汽车发动机原理 第三章 燃烧学基础ppt课件

1、汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 熄灭学根底熄灭学根底3.1 熄灭热化学熄灭热化学3.2 燃料电池燃料电池3.4 化学反响的热效应化学反响的热效应3.3第3章 熄灭学根底 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基

2、础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.1 发动机的燃料 汽油主要由511个碳原子的烷烃、环烷烃和烯烃组成，其沸点都在205以下。柴油是沸点170370的烃类混合物，通常从原油中分馏出来之后，即可直接运用。 汽油的主要性能有抗爆性、蒸发性、氧化安定性、抗腐蚀性及清净性等。 抗

3、爆性是指汽油在发动机气缸内熄灭时抵抗爆燃的才干。 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.1.1 汽油 马达法辛烷值马达法辛烷值MON是以较高的混合气温度是以较高的混合气温度普通加热至普通加热至149和较高的发动机转速普通和较

4、高的发动机转速普通达达900r/min的苛刻条件为其特征的实验室规范的苛刻条件为其特征的实验室规范发动机测得的辛烷值。它表示汽油在发动机常用发动机测得的辛烷值。它表示汽油在发动机常用工况下低速运转时的抗爆才干。工况下低速运转时的抗爆才干。 研讨法辛烷值研讨法辛烷值RON是以较低的混合气温度是以较低的混合气温度普通不加热和较低的发动机转速普通在普通不加热和较低的发动机转速普通在600r/min 的中等苛刻条件为其特征的实验室规的中等苛刻条件为其特征的实验室规范发动机测得的辛烷值。它表示汽油在发动机重范发动机测得的辛烷值。它表示汽油在发动机重负荷条件下高速运转时的抗爆才干。负荷条件下高速运转时的抗

5、爆才干。 抗爆指数抗爆指数MON+RON/2。 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 如今常用的抗爆添加剂有甲基叔丁基醚(methyl-t-butyl ether，MTBE)、乙基叔丁基醚 (ethyl-t-butyl eth

6、er，ETBE )、甲醇、乙醇等。 汽油的蒸发性用汽油蒸发量为10、50、90和100时所对应的温度来评定。分别称为10馏出温度、50馏出温度、90馏出温度和干点。 汽油抵抗大气或氧气的作用而坚持其性质不发生长久性变化的才干称为氧化安定性。 3.1.1 汽油汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Indus

7、tries Institute Dep. of Automobile 由美国汽车制造商协会AAMA和欧洲汽车制造商协会ACEA以及日本汽车制造商协公JAMA共同发起制定一个世界燃料规范。这个规范主要是汽车制造商针对环保要求对汽车燃料提出的根本要求，参与该规范制定的成员包括了世界上一切主要的汽车制造商。 3.1.1 汽油汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of A

8、utomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.1.2 柴油 柴油的自燃性常用十六烷值来评定。柴油的自燃性是与一种规范燃料进展比较来加以评定的。规范燃料是正十六烷和-甲基萘的混合物。 硫天然地存在于原油中，柴油中的硫明显地添加排气中的微粒物。 我国用于汽车的轻质柴油按凝点分为10、0、-10、-20、-35、-50号共6个牌号。如10号柴油，其凝点不高于10。 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院

9、汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.1.3 代用燃料 汽油、柴油习惯上被称为汽车发动机的常规燃料，而其他那么叫做代用燃料 。 代用燃料能否在汽车上得到运用，遭到其理化特性、平安与环保特性、价钱、供应等要素的影响。 天然气可以用紧缩天然气CNG (Compressed Natural Gas)、液化天然气LNG (liquefied Natural Gas)和吸附天然气技

10、术ANG (Adsorbed Natural Gas)或水合物(Hydrate)的方式在汽车发动机中加以利用，其中CNG的利用方式采用的最多。 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 天然气的研讨法辛烷值为130，十六烷值为零，

11、只能点燃不能压燃。 燃料分子中的碳原子数少，单位发热量的CO2排出量比较少，这对减少地球温室效应很有协助。 由于排放物中的未燃HC是甲烷，所以产生光化学烟雾的能够性小。但排放物中的甲醛含量比汽油、柴油都要高。3.1.3 代用燃料汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute

12、 Dep. of Automobile 丰田公司5SFNE型天然气发动机的燃料供应系统3.1.3 代用燃料汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 混合器式LPG发动机燃料系统图 3.1.3 代用燃料汽车发动机原理汽车发动机原理第

13、三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 天然气和液化石油气燃料特点比较： a) 天然气的体积低热值和质量低热值略高于汽油，但实际混合气热值比汽油低，液化石油气那么介于汽油和天然气之间。 b) 抗爆性能高。天然气的主要成分是甲烷，甲烷的研讨法辛烷值为130，液

14、化石油气的研讨法辛烷值为100110。 c) 混合气发火界限宽。天然气与空气混合气有很宽的着火界限，其过量空气系数的变化范围为0.6-1.8， d) 天然气和液化石油气比汽油的着火温度高，传播速度慢，因此需求较高的点火能量。3.1.3 代用燃料汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries I

15、nstitute Dep. of Automobile 醇类燃料主要是指甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH)，它们都是分子量较小的单质，熄灭产物中根本没有碳烟，NOx的排放浓度也很低，是一种低污染性燃料。 甲醇(或乙醇)与汽油的混合燃料称为甲醇(或乙醇)汽油或称汽醇。按照醇在燃料中所占的体积分数，甲醇汽油习惯上称为Mx (x为甲醇的体积分数)，如M5(指甲醇5%)、M10(含甲醇10%)、M85(含甲醇85%)等，乙醇汽油习惯上称为Ex(x为乙醇的体积分数)，如E10(含乙醇10%)、E20(含乙醇20) %等。3.1.3 代用燃料汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学

16、基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 当点燃式内燃机运用纯醇类燃料时，需进展一系列设计修正： a)混合气的构成安装须与醇类燃料热值较低、所需的空气量较少相顺应； b)醇类燃料的辛烷值高，应采用高紧缩比； c)选择适宜的火花塞和火花塞间隙； d)采取措施处理冷起动不良，如：辅助放射；电

17、加热；火焰起动安装；热分解燃油；催化分解燃油；添加点火能量；促使燃油雾化；在燃油中添加低沸点添加剂等。3.1.3 代用燃料汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 二甲醚DME (Dimethyl Ether)是重要的化工原料，化

18、学分子式为CH3-O-CH3。它与甲醇(CH3OH)和乙醇(C2H5OH)一样是含氧燃料，即分子构造中含有氧原子。含氧燃料熄灭时需求的空气少，易充分熄灭，根本不产生碳烟。 二甲醚的十六烷值为5560，普通柴油的只需4055，二甲醚的着火温度为235 ，低于柴油的250，着火性能优于柴油。 3.1.3 代用燃料汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automo

19、bileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.1.4 燃料特性引起的发动机任务方式上的差别1. 混合气构成方式的差别2. 着火、熄灭方式的差别3. 负荷调理方式的差别汽油机、柴油机任务方式的差别，既与燃料特性有关，也取决于当时科技发展程度，不是绝对不变。 汽油、柴油机c随负荷的变化曲线 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industr

20、ies Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.2 熄灭热化学 1 kg燃料完全熄灭所需的实际空气量为 燃料kg/kmol3241221. 010Hc0gggL燃料kg/kg83823. 010Hc0gggL汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute

21、 Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile名 称密度质量成分kg分子量低热值实际空气量gCgHgOkJ/kgkg/kgm3/kgkmol/kg汽油0.700.750.8550.1451144400014.911.540.515轻柴油0.820.880.870.1260.0041704250014.511.220.50甲醇(CH3OH)0.780.3750.1250.5032202606.4650.223乙醇(C2H5OH)0.800.5220.1300.34846272009.06.95

22、0.310几种主要液体燃料的成分、热值及实际空气量3.2.1 1kg燃料完全熄灭所需的实际空气量汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.2.2 化学反响速度 在均相反响中，普通以单位时间、单位体积中反响物组分的减少或生成物组分

23、的添加来定义反响速率。 对于定量系统，物质浓度的变化与其化学计量系数成正比 式中，代表系统的化学反响速率，其数值是独一的。tctVniiiddfebaFEBA汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.2.3 质量作用定律 基元反

24、响：反响物分子在碰撞中一步转化为产物基元反响：反响物分子在碰撞中一步转化为产物分子的反响。分子的反响。 复杂反响：实践反响往往不是反响分子经简单的复杂反响：实践反响往往不是反响分子经简单的碰撞即能发生的，而是经过假设干简单反响基碰撞即能发生的，而是经过假设干简单反响基元反响步骤最后转化为产物分子。元反响步骤最后转化为产物分子。 质量作用定律：对于单相基元反响，反响速度与质量作用定律：对于单相基元反响，反响速度与反响物浓度的幂乘积成正比，其中各浓度的幂为反响物浓度的幂乘积成正比，其中各浓度的幂为反响方程中各组成成分的化学计量系数。反响方程中各组成成分的化学计量系数。汽车发动机原理汽车发动机原理第

25、三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.2.4 化学平衡常数及其计算 化学平衡常数：化学反响到达平衡时，反响物和生成物浓度或分压之间存在一定的比例关系称为化学平衡常数。 FEBA12febakk浓度表示的化学平衡常数：常数21BAFECkkccccKbaf

26、eKp为用分压力表示的平衡常数 bafeppppKBAFEp汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile例例1 H21 H2和过剩和过剩100%100%的空气进展以下熄灭反响，的空气进展以下熄灭反响， 知此反响在知此反响在p=1 p=

27、1 atmatm，T=2000 KT=2000 K时的平衡常数时的平衡常数Kp=3.495Kp=3.495，试求此时，试求此时平衡混合物的组成。平衡混合物的组成。解：由解：由 知知nH2OnH2O、nH2nH2、nO2nO2分别为平衡时分别为平衡时H2OH2O、H2H2、O2O2物质的量。物质的量。OHO21H222OHO21H2222121OHOH211121OHOH21O1H1OHp222222222npnnnnpnnnpppK汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北

28、汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile由于空气中含有N2，同时思索空气的过剩，实践的反响式为：H2 + O2 +3.76N2 xH2 + yO2 + zH2O +3.76N2(空气中氮气与氧气的摩尔成分约为 )根据H和O原子系数平衡条件，即方程两边氢原子系数相等：2=2x+2z方程两边氧原子系数相等：2=2y+z=2y+(1-x)即 z =1x，y =(1+x)/2，可以得出平衡时的反响物

29、和生成物的物质的量为76. 321. 079. 0汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 带入Kp的表达式： 利用试凑法或用计算机数值求根可求得 x=0.38，y=0.69 ，z=0.62，方程式为：76. 32376. 321

30、176. 376. 32112222NOHOHxxxxyxznnxynxnxzn，495. 376. 32312112121p xxxxK2222222N76. 3OH62. 0O69. 0H38. 0 N76. 3OH汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep

31、. of Automobile3.2.5 反响速率的碰撞原理 活化能活化能E：能突破化学链产生化学反响的分子所必：能突破化学链产生化学反响的分子所必需具备的最低能量。需具备的最低能量。 大于活化能的分子数，叫活化分子数。大于活化能的分子数，叫活化分子数。 阿累尼乌斯定律：阿累尼乌斯定律：1889年，阿累尼乌斯由实验得出年，阿累尼乌斯由实验得出了基于反响速率常数和温度的定量关系了基于反响速率常数和温度的定量关系 式中，式中，k0为碰撞频率因子；为碰撞频率因子；E为活化能为活化能 化学反响产生热量，使温度上升，而温度上升又加化学反响产生热量，使温度上升，而温度上升又加快了反响速率，导致放出更多的热

32、量，这种互为促快了反响速率，导致放出更多的热量，这种互为促进，最终产生猛烈的化学反响，称之为热爆炸。进，最终产生猛烈的化学反响，称之为热爆炸。 RTEkke0汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.2.6 链锁反响 1)链引发

33、 2)链传送 链传送是链反响的主体。自在原子或自在基等活泼粒子称为“链的传送物或“链载体。 3)链终止 自在原子与惰性分子M相撞或与器壁相撞，均可失去能量而自在相结合变为普通分子，从而使链传送中断。前者称为“空间中断，后者称为“器壁中断。汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Inst

34、itute Dep. of Automobile 链锁反响分为直链反响与支链反响两大类。 1)直链反响：一个自在原子或自在基称为链载体与原物质反响，其结果生成了产物，同时产生了一个新的链载体，新的载体与原物质反响又产生了一个载体。在链反响中，链载体数目不变，称为直链反响。 2)支链反响：一个载体参与反响后生成两个或多个新的载体，使载体数不断增多，反响速率自动加速，称为支链反响。3.2.6 链锁反响汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei A

35、utomotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 链锁反响具有爆炸的特点。所谓“爆炸，是一种非常迅速的能自行维持的化学反响。 温度和压力对分支链反响的影响，可由“爆炸界限图表示出来 。 3.2.6 链锁反响汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Indust

36、ries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 链锁反响的特点： 1反响速度不仅取决于初始的反响物和最终产物的浓度，而且取决于中间产物的浓度，这些中间产物是反响的活化来源，但反响前和反响后都不存在。 2在等温条件下反响速度随时间变化的规律与双分子反响不同。 3链锁反响对其他物质的存在非常敏感，如惰性气体的存在能阻止器壁中断，添加空间中断；抑制剂可更快地与活性物质起作用，故能抑制链传播等。 4链反响对器壁面积与容积之比，亦即容器外形很敏感。3.2.6 链锁反响汽车发

37、动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.3 化学反响的热效应 Q=U2 U1+Wev Wev表示定温-定容反响时所得到的非体积功。 Q=H2H1+Wep Wep表示定温-定压反响时所得到的非体积功。是根据热力学第一定律得出，对于可逆

38、与不可逆反响都是适用的。 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.3.2 热效应 物系发生化学反响包括燃料的熄灭反响时物系不做有用功，这时反响吸收或放出的热量，称为化学反响的热效应。 在定温、定容条件称为定容热效应，以符号QV

39、表示 在定温、定压条件称为定压热效应，以符号QP表示 稳定单质或化学元素在定压下化合成1 mol化合物时的反响热效应，称为该化合物的生成焓。 反之，1 mol化合物分解成单质时的反响热效应称为化合物的分解焓。汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of A

40、utomobile3.3.4 热效应与绝热实际熄灭温度的计算 某些化合物或元素在恣意温度下，进展单位反响，定压反响热效应等于反响前后产物的焓差，这个焓差称为反响焓H。 定压反响热效应表示图 QWe= 0Pr(生成物)Re(反响物)T1T2HReHPr汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industrie

41、s Institute Dep. of Automobile Q = HPr HRe = H 式中HRe是反响物的总焓，HPr是生成物的总焓。 规范反响焓与生成物和反响物的焓之间的关系 单质Pe反响物Pr生成物(nkhf,.k)Re(nkhf,k)PrH3.3.4 热效应与绝热实际熄灭温度的计算汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuB

42、ei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.3.5 绝热实际熄灭温度 假定燃料在熄灭时为理想的完全绝热熄灭，熄灭所产生的热量全部用以加热熄灭产物本身，用以提高其温度。这时熄灭产物最后到达的温度称为绝热实际熄灭温度，以Tad表示 。由于不能够完全绝热、化学反响也不能够完全理想、化合物在高温时要分解等缘由，实践上所能到达的绝热熄灭温度多少总是低于计算所得到的绝热实际熄灭温度。汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系

43、湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile例例2 甲烷在一个大气压下与甲烷在一个大气压下与2倍于实际空气量的空气倍于实际空气量的空气完全熄灭，设熄灭前燃料和空气都为完全熄灭，设熄灭前燃料和空气都为298K，试求，试求绝热实际熄灭温度绝热实际熄灭温度T。解：该熄灭反响的化学反响方程式为：解：该熄灭反响的化学反响方程式为：CH4+4O2+43.76N2CO2+2H2O(g)+2O2+43.76

44、N2查表得生成焓数值代入，得查表得生成焓数值代入，得 kJ 802880 0041504kJ)74920(- 015.0402242000kJ2393800kJ 76. 34476. 34220,0,0,0,0,0,0,0224222.hhhhhhhHNfOfCHfNfOfgOHfCOfXbm0HHH由于 汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automob

45、ileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 查表得热焓值计算Hm和Hb，得 2222N0O0OH0CO0004.1522hhhhhhhhHTTTT866904.15868229904293642222NT,OT,OHT,COT,hhhh17691704.15222222NT,OT,OHT,COT,hhhh整理得 kJ97979804.15222222NT,OT,OHT,COT,hhhh最后用试算法确定绝热实际熄灭温度T。由于熄灭产物中氮气比例最大，占了约75%，所以第一个试算值可按全部熄灭产物都是氮气来估算，这时kJ9

46、7979804.202NT,hkJ/kmol488922NT,h汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 按此值查表，T约为1550K，但由于熄灭产物中有三原子气体H2O和CO2，热焓值都比氮气大，故就以1500K来试算。结果式(

47、c)等号左边为993639kJ见下表，比右边大；再用1480K来试算，式(c)的等号左边为978727kJ，近似与右边相等。所以绝热实际熄灭温度为1480K。 2COT,hOHT,22h2OT,2h2OT,04.15hPT,kTkhn T1500K1480K71078kJ69916kJ116000kJ114kJ98584kJ97126kJ707977kJ697546kJ993639kJ978728kJ汽车发动机原理汽车发动机原理第三章第三章 燃烧学基础燃烧学基础 Hubei Automotive Industry Institute湖北汽车工业学院汽车工程系湖北汽车工业学院汽车工程系HuBei Automotive Industries Institute Dep. of AutomobileHuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile3.4 燃料电池燃料电池 燃料电池(Fuel Cell简称FC)是一种将储存在燃料和氧化剂的化学能经过电极反响直接转化成电能的发电安装。 根据燃料