燃料与燃烧作业.docx

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1、燃料与燃烧作业1、环形燃烧室燃料燃烧（1）结构图1--环形燃烧室与环形火焰筒截面示意图图2是环形燃烧室结构示意图（剖面图）环形燃烧室包括全环形燃烧室与带单独头部的环形燃烧室，全环形燃烧室只有一个整体的环形燃烧室空间，也只有一个环形火焰筒，截面示意图见图1。其环形燃烧室空间类似于环管形燃烧室空间，是在气缸（机壳）内环绕主轴的一个空间。在环形燃烧室空间内有火焰筒，火焰筒也是环形结构，火焰筒前方圆周有多个孔是空气入口（安装涡流器位置），火焰筒环形出口对向涡轮叶片，有关火焰筒具体冷却方式这里不做介绍。图3--带单独头部的环形燃烧室火焰筒带单独头部的环形

2、燃烧室与环形燃烧室仅火焰筒不同，其结构相当一个短全环形燃烧室前端接数个单管火焰筒的头部（如图3），图3是有10个单管火焰筒头部的带单独头部的环形燃烧室火焰筒，这种结构也称为混合式燃烧室。（2）燃烧过程图4-环形燃烧室气流走向燃料由燃料入口进入，由燃烧器喷嘴喷入火焰筒，喷入的雾化燃料与压气机压入的高压空气在燃烧室火焰筒里混合燃烧。燃烧使气体温度剧烈上升，膨胀的高温高压燃气从火焰筒尾端出口喷出，进入透平做功。图5中的白色箭头线是压气机进入燃烧室火焰筒的气流走向；红色箭头线是燃烧室喷向涡轮叶片的气流走向。2、内燃机燃烧室燃料燃烧（1）汽油机燃烧室常见

3、的三种形式①半球形燃烧室图5-常见的三种燃烧室形式半球形燃烧室结构紧凑，火花塞布置在燃烧室中央，火焰行程短，故燃烧速率高，散热少，热效率高。这种燃烧室结构上也允许气门双行排列，进气口直径较大，故充气效率较高，虽然使配气机构变得较复杂，但有利于排气净化，在轿车发动机上被广泛地应用。②楔形燃烧室楔形燃烧室结构简单、紧凑，散热面积小，热损失也小，能保证混合气在压缩行程中形成良好的涡流运动，有利于提高混合气的混合质量，进气阻力小，提高了充气效率。气门排成一列，使配气机构简单，但火花塞置于楔形燃烧室高处，火焰传播距离长些，切诺基轿车发动机采用这种形式的燃

4、烧室。②盆形燃烧室盆形燃烧室，气缸盖工艺性好，制造成本低，但因气门直径易受限制，进、排气效果要比半球形燃烧室差。捷达轿车发动机、奥迪轿车发动机采用盆形燃烧室。（2）燃料的燃烧内燃机的燃烧是气相燃烧。气相燃烧是指燃料以气体状态与空气混合而进行的燃烧。预混合燃烧－着火前燃料气体或燃料蒸气与氧化剂已经按一定比例形成混合气。扩散燃烧－着火前燃料与氧化剂是相互分开的，着火后燃料边蒸发边与空气混合边燃烧。（1）汽油机和气体燃料发动机的燃烧属于预混合燃烧方式；（2）柴油机的燃烧主要是扩散燃烧方式，燃烧初期有预混合燃烧方式。内燃机燃料的主要成分为碳和氢，此外还

5、含有少量的氧、硫等杂质。在压缩行程开始时，缸内存在进气涡流。随着压缩行程的进行，缸内涡流被压入口径较小的燃烧室凹坑内。根据动量矩守恒，在进气涡流所具有的动量矩基本不变的情况下，气流旋转半径缩小，使燃烧室内的涡流角速度增大。压缩行程后期，活塞接近上止点时，在活塞顶上部形成的径向气流运动称为挤流。当活塞下行时，燃烧室内的气体又向外流入环形空间，产生逆挤流。图6-四冲程内燃机工作原理汽油机的燃烧过程。汽油机的正常燃烧过程一般分为三个阶段，即：滞燃期、急燃期、后燃期。首先，在压缩行程中，不能形成火焰中心。接着，在电火花附近形成了火焰中心。最后，火焰以平

6、滑的球形表面高速地向燃烧室的各个方向传播，使未燃混合气燃烧。如果在正常火焰锋面到达后，将（火焰锋面前）未燃混合气引燃，称为正常燃烧。柴油机的燃烧过程。柴油在柴油机内燃烧的过程也分为四个阶段：滞燃期（发火延迟期）、急燃期、缓燃期（主燃期）、后燃期.柴油机行程长,压缩比很高,在活塞接近上止点时燃油以超高的压力以雾状喷入气缸,燃料喷入柴油机气缸后，并不能立即燃烧，要经历一个准备过程，即着火延迟期。通常柴油机活塞顶部或汽缸盖上布置了涡流室,压缩冲程会使空气流动,在强涡流下燃油与空气充分混合自燃.3、1kg煤完全燃烧所需空气量和排气量煤主要成份是碳各种煤

7、含碳量不一样,50-95%，一般都是70-95%，取平均值85（包括一些杂质硫、磷等）C+O2=CO21232440.850XY解得：X=0.850*32/12=6.800/3=2.267千克(氧气)，Y=0.850*44/12=9.378/3=3.126千克(二氧化碳)所需空气量：空气平均含氧量20%左右（取20%好计算）,有2.260/20%=11.300千克，空气密度取1.3千克/立方米，即11.300/1.3=8.692立方米还有空气里的氧不能完全用于反应所以认为至少要10.000立方米空气。排气量：标准情况下气体的摩尔体积为22.4升

8、，所以排放3.126千克二氧化碳的体积为3.126*1000/44*22.4=1591升=1.592立方米，考虑煤中还有其他杂质，所以排除的废气量为2