xiàn)象。辛烷值，是在特殊的單缸試驗(yàn)機(jī)上按規(guī)定的條件進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)燃料異辛烷(C8H18)→辛烷值100，正庚烷(C7H16)→辛烷值為0。按不同比例混合可得不同辛烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料。當(dāng)被測定燃料的抗爆性=配制的標(biāo)準(zhǔn)燃料的抗爆性時(shí)，則標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)就是被測定汽油的辛烷值。辛烷值高低順序?yàn)橥闊N＜烯烴＜環(huán)烷烴＜芳烴。實(shí)驗(yàn)方法不同馬達(dá)法試驗(yàn)值（

8、MON）n=900r/min，研究法試驗(yàn)值（ROM）n=600r/min，二、柴油的使用特性1、自燃性的指標(biāo)——十六烷值十六烷值，是在特殊的單缸試驗(yàn)機(jī)上按規(guī)定的條件進(jìn)行。標(biāo)準(zhǔn)燃料十六烷C16H34→十六烷值為100，易自燃；α—甲基奈C11H10→十六烷值為0，不容易自燃。按不同比例混合可得不同十六烷值的標(biāo)準(zhǔn)燃料。當(dāng)被測定柴油的自燃性=標(biāo)準(zhǔn)燃料的自燃性時(shí)，則混合液中十六烷