崔宏波

【摘 要】 能源是人類賴以生存和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)之。能源的種類很多.但目前主要使用的是礦物能源。礦物能源是一種不可再生的能源。內(nèi)燃機熱力燃燒與排放性能與它所使用的燃料組成成分和燃料性質(zhì)的關(guān)系十分密切。

【關(guān)鍵詞】 內(nèi)燃機熱力燃燒與排放性能 燃料組成成分 燃料性質(zhì) 關(guān)系密切

1 燃料的種類

1.1 氣體燃料

氣體燃料最重要的性能參數(shù)為：燃料成分、密度和熱值。（表1）

式中：LHV、HHV——分別為低熱值和高熱值，；

，——分別為水和燃料的物質(zhì)的量，kmol

——水在25℃時的蒸發(fā)潛熱，2440。

常用氣體燃料的熱值如表2。①在103kPa和4℃條件下。

1.2 液體燃料

在車用內(nèi)燃機中，主要使用的液體燃料是汽油、輕柴油以及僅有少量使用的代用燃料甲醇和乙醇等。

2 熱力燃燒機理

熱力燃燒一般用于處理廢氣中含可燃組分濃度較低的情況。它和直接燃燒的區(qū)別就在于直接燃燒的廢氣由于本身含有較高濃度的可燃組分，它可以直接在空氣中燃燒。熱力燃燒則不同，廢氣中可燃組分的濃度很低，燃燒過程中所放出的熱量不足以滿足燃燒過程所需的熱量。因此，廢氣本身不能作為燃料，只能作為輔助燃料燃燒過程中的助燃氣體，在輔助燃料燃燒的過程中，將廢氣中的可燃組分銷毀。與直接燃燒相比，熱力燃燒所需要的溫度一般較低，通常為540～820℃。

2.1 火焰?zhèn)鞑ダ碚?/p>

在熱力燃燒過程中，一般認為，只有燃燒室的溫度維持在760～820℃，駐留時間為0.5s時，有機物的燃燒才能比較完全。而達到這個溫度范圍是依靠火焰?zhèn)鞑ミ^程來實現(xiàn)的。

2.2 混合氣體的爆炸極限

燃燒本身是伴有光和熱產(chǎn)生的劇烈的氧化反應(yīng)，為了使這種氧化反應(yīng)能夠在燃燒室的每一點進行徹底，混合氣體中可燃組分的濃度必須在一定的濃度范圍之內(nèi)，以形成火焰，維持燃燒，在一個有限的空間內(nèi)形成氣體爆炸。將這一濃度范圍的下限稱為爆炸下限、上限稱為爆炸上限。

2.3 熱力燃燒機理

熱力燃燒的機理大致可以分為以下三個步驟。

（1）輔助燃料的燃燒——提高熱量；（2）廢氣與高溫燃氣混合——達到反應(yīng)溫度；（3）廢氣中可燃組分氧化反應(yīng)——保證廢氣于反應(yīng)溫度時所需要的駐留時間。

2.4 熱力燃燒的“三T”條件

“三T”條件指的是反應(yīng)溫度（Reaction Temperature）、駐留時間（Residential Time）、湍流混合（Turbulence Mix）。掌握“三T”條件對于熱力燃燒的過程是至關(guān)重要的。

2.4.1 反應(yīng)溫度對熱力燃燒的影響

這里所指的反應(yīng)溫度并不是反應(yīng)可以進行的溫度，而是反應(yīng)速度可達到要求時的溫度。

2.4.2 駐留時間對熱力燃燒的影響

任何化學(xué)反應(yīng)（燃燒也是一種化學(xué)反應(yīng)）都要經(jīng)歷一定的時間，可燃組分的銷毀也是一樣。盡管反應(yīng)絕不會達到100%的完全程度，但如果反應(yīng)時間充分，那么不完全反應(yīng)程度是微不足道的。這個時間是指反應(yīng)物以某種形式進行混合后在一定溫度下所維持的時間。

2.4.3 湍流混合對于熱力燃燒的影響

任何一種化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)能夠發(fā)生的前提條件是反應(yīng)的分子間首先要發(fā)生碰撞。不能發(fā)生碰撞的分子之間自然不會發(fā)生反應(yīng)。湍流混合的目的，實際上就是要增大可燃組分的分子與氧分子或自由基的碰撞機會，使其處于分子接觸的水平，以保證所要求的銷毀率。否則，即使有足夠的反應(yīng)溫度和駐留時間，但由于沒有足夠的碰撞機會，照樣不會達到預(yù)期的銷毀率。endprint

【摘 要】 能源是人類賴以生存和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)之。能源的種類很多.但目前主要使用的是礦物能源。礦物能源是一種不可再生的能源。內(nèi)燃機熱力燃燒與排放性能與它所使用的燃料組成成分和燃料性質(zhì)的關(guān)系十分密切。

【關(guān)鍵詞】 內(nèi)燃機熱力燃燒與排放性能 燃料組成成分 燃料性質(zhì) 關(guān)系密切

1 燃料的種類

1.1 氣體燃料

氣體燃料最重要的性能參數(shù)為：燃料成分、密度和熱值。（表1）

式中：LHV、HHV——分別為低熱值和高熱值，；

，——分別為水和燃料的物質(zhì)的量，kmol

——水在25℃時的蒸發(fā)潛熱，2440。

常用氣體燃料的熱值如表2。①在103kPa和4℃條件下。

1.2 液體燃料

在車用內(nèi)燃機中，主要使用的液體燃料是汽油、輕柴油以及僅有少量使用的代用燃料甲醇和乙醇等。

2 熱力燃燒機理

熱力燃燒一般用于處理廢氣中含可燃組分濃度較低的情況。它和直接燃燒的區(qū)別就在于直接燃燒的廢氣由于本身含有較高濃度的可燃組分，它可以直接在空氣中燃燒。熱力燃燒則不同，廢氣中可燃組分的濃度很低，燃燒過程中所放出的熱量不足以滿足燃燒過程所需的熱量。因此，廢氣本身不能作為燃料，只能作為輔助燃料燃燒過程中的助燃氣體，在輔助燃料燃燒的過程中，將廢氣中的可燃組分銷毀。與直接燃燒相比，熱力燃燒所需要的溫度一般較低，通常為540～820℃。

2.1 火焰?zhèn)鞑ダ碚?/p>

在熱力燃燒過程中，一般認為，只有燃燒室的溫度維持在760～820℃，駐留時間為0.5s時，有機物的燃燒才能比較完全。而達到這個溫度范圍是依靠火焰?zhèn)鞑ミ^程來實現(xiàn)的。

2.2 混合氣體的爆炸極限

燃燒本身是伴有光和熱產(chǎn)生的劇烈的氧化反應(yīng)，為了使這種氧化反應(yīng)能夠在燃燒室的每一點進行徹底，混合氣體中可燃組分的濃度必須在一定的濃度范圍之內(nèi)，以形成火焰，維持燃燒，在一個有限的空間內(nèi)形成氣體爆炸。將這一濃度范圍的下限稱為爆炸下限、上限稱為爆炸上限。

2.3 熱力燃燒機理

熱力燃燒的機理大致可以分為以下三個步驟。

（1）輔助燃料的燃燒——提高熱量；（2）廢氣與高溫燃氣混合——達到反應(yīng)溫度；（3）廢氣中可燃組分氧化反應(yīng)——保證廢氣于反應(yīng)溫度時所需要的駐留時間。

2.4 熱力燃燒的“三T”條件

“三T”條件指的是反應(yīng)溫度（Reaction Temperature）、駐留時間（Residential Time）、湍流混合（Turbulence Mix）。掌握“三T”條件對于熱力燃燒的過程是至關(guān)重要的。

2.4.1 反應(yīng)溫度對熱力燃燒的影響

這里所指的反應(yīng)溫度并不是反應(yīng)可以進行的溫度，而是反應(yīng)速度可達到要求時的溫度。

2.4.2 駐留時間對熱力燃燒的影響

任何化學(xué)反應(yīng)（燃燒也是一種化學(xué)反應(yīng)）都要經(jīng)歷一定的時間，可燃組分的銷毀也是一樣。盡管反應(yīng)絕不會達到100%的完全程度，但如果反應(yīng)時間充分，那么不完全反應(yīng)程度是微不足道的。這個時間是指反應(yīng)物以某種形式進行混合后在一定溫度下所維持的時間。

2.4.3 湍流混合對于熱力燃燒的影響

任何一種化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)能夠發(fā)生的前提條件是反應(yīng)的分子間首先要發(fā)生碰撞。不能發(fā)生碰撞的分子之間自然不會發(fā)生反應(yīng)。湍流混合的目的，實際上就是要增大可燃組分的分子與氧分子或自由基的碰撞機會，使其處于分子接觸的水平，以保證所要求的銷毀率。否則，即使有足夠的反應(yīng)溫度和駐留時間，但由于沒有足夠的碰撞機會，照樣不會達到預(yù)期的銷毀率。endprint

【摘 要】 能源是人類賴以生存和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)之。能源的種類很多.但目前主要使用的是礦物能源。礦物能源是一種不可再生的能源。內(nèi)燃機熱力燃燒與排放性能與它所使用的燃料組成成分和燃料性質(zhì)的關(guān)系十分密切。

【關(guān)鍵詞】 內(nèi)燃機熱力燃燒與排放性能 燃料組成成分 燃料性質(zhì) 關(guān)系密切

1 燃料的種類

1.1 氣體燃料

氣體燃料最重要的性能參數(shù)為：燃料成分、密度和熱值。（表1）

式中：LHV、HHV——分別為低熱值和高熱值，；

，——分別為水和燃料的物質(zhì)的量，kmol

——水在25℃時的蒸發(fā)潛熱，2440。

常用氣體燃料的熱值如表2。①在103kPa和4℃條件下。

1.2 液體燃料

在車用內(nèi)燃機中，主要使用的液體燃料是汽油、輕柴油以及僅有少量使用的代用燃料甲醇和乙醇等。

2 熱力燃燒機理

熱力燃燒一般用于處理廢氣中含可燃組分濃度較低的情況。它和直接燃燒的區(qū)別就在于直接燃燒的廢氣由于本身含有較高濃度的可燃組分，它可以直接在空氣中燃燒。熱力燃燒則不同，廢氣中可燃組分的濃度很低，燃燒過程中所放出的熱量不足以滿足燃燒過程所需的熱量。因此，廢氣本身不能作為燃料，只能作為輔助燃料燃燒過程中的助燃氣體，在輔助燃料燃燒的過程中，將廢氣中的可燃組分銷毀。與直接燃燒相比，熱力燃燒所需要的溫度一般較低，通常為540～820℃。

2.1 火焰?zhèn)鞑ダ碚?/p>

在熱力燃燒過程中，一般認為，只有燃燒室的溫度維持在760～820℃，駐留時間為0.5s時，有機物的燃燒才能比較完全。而達到這個溫度范圍是依靠火焰?zhèn)鞑ミ^程來實現(xiàn)的。

2.2 混合氣體的爆炸極限

燃燒本身是伴有光和熱產(chǎn)生的劇烈的氧化反應(yīng)，為了使這種氧化反應(yīng)能夠在燃燒室的每一點進行徹底，混合氣體中可燃組分的濃度必須在一定的濃度范圍之內(nèi)，以形成火焰，維持燃燒，在一個有限的空間內(nèi)形成氣體爆炸。將這一濃度范圍的下限稱為爆炸下限、上限稱為爆炸上限。

2.3 熱力燃燒機理

熱力燃燒的機理大致可以分為以下三個步驟。

（1）輔助燃料的燃燒——提高熱量；（2）廢氣與高溫燃氣混合——達到反應(yīng)溫度；（3）廢氣中可燃組分氧化反應(yīng)——保證廢氣于反應(yīng)溫度時所需要的駐留時間。

2.4 熱力燃燒的“三T”條件

“三T”條件指的是反應(yīng)溫度（Reaction Temperature）、駐留時間（Residential Time）、湍流混合（Turbulence Mix）。掌握“三T”條件對于熱力燃燒的過程是至關(guān)重要的。

2.4.1 反應(yīng)溫度對熱力燃燒的影響

這里所指的反應(yīng)溫度并不是反應(yīng)可以進行的溫度，而是反應(yīng)速度可達到要求時的溫度。

2.4.2 駐留時間對熱力燃燒的影響

任何化學(xué)反應(yīng)（燃燒也是一種化學(xué)反應(yīng)）都要經(jīng)歷一定的時間，可燃組分的銷毀也是一樣。盡管反應(yīng)絕不會達到100%的完全程度，但如果反應(yīng)時間充分，那么不完全反應(yīng)程度是微不足道的。這個時間是指反應(yīng)物以某種形式進行混合后在一定溫度下所維持的時間。

2.4.3 湍流混合對于熱力燃燒的影響

任何一種化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)能夠發(fā)生的前提條件是反應(yīng)的分子間首先要發(fā)生碰撞。不能發(fā)生碰撞的分子之間自然不會發(fā)生反應(yīng)。湍流混合的目的，實際上就是要增大可燃組分的分子與氧分子或自由基的碰撞機會，使其處于分子接觸的水平，以保證所要求的銷毀率。否則，即使有足夠的反應(yīng)溫度和駐留時間，但由于沒有足夠的碰撞機會，照樣不會達到預(yù)期的銷毀率。endprint