WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 |

«...»

-- [ Страница 8 ] --

Длительность прогрева впущенной смеси до той же температуры, что и стенки реактора, не превышает 30 мс. Изменение давления в процессах перепуска, предпламенного реагирования и воспламенения регистрируется чувствительным тензометрическим датчиком 7. Одновременно через канал в стенке реактора с вставленным в него прозрачным кварцевым столбиком 4 регистрируется появление предпламенного свечения при помощи электронного фотоумножителя 3. Имеется возможность отбирать продукты окисления в желаемые моменты по ходу развития предпламенного процесса благодаря наличию быстродействующего клапана 5.

Установки подобного типа весьма удобны для изучения развития последовательных стадий самовоспламенения при длительностях задержек в пределах от десятков секунд до 50 мс, превышающих длительность перепуска и нагревания смеси от стенок бомбы.

Для исследования самовоспламенения с более короткими задержками, в диапазоне 2—100 мс, используются установки быстрого (адиабатного) сжатия, в которых условия развития предпламенных процессов приближаются к условиям развития аналогичных процессов последних частей заряда в бензиновых двигателях. Схема подобной установки приведена на рис. 9.

В вертикально расположенном цилиндре 1 перемещается поршень 2, приводимый в движение сжатым воздухом, впускаемым в подпоршневое пространство из ресивера 8 при открытии быстродействующего электромагнитного клапана 7. В конце хода сжатия поршень тормозится гидравлическим устройством, состоящим и закрепленной на нижнем конце штока стальной чашки 3 и втулки 4.

Заливаемое в чашку 3 масло выдавливается в зазор между стенкой чашки и втулкой, а также через канал с редукционным клапаном.

После остановки поршня конец штока подклинивается ригелями 5, нагруженными давлением сжатого воздуха. Ригели освобождаются при ударе чашки 3 о распорную втулку 6.

Перед началом опыта цилиндр заполняют однородной топливовоздушной смесью желаемого состава до заданного начального давления. Начальная температура сжатия равна температуре стенок цилиндра, обогреваемых циркулирующей в рубашке высококипящей жидкостью. Благодаря высоким скоростям поршня (до 25 м/с) и короткому времени его торможения (2 мс) возможные ошибки в оценке истинных длительностей периодов задержек не превышают 1 мс, а процесс сжатия оказывается достаточно близким к адиабатическому.

Изучение развития предпламенных процессов и воспламенения осуществляется по регистрациям изменения давления и возникновения свечения, воспринимаемого чувствительным фотоэлементом 9, который одновременно мог быть использован для записи скорости движения поршня на последних 10 мм его пути, для чего на днище поршня укреплен козырек, перекрывающий пучок света от электролампы 10 [19].

Возможна также фотографическая регистрация развития процесса через стеклянную крышку цилиндра при использовании свечения пламени или же теневым методом. В последнем случае днище поршня выполняется в виде стального длиннофокусного сферического зеркала, отбрасывающего лучи от точечного источника света на «нож» оптической схемы и далее (см. рис. 11, в) в объектив кинокамеры.

Та же установка может быть использована для исследования особенностей развития самовоспламенения в процессе непрерывно продолжающегося сжатия, что в еще большей степени воспроизводит условия развития предпламенных реакций и возникновения взрывного самовоспламенения и детонации в двигателях легкого топлива, где давления и температуры последних порций рабочего заряда непрерывно повышаются в результате их поджатия распространяющимся фронтом пламени от свечи зажигания.

В этом случае устройства для гидравлического торможения и стопорения поршня не используются — поршень свободно перемещается в цилиндре под действием сжатого воздуха и тормозится вследствие работы сжатия смеси, после чего отбрасывается назад, снова тормозится из-за сжатия воздуха в подпоршневой полости, которая отъединяется от ресивера 8 обратным клапаном, и после нескольких повторных колебательных движений останавливается под действием сил трения.

Методика проведения опытов сводится к сопоставлению диаграмм изменения давления при сжатии и воспламенении исследуемой горючей смеси с диаграммами, полученными в контрольных опытах, проведенных в точно тех же условиях, но с сжатием нереагирующей смеси (в которой воздух заменен азотом), обладающей практически теми же теплофизическими свойствами. Скорости перемещения поршня можно изменять за счет варьирования давления воздуха в ресивере. Как будет показано ниже, такая методика позволила выявить важные отличия в особенностях развития двухстадийного и одностадийного самовоспламенений, углеводородов различного строения и объяснить причины наблюдаемых отличий в изменениях склонности двигателей к детонации в зависимости от частоты вращения.

При сжатии горючих смесей ударной волной в специальных установках — так называемых ударных трубах — представляется возможным изучать воспламенение с очень короткими задержками (от нескольких микросекунд до 0,5 мс), но в связи с тем, что условия развития самовоспламенения здесь оказываются очень далекими от условий, имеющих место в двигателях, на этом методе останавливаться не имеет смысла.

Рис. 10. Схема бомбовой установки для изучения воспламенения и сгорания распыленных жидких топлив:

На рис. 10 приведена схема установки для исследования особенностей воспламенения и сгорания распыленных жидких топлив в условиях, имитирующих те же процессы в дизелях.

Форсункой 1 одноразового действия топливо впрыскивается в бомбу, заполненную сжатым воздухом, нагретым до желаемой температуры. Стальной корпус; 2 бомбы обогревается токами высокой частоты и, кроме того, перед опытом через бомбу в течение некоторого времени продувается сжатый горячий воздух, нагреваемый в электроподогревателе 5 до той же температуры, что и корпус.

Этим достигается равномерный нагрев всей внутренней поверхности стенок, включая и стеклянные окна 3.

Незадолго перед впрыском топлива закрывается электромагнитный выпускной клапан 6, и при помощи автоматического регулирующего клапана 4 давление воздуха в бомбе доводится до желаемой величины.

В той же установке представляется возможным изучать влияние на процессы испарения воспламенения и сгорания впрыскиваемого топлива вихревого движения воздушного заряда, создаваемого специальной вертушкой с рядом радиальных лопаток, установленной внутри бомбы на месте одного из прозрачных окон, замененного соответствующей стальной крышкой. Вертушка приводится во вращение от быстроходного электромотора с частотой вращения до 104 об/мин [65].

Изучение процессов впрыска, испарения топлива, развития предпламенных реакций, воспламенения и сгорания может осуществляться, так же как и в установке адиабатического сжатия, по регистрациям изменения давления и появления свечения, воспринимаемого чувствительным фотоэлектронным умножителем, и по кинорегистрациям, полученным через прозрачные окна бомбы как с использованием свечения самого пламени, так и в проходящем свете — теневыми методами.

Методы теневой съемки, основанные на регистрации местных изменений коэффициентов преломления газов на пути световых лучей, проходящих через камеру сгорания, широко используются при исследовании процессов горения. При этом не только представляется возможным фотографировать с весьма короткими выдержками слабо светящиеся пламена, но и наблюдать за развитием Рис. 11. Схемы различных вариантов теневой (шлирен) фотосъемки:

а — с двумя объективами; б — с двумя сферическими зеркалами;

предпламенных реакций, не сопровождающихся видимым свечением и вызывающих лишь относительно небольшой саморазогрев смеси. Наибольшие возможности представляет так называемый «шлирен-метод», несколько вариантов которого схематически представлено на рис. 11, а, б, в. Изображение точечного источника света 1 (например, небольшого отверстия в непрозрачном экране, на котором сфокусирован свет от дуги или ртутной лампы 2) системой из двух объективов 3 и 4 или вогнутых сферических зеркал проектируется на «нож» 5, представляющий собой непрозрачный экран, имеющий размеры несколько большие, чем изображение отверстия 11. При этом в объектив фото- или кинокамеры попадают лишь те лучи, которые отклонились от своего первоначального пути в результате местных изменений плотности газа в пространстве между объективами 3 и 4. Так как объектив сфокусирован на плоскость S1, то отклонившиеся лучи дадут изображение процесса, например структуру турбулентного пламени, расположенного в этой плоскости (примеры теневых кинорегистраций пламени приведены на рис. 54 и 66).

В схеме с одним зеркалом (рис. 11, в) оно может быть установлено на днище поршня, что при наличии прозрачной (кварцевой) крышки цилиндра позволяет производить киносъемку не только распространения пламени, но и развития процессов, не сопровождающихся свечением. Подробно методы теневой съемки, а также различные скоростные кинокамеры описаны в работе А. С. Дубовика [31].

Цепной характер предпламенных окислительных реакций особенно наглядно проявляется в том, что у наиболее легких газообразных горючих (Н 2, СН 4, C 2 H 6 ) существуют три предела воспламенения по давлению (см. точки /—/// на рис. 12). Если, например, метанокислородную смесь впускать в сосуд, нагретый до температуры 660° С, постепенно повышая в каждом опыте давление, то до давления р 30 мм рт. ст. воспламенение отсутствует, идет лишь медленная реакция. В интервале давлений 30—120 мм рт. ст. происходит воспламенение, а при р 120 мм рт. ст. оно снова прекращается, и опять возникает лишь при давлениях выше 300 мм рт. ст.

При низких давлениях воспламенения не происходит, так как вследствие большой длины свободного пробега молекул вероятность обрыва цепей на стенках сосуда превышает вероятность их разветвления в объеме. При повышении давления относительная вероятность обрыва цепей на стенках уменьшается, а вероятность разветвления возрастает, что приводит к появлению воспламенеВ выпускаемых у нас серийно теневых установках ИАБ-451 применяют прямые ножи, что облегчает юстировку и регулировку чувствительности, но дает несимметричное потемнение изображения.

давления начинает возрастать вероятность обрыва цепей в объеме (квадратичный обрыв, см. стр. 30), в результате чего воспламенение снова оказывается невозможным. Лишь при еще более высоких давлениях скорость предпламенных реакций становится настолько высокой, что выделяющееся тепло сосуда, начинается саморазогрев реагирующей смеси, и создаются условия для возникновения теплового взрыва по схеме, рассмотренной в § 4. Хотя наличие первых двух пределов воспламенения и не имеет особого практического значения, так как они лежат в области весьма низких давлений, но оно убедительным образом доказывает цепной механизм окисления углеводородов.

При атмосферном и более высоких давлениях самовоспламенение всегда имеет цепочечно-тепловую природу, однако развитие предпламенных реакций может протекать существенно отличным путем у разных углеводородов и в различных температурных зонах.

В области высоких температур (500° С) воспламенение носит одностадийный характер — после завершения нагрева смеси, например, из-за ее сжатия, наблюдается постепенное прогрессивно возрастающее повышение давления, переходящее во взрыв (см., например, рис. 14, д). Яркое свечение возникает незадолго до начала крутого подъема давления.

Длительности задержек при таком высокотемпературном воспламенении достаточно хорошо подчиняются классической зависимости, а пограничные кривые области воспламенения имеют вид, аналогичный показанному на рис. 5, а.

Подобным путем воспламеняются термически стабильные простейшие углеводороды (метан, этан, бензол), воспламенение которых ограничено только областью высоких температур, превышающих 500° С при атмосферном давлении (см. пограничную кривую для этана на рис. 13).



Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 |
 


Похожие работы:

«© IAH 2007 Эффективность антигомотоксических препаратов благодаря их молекулярной микро-, нано- и пикодозировке или даже более высоким разведениям терапевтических веществ хотя и была доказана, но посуществу они остаются разведёнными гомеопатическими лекарственными препаратами. И даже то, что десятилетиями в классической гомеопатии не было выявлено в качестве рабочих принципов воздействия в слабых разведениях, находит свою научную основу в гомотоксикологическом исследовании. Эта двойственность...»

«ИЗ ИСТОРИИ Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ) учрежден в 1896 году как Томский технологический институт Императора Николая II и является исторически первым техническим вузом России на огромной территории восточнее Москвы. Большая заслуга в открытии вуза принадлежит министру финансов России Сергею Юльевичу Витте и великому русскому химику Дмитрию Ивановичу Менделееву, избранному в 1904 году первым Почетным членом ТТИ (ТПУ). Томский политехнический послужил...»

«Утверждаю: Ректор И.А. Носков 2011_ г. Основная образовательная программа высшего профессионального образования Специальность 020201.65 Фундаментальная и прикладная химия Квалификация Специалист Самара 2011 г. Содержание Стр. 1 Общие положения.. 2. Характеристика выпускника специальности 020201.65 Фундаментальная и прикладная химия. 3. Компетенции выпускника ООП специалитета, формируемые в результате освоения данной ООП 4. Документы, определяющие содержание и организацию образовательного...»

«Персоны и события Январь 02 января 90 лет со дня рождения Айзека Азимова (1920-1992) Американский писатель-фантаст, биохимик, популяризатор науки. Учился в Колумбийском университете. Преподавал в Бостонском университете. Автор ок. 500 произведений. Писал также научно-популярные книги о проблемах естествознания, истории, техники. 04 января 300 лет со дня рождения Перголези Джованни Баттиста (1710-1736) Итальянский композитор, представитель неаполитанской оперной школы. Учился в одной из...»

«Магистерская работа на тему: Экспериментальное изучение роста кристаллов алмаза в карбонатных растворах-расплавах переменного состава Выполнила: Магистрант 2 года обучения 214 группы Солопова Н.А. Научные руководители: Академик РАН, профессор, д.х.н. Урусов В.С., Заведующий лабораторией ИЭМ РАН, профессор, д.х.н Литвин Ю.А. г. Москва, 2011 год Содержание Аннотация 3 Введение 4 1. Литературные данные 5 Карбонатные включения в природных алмазах 1.1. 5 Краткий обзор экспериментальных данных по...»

«ДОПУЩЕНО МИНИСТЕРСТВОМ ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СССР В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ ДЛ Я СТУДЕНТОВ УНИВЕРСИТЕТОВ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ВУЗОВ ПО С П Е Ц И А Л Ь Н О С Т И ЗАЩИТА РАСТЕНИЙ M B Г О Р П Е HKD Б Л З И ПЕНИЙ О ЕН (ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О БАКТЕРИОЗАХ РАСТЕНИЙ) ТРЕТЬЕ ИСПРАВЛЕННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ ИЗДАНИЕ 4— 3— 7 178— 66 ' За 5 лет, прошедшие со времени выхода в свет второго издания настоящей книги, особенно много исследовались вопросы использо­ вания антибиотиков для борьбы с...»

«УДК 674.032.14+547.587 Продукты глубокой химической переработки биомассы лиственницы. Технология получения и перспективы использования В. А. Бабкин, Л. А. Остроухова, С. З. Иванова, Н. В. Иванова, Е. Н. Медведева, Ю. А. Малков, Н. Н. Трофимова, Т. Е. Фёдорова ВАСИЛИЙ АНАТОЛЬЕВИЧ БАБКИН — доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией химии древесины Иркутского института химии им. А.Е. Фаворского СО РАН (ИрИХ СО РАН). Область научных интересов: химия древесины, химия природных...»

«Нижеследующие записи Владимира Ивановича Вернадского, охватывающие период с января по ноябрь 1931 г., были сделаны в Ленинграде и Старом Петергофе. Хранятся они в двух делах академического Архива на отдельных или скрепленных листках формата записной книжки и ученической тетради (Архив АН СССР. Ф. 518. Оп. 1. Д. 162. Л. 113, 116 — 126; Оп. 2. Д. 48. Л. 43, 90). Сведенные вместе, эти записи приобретают черты дневника, затрагивающего разнообразные философские, естественнонаучные,...»

«1950 10 января. На основании публичной защиты диссертации 28/XII.49 г. на тему Исследования в ряду пиперилена и гексадиена-2,4, отзывов официальных оппонентов и результатов тайного голосования (за – 32, против – нет) утверждено решение Ученого совета химфака от 28/XII.-49 г. и Катаеву Евгению Геннадьевичу присвоена ученая степень кандидата химических наук. Архив КГУ, л. д. сотрудников, оп. 20, св. 30, ед. хр. 534, л. 21. 7 января. Издан приказ за № 3 по КГУ, в котором говорится: § 16. В связи с...»

«Крюков1 В.Г., Наумов2.В.И., Абдуллин3 А.Л., Демин4 А.В., Исхакова1 Р.Л. Казанский Государственный Технический Университет – КГТУ ул. К. Маркса, дом 10, г. Казань, 420111 1 - кафедра Автомобильных Двигателей и Сервиса, vkrujkov@kai.ru 2 - кафедра Автомобильных Двигателей и Сервиса, nvi2000@mail.ru 3 - кафедра Автомобильных Двигателей и Сервиса, ala2000@mail.ru 4 - кафедра Промышленной экологии, alexdemv@mi.ru Аннотация. Работа посвящена моделированию процессов горения в рабочих объемах узлов...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.