燃料与燃烧化学PPT学习教案

1、会计学1燃料与燃烧化学燃料与燃烧化学第1页/共76页 内燃机燃料工质影响热效率、输出动力、内燃机燃料工质影响热效率、输出动力、混合气的形成方式、燃烧模式、负荷调节方混合气的形成方式、燃烧模式、负荷调节方式、有害排放等。式、有害排放等。 内燃机的燃料内燃机的燃料 ENGINE FUELSENGINE FUELS1 1、石油基液体燃料、石油基液体燃料汽油和柴油汽油和柴油2 2、内燃机的替代燃料、内燃机的替代燃料第2页/共76页汽油与柴油汽油与柴油 Gasoline and DieselGasoline and Diesel柴油：柴油： 轻柴油的碳原子数在轻柴油的碳原子数在1022之间，之间，平均相

2、对分子量在平均相对分子量在170左右。左右。 汽油：汽油： 汽油中烃类的碳原子数一般在汽油中烃类的碳原子数一般在512之间，平均相对分子量之间，平均相对分子量在在110左右左右 第3页/共76页汽油与柴油的燃料特性汽油与柴油的燃料特性 Fuel PropertiesFuel Properties挥发性挥发性抗爆性抗爆性自燃性自燃性低温流动性低温流动性第4页/共76页 汽油的主要性能有：汽油的主要性能有：抗爆性、抗爆性、蒸发性蒸发性、氧化安定性、抗腐蚀性及清洁性。、氧化安定性、抗腐蚀性及清洁性。一、汽油一、汽油第5页/共76页第6页/共76页汽油抗爆性评定汽油抗爆性评定 Octane Numbe

3、r RatingOctane Number Rating研究法辛烷值研究法辛烷值(RON)(RON) 在单缸试验机下测定。进气温度在单缸试验机下测定。进气温度51.751.7 C C，冷却水温度，冷却水温度100100 C C，转速，转速600 r/min600 r/min，混合气不预热，点火提前角为，混合气不预热，点火提前角为1313 CACA，试验时调整到爆燃最强。，试验时调整到爆燃最强。 在单缸试验机下测定。马达法的试验工况规定为：转速在单缸试验机下测定。马达法的试验工况规定为：转速900 r/min900 r/min，冷却水温，冷却水温度度100100 C C，混合气温度，混合气温度1

4、49149 C C，点火提前角为，点火提前角为1414 2626 CACA，试验时调整到爆燃最试验时调整到爆燃最强。强。 马达法规定的实验转速及混合气温度比研究法的高，所以马达法测出的辛马达法规定的实验转速及混合气温度比研究法的高，所以马达法测出的辛烷值比研究法测出的辛烷值低。实际中常用烷值比研究法测出的辛烷值低。实际中常用RON值作为汽油的标号。值作为汽油的标号。 马达法辛烷值马达法辛烷值(MON)(MON)测定汽油的辛烷值测定汽油的辛烷值有不同的试验方法，常用的为马达法（有不同的试验方法，常用的为马达法（MON）与研究法）与研究法（RON） 。第7页/共76页燃料的灵敏度燃料的灵敏度= R

5、ON - MON 抗爆指数抗爆指数= (RONMON) / 2 抗暴指数也是评价燃料抗爆性的一种指标。抗暴指数也是评价燃料抗爆性的一种指标。 表示对工况的敏感性和适应能力，即燃料对发动表示对工况的敏感性和适应能力，即燃料对发动机运转工况强化（点火提前角加大，进气温度提高机运转工况强化（点火提前角加大，进气温度提高等）后出现爆燃的相对敏感程度。灵敏度为正时，等）后出现爆燃的相对敏感程度。灵敏度为正时，被测试燃料比参比燃料更敏感；为负则反之。被测试燃料比参比燃料更敏感；为负则反之。第8页/共76页道路辛烷值道路辛烷值 Road Octane NumberRoad Octane Number有时，人

6、们也采用道路辛烷值来评价抗爆性。它是在实际发动机上标定，有时，人们也采用道路辛烷值来评价抗爆性。它是在实际发动机上标定，用不同辛烷值的标准燃料与待测汽油，在汽车行驶过程中进行抗爆性的对用不同辛烷值的标准燃料与待测汽油，在汽车行驶过程中进行抗爆性的对比试验。比试验。 抗爆添加剂抗爆添加剂 Octane Number Improver Octane Number Improver 四乙基铅（乙基液）四乙基铅（乙基液）甲基叔丁基醚（甲基叔丁基醚（MTBEMTBE）、乙基叔丁基醚（）、乙基叔丁基醚（ETBEETBE）、叔丁醇、甲醇、乙）、叔丁醇、甲醇、乙醇等醇等 MTBEMTBE有一定毒性。有一定毒性

7、。美国已禁止使用，亚洲和欧洲目前仍在使用，我国美国已禁止使用，亚洲和欧洲目前仍在使用，我国目前车用无铅汽油辛烷值改进剂主要使用目前车用无铅汽油辛烷值改进剂主要使用MTBEMTBE。石油炼制方法不同，辛烷值也有差别石油炼制方法不同，辛烷值也有差别第9页/共76页第10页/共76页第11页/共76页第12页/共76页第13页/共76页第14页/共76页第15页/共76页第16页/共76页第17页/共76页第18页/共76页第19页/共76页3、柴油的、柴油的粘度粘度 粘度表示燃料分子的内聚力，表现为抵粘度表示燃料分子的内聚力，表现为抵抗分子间相对运动的能力，柴油的粘度抗分子间相对运动的能力，柴油的

8、粘度决定柴油的流动性。决定柴油的流动性。 粘度低，流动性增强，雾化性好；过粘度低，流动性增强，雾化性好；过低，容易泄漏进入气缸；过高，滤清困低，容易泄漏进入气缸；过高，滤清困难，喷雾不良，流动阻力增大。难，喷雾不良，流动阻力增大。第20页/共76页4 4、柴油的、柴油的凝点凝点第21页/共76页牌号牌号适用范围适用范围10号号有预热设备的柴油机有预热设备的柴油机5号号气温在气温在8 OC以上地区以上地区0号号气温在气温在4 OC以上地区以上地区10号号气温在气温在5 OC以上地区以上地区20号号气温在气温在14 OC以上地区以上地区35号号气温在气温在29 OC以上地区以上地区50号号气温在气

9、温在44OC以上地区以上地区第22页/共76页燃料特性燃料特性汽油汽油柴油柴油化学计量空燃比化学计量空燃比14.814.814.314.3低热值，低热值，kJ/kgkJ/kg43960439604250042500混合气热值混合气热值,kJ/Nm,kJ/Nm3 33810381037893789液体密度，液体密度，kg/mkg/m3 3750750860860沸点，沸点，K K305305483483453453603603凝固点，凝固点，K K216216272.5272.5粘度粘度(cP293K)(cP293K)3.43.44040汽化潜热，汽化潜热，kJ/kgkJ/kg314314301

10、301辛烷值辛烷值8080979720203030十六烷值十六烷值1010151540405555着火界限着火界限( (空气中容积比，空气中容积比，%)%)1.41.47.67.61.51.57.67.6自燃温度，自燃温度，K K49349353333473473493493汽柴油的理化特性汽柴油的理化特性 Fuel Properties Comparison Fuel Properties Comparison 第23页/共76页代用燃料代用燃料按按物物态态气体代用燃料：天然气、液化石油气天然气、液化石油气、 氢气、煤气、煤层气氢气、煤气、煤层气、 沼气沼气等液体代用燃料：甲醇甲醇、乙醇、二

11、甲醚乙醇、二甲醚、 动植物油、合成油等动植物油、合成油等按化按化学成学成分分烃燃料含氧燃料 醇类燃料醇类燃料 二甲醚二甲醚生物柴油生物柴油煤气煤气第24页/共76页第25页/共76页另一类研究是改变发动机燃料，如使用液化另一类研究是改变发动机燃料，如使用液化石油气（石油气（LPGLPG）、天然气（）、天然气（CNGCNG）、二甲醚（）、二甲醚（DMEDME）以及氢燃料等，其中使用氢（或氢与其）以及氢燃料等，其中使用氢（或氢与其他燃料混合）作为发动机燃料的技术近期发他燃料混合）作为发动机燃料的技术近期发展很快，受到专业人士的普遍重视。这是因展很快，受到专业人士的普遍重视。这是因为氢在地球上取之不

12、尽，能从多种植物、矿为氢在地球上取之不尽，能从多种植物、矿物、有机液体及水中提取氢。氢的热值比较物、有机液体及水中提取氢。氢的热值比较高，可以再生，而且氢燃烧后的大部分生成高，可以再生，而且氢燃烧后的大部分生成物是水蒸气，产生的有害废气很少，属于物是水蒸气，产生的有害废气很少，属于“绿色绿色”能源。（氢的利用目前有三种途径）能源。（氢的利用目前有三种途径）第26页/共76页第27页/共76页第28页/共76页 内燃机工质是成分和比例不断变化的混内燃机工质是成分和比例不断变化的混合物。在进气和压缩过程中，基本上为燃料合物。在进气和压缩过程中，基本上为燃料、空气与残余废气的混合物（汽油机），或、空

13、气与残余废气的混合物（汽油机），或空气与残余废气的混合物（柴油机），此时空气与残余废气的混合物（柴油机），此时由于缸内压力与温度都不高，可以忽略工质由于缸内压力与温度都不高，可以忽略工质间的化学作用，而认为工质成分是间的化学作用，而认为工质成分是“冻结冻结”不变的，从点火或喷油开始的燃烧、膨胀和不变的，从点火或喷油开始的燃烧、膨胀和排气过程中，由于燃烧及高温热反应的作用排气过程中，由于燃烧及高温热反应的作用，工质混合物的成分和比例在不断变化中。，工质混合物的成分和比例在不断变化中。除了燃烧最终产物除了燃烧最终产物H H2 2O O和和COCO2 2以及空气中不参以及空气中不参加反应的加反应的N

14、 N2 2等成分之外，还有各种有害排放等成分之外，还有各种有害排放物和燃烧过程中的各种中间产物。因此涉及物和燃烧过程中的各种中间产物。因此涉及到化学动平衡与化学动力学两种分析方法。到化学动平衡与化学动力学两种分析方法。第29页/共76页发动机缸内工质燃烧后与燃烧前分子总数之比发动机缸内工质燃烧后与燃烧前分子总数之比称为分子变化系数称为分子变化系数。汽。汽/ /柴油机的柴油机的值都大值都大于于1 1（汽油机（汽油机值更大，柴油机空气多，且含值更大，柴油机空气多，且含氢量少），表明燃烧后总分子数增多，这一因氢量少），表明燃烧后总分子数增多，这一因素对工质作功有利，会提高循环热效率。但一素对工质作功

15、有利，会提高循环热效率。但一般情况下，对发动机的性能影响不大。而在混般情况下，对发动机的性能影响不大。而在混合气较浓、燃烧不完全产生合气较浓、燃烧不完全产生COCO时，时，值加大，值加大，性能分析时就需考虑这一因素（主要是汽油机性能分析时就需考虑这一因素（主要是汽油机）。）。气体燃料发动机由于燃料分子要计入燃烧前分气体燃料发动机由于燃料分子要计入燃烧前分子总数，而燃料分子在燃烧后不复存在，所以子总数，而燃料分子在燃烧后不复存在，所以值可能小于值可能小于1 1，这是它的不利的一个方面。，这是它的不利的一个方面。第30页/共76页一、燃料燃烧的热值一、燃料燃烧的热值 单位量的燃料完全燃烧时所发出的

16、热量。单位量的燃料完全燃烧时所发出的热量。 完全燃烧完全燃烧是指当燃料在空气中燃烧时，是指当燃料在空气中燃烧时，一定质量空气中的氧刚好使一定质量的燃料一定质量空气中的氧刚好使一定质量的燃料完全燃烧，即将碳氢燃料中所有的碳、氢完完全燃烧，即将碳氢燃料中所有的碳、氢完全氧化成二氧化碳和水（全氧化成二氧化碳和水（ C C生成生成COCO2 2、H H生成生成H H2 2O O ），而空气中的氮并不参与反应，其它），而空气中的氮并不参与反应，其它元素生成高级氧化物。元素生成高级氧化物。第31页/共76页 为方便计算，简单地认为空气中除氧气外，其余均为氮气，因此空气为方便计算，简单地认为空气中除氧气外，

17、其余均为氮气，因此空气中中1 1摩尔的氧气，就对应有（摩尔的氧气，就对应有（1 10.20950.2095）/0.2095=3.773/0.2095=3.773摩尔的氮气。摩尔的氮气。 gas vol.% molar wt. gas vol.% molar wt. O O2 2 20.95 31.998 20.95 31.998 N N2 2 78.09 28.012 78.09 28.012 Ar 0.93 38.948 Ar 0.93 38.948 CO CO2 2 0.03 44.009 0.03 44.009 Air 100.00 28.962 Air 100.00 28.962空气的

18、成分空气的成分第32页/共76页wrHHou汽油汽油: 44000 kJ/kg : 44000 kJ/kg ；柴油柴油: 42500 kJ/kg : 42500 kJ/kg ；w 单位质量燃烧产物中水的含量，单位质量燃烧产物中水的含量，% %。uHuH 完全燃烧时，生成的水为气态时的完全燃烧时，生成的水为气态时的热值为热值为低位发热值低位发热值 主要应用主要应用 完全燃烧时，生成的水为液态时的热完全燃烧时，生成的水为液态时的热值为值为高位发热值高位发热值 高位热值比低位热值高位热值比低位热值大（书上错误大（书上错误），其差值为水蒸气的汽化潜热，其差值为水蒸气的汽化潜热 r 。 uHoH第33页

19、/共76页在内燃机实际工作状态下，缸内气体温度在内燃机实际工作状态下，缸内气体温度高，水蒸汽的汽化潜热是不可能被利用的，高，水蒸汽的汽化潜热是不可能被利用的，因此一般所说的燃料热值指的是燃料的低热因此一般所说的燃料热值指的是燃料的低热值。值。第34页/共76页1.碳燃烧碳燃烧：第35页/共76页2.氢燃烧氢燃烧：第36页/共76页3.硫燃烧硫燃烧：第37页/共76页4.一氧化碳燃烧一氧化碳燃烧：5. 碳氢化合物：碳氢化合物：第38页/共76页 汽油汽油的理论空气量为的理论空气量为14.9（kg/kg） 柴油柴油的理论空气量为的理论空气量为14.5（kg/kg） 第39页/共76页a0LLa燃烧

20、燃料实际供给的空气量完全燃烧燃料理论上所需要的空气量11kgkgaaaaa第40页/共76页 过量空气系数是反映混合气形成和完善程度及整过量空气系数是反映混合气形成和完善程度及整机性能的一个重要标志，在保证完全燃烧的前提下机性能的一个重要标志，在保证完全燃烧的前提下，应力求使过量空气系数小。，应力求使过量空气系数小。2 2 空燃比、燃空比空燃比、燃空比汽油理论上完全燃烧时的空燃比约为汽油理论上完全燃烧时的空燃比约为14.914.9。应用空燃比直观方便，其数值即为每千克燃料燃应用空燃比直观方便，其数值即为每千克燃料燃烧时实际供给空气量的千克数。烧时实际供给空气量的千克数。0La混合气中燃料质量混

21、合气中空气质量空燃比011La燃空比第41页/共76页对于汽油机：对于汽油机：14.9为浓混合气为浓混合气 14.914.9为稀混合气为稀混合气汽油机汽油机 =14.9=14.9 柴油机柴油机 =14.5=14.5aa第42页/共76页3 3 可燃混合气质量热值可燃混合气质量热值燃烧时的缸内工质是燃料与空气组成的混燃烧时的缸内工质是燃料与空气组成的混合气，所以影响循环燃烧放热量的应该是合气，所以影响循环燃烧放热量的应该是可燃混合气的热值。可燃混合气的热值。可燃混合气质量热值定义为单位质量混合可燃混合气质量热值定义为单位质量混合气在标准状态下完全燃烧所释放的热量。气在标准状态下完全燃烧所释放的热

22、量。1110uauuumHLHLHH第43页/共76页第44页/共76页第四节第四节 燃烧的基本理论燃烧的基本理论第45页/共76页第46页/共76页 所有燃料的燃烧分为气相燃烧和固相燃烧所有燃料的燃烧分为气相燃烧和固相燃烧。内燃机中汽油和柴油虽然都是液体燃料，但。内燃机中汽油和柴油虽然都是液体燃料，但都是以气相燃烧方式进行，即燃料以气体状态都是以气相燃烧方式进行，即燃料以气体状态与空气混合所进行的燃烧。与空气混合所进行的燃烧。着火阶段着火阶段 是物质燃烧的准备阶段，是着火前是物质燃烧的准备阶段，是着火前的物理和化学的准备过程。的物理和化学的准备过程。雾化、蒸发、混合雾化、蒸发、混合气、焰前氧

23、化（缓慢）、积累热量或活化中心气、焰前氧化（缓慢）、积累热量或活化中心。燃烧阶段燃烧阶段 是可燃混合气进入燃烧的第二阶是可燃混合气进入燃烧的第二阶段，有两种方法：一是强迫着火或点燃。另一段，有两种方法：一是强迫着火或点燃。另一种是自然着火。火焰出现后，就为燃烧阶段。种是自然着火。火焰出现后，就为燃烧阶段。第47页/共76页第48页/共76页第49页/共76页第50页/共76页第51页/共76页第52页/共76页第53页/共76页 链锁反应的化学反应过程是：其中一个链锁反应的化学反应过程是：其中一个活化作用能引起很多基本反应，即反应链活化作用能引起很多基本反应，即反应链。 链锁着火：不依靠积累热

24、量，通过链锁链锁着火：不依靠积累热量，通过链锁反应积累活化中心使反应自动加速，直至反应积累活化中心使反应自动加速，直至着火，即链爆，在相对较低温度（与热爆着火，即链爆，在相对较低温度（与热爆比较）时也能实现。比较）时也能实现。整个反应过程分为：整个反应过程分为： 引导反应引导反应( (链的引发链的引发)反应链反应链( (链链的继续反应或链的传递的继续反应或链的传递)断链反应断链反应( (链的链的中断即活化中心的死亡中断即活化中心的死亡) )。第54页/共76页 只要以某种方式（如辐射、电离）激发出活性中只要以某种方式（如辐射、电离）激发出活性中心就能引起着火，反应物分子受激首先产生活性中心就能

25、引起着火，反应物分子受激首先产生活性中心，然后通过链式反应产生着火。心，然后通过链式反应产生着火。链式反应的分类：链式反应的分类：1 1、直链反应、直链反应 一个活性中心进行一次反应只产生一一个活性中心进行一次反应只产生一个新的活性中心，即整个反应以恒定速度进行。个新的活性中心，即整个反应以恒定速度进行。2 2、支链反应、支链反应 一个活性中心进行一次反应产生两个一个活性中心进行一次反应产生两个或两个以上的活性中心，这样链反应就发生了分支或两个以上的活性中心，这样链反应就发生了分支，即反应可加速进行。快速燃烧和爆炸可看作是支，即反应可加速进行。快速燃烧和爆炸可看作是支链反应的结果。链反应的结果

26、。3 3、退化支链反应、退化支链反应 一个活性中心先通过直链反应产一个活性中心先通过直链反应产生一个新的活性中心和过氧化物或醛，当过氧化物生一个新的活性中心和过氧化物或醛，当过氧化物或醛发生分解时，则引起新的支链反应。因此它的或醛发生分解时，则引起新的支链反应。因此它的总反应速度比支链反应慢。但仍有自动加速的特点总反应速度比支链反应慢。但仍有自动加速的特点。4 4、断链反应、断链反应 当活性中心与容器壁面或惰性气体分当活性中心与容器壁面或惰性气体分子碰撞时，其活性能被吸收，导致反应中断。子碰撞时，其活性能被吸收，导致反应中断。第55页/共76页第56页/共76页 在热爆和链爆之前，都需要一个反

27、应量在热爆和链爆之前，都需要一个反应量逐渐积累的过程，这个阶段称为诱导期或逐渐积累的过程，这个阶段称为诱导期或着火落后期（柴油机中称为滞燃期）。着火落后期（柴油机中称为滞燃期）。 实际燃烧过程中，不可能有纯粹的热爆实际燃烧过程中，不可能有纯粹的热爆自燃和链爆自燃，二者是同时存在并相互自燃和链爆自燃，二者是同时存在并相互促进，也即积累热量与积累活化中心互为促进，也即积累热量与积累活化中心互为支持。一般，高温时以热爆为主；低温时支持。一般，高温时以热爆为主；低温时以链爆为主（这就引出了另一种着火理论以链爆为主（这就引出了另一种着火理论链式热力着火链式热力着火开始是链反应，当热量开始是链反应，当热量

28、积累到一定程度后，按热力着火过程进行积累到一定程度后，按热力着火过程进行）。）。第57页/共76页汽油机汽油机柴油机柴油机 对于内燃机的具体着火现象而言，柴油对于内燃机的具体着火现象而言，柴油机的压缩着火和汽油机的爆燃具有低温机的压缩着火和汽油机的爆燃具有低温多阶段着火的特点；而汽油机的火花点多阶段着火的特点；而汽油机的火花点燃和柴油机着火后缸内燃料的着火具有燃和柴油机着火后缸内燃料的着火具有高温单阶段的着火特点。高温单阶段的着火特点。第58页/共76页1 1、 阶段混合阶段阶段混合阶段 在压缩过程终了时在压缩过程终了时（压缩空气），燃料喷（压缩空气），燃料喷入汽缸内形成可燃混合入汽缸内形成可

29、燃混合气。燃料遇到温度较高气。燃料遇到温度较高的空气，开始氧化，但的空气，开始氧化，但速度缓慢，示功图上的速度缓慢，示功图上的压缩线没有明显的变化压缩线没有明显的变化。混合阶段，为着火做。混合阶段，为着火做准备。准备。 t1第59页/共76页2 2 阶段一阶段反应阶段一阶段反应 燃烧的实质是燃料的氧化反应，当反应燃烧的实质是燃料的氧化反应，当反应速度很快时，火焰就会出现。经过一段时速度很快时，火焰就会出现。经过一段时间后，反应加剧，出现淡青色火焰，热量间后，反应加剧，出现淡青色火焰，热量不多，称为不多，称为冷焰冷焰，缸内压力超过压缩压力，缸内压力超过压缩压力。在这一阶段，反应生成醛类、过氧化物

30、。在这一阶段，反应生成醛类、过氧化物和一氧化碳等中间产物。要求混合气较浓和一氧化碳等中间产物。要求混合气较浓，a a = 0.4 = 0.40.50.5。3 3 阶段二阶段反应阶段二阶段反应 温度、压力升高较大，产生许多化学反温度、压力升高较大，产生许多化学反应的活性中心，出现应的活性中心，出现蓝火焰蓝火焰。混合气稀得。混合气稀得多，多，a a略小于略小于1 1。t2t3第60页/共76页4 4 时间后三阶段反应时间后三阶段反应 活性中心剧增，化学反应加速，热量积累活性中心剧增，化学反应加速，热量积累剧烈，发生热爆炸，出现橘黄色剧烈，发生热爆炸，出现橘黄色热火焰热火焰。混。混合气更稀，合气更稀

31、，a a 1 1。 着火延迟期着火延迟期ttt123ttt123第61页/共76页第62页/共76页烃类燃料在高温和低温条件下呈现出不同的着烃类燃料在高温和低温条件下呈现出不同的着火特性，可分为高温单阶段着火区和低温多阶火特性，可分为高温单阶段着火区和低温多阶段着火区（着火半岛）。在温度压力均较低时段着火区（着火半岛）。在温度压力均较低时，首先出现冷焰区，它有微弱的发光，形同火，首先出现冷焰区，它有微弱的发光，形同火舌，温度低不灼手，不能引燃混合气。当温度舌，温度低不灼手，不能引燃混合气。当温度和压力进一步提高时，烃的链式反应由冷焰区和压力进一步提高时，烃的链式反应由冷焰区进入低温多阶段着火区

32、。进入低温多阶段着火区。低温多阶段着火经历：低温多阶段着火经历：1 1、冷焰诱导阶段：低温条件下烃分子不能发、冷焰诱导阶段：低温条件下烃分子不能发生热裂解，只能产生直链反应，与氧分子接触生热裂解，只能产生直链反应，与氧分子接触发生不完全氧化，形成过氧化物和乙醛。该阶发生不完全氧化，形成过氧化物和乙醛。该阶段释放的化学能极少，混和气压力和温度都变段释放的化学能极少，混和气压力和温度都变化不大。化不大。2 2、冷焰阶段：当过氧化物积累到临界浓度时、冷焰阶段：当过氧化物积累到临界浓度时，便以爆炸形式分解出甲醛，大量甲醛的积累，便以爆炸形式分解出甲醛，大量甲醛的积累使混合气发出冷焰。此阶段大约释放化学

33、能总使混合气发出冷焰。此阶段大约释放化学能总量的量的5%5%10%10%，压力和温度有所提高。，压力和温度有所提高。第63页/共76页3 3、蓝焰阶段：由甲醛的支链反应产生、蓝焰阶段：由甲醛的支链反应产生COCO，并发，并发出蓝色的光，其辉度和温度均比冷焰高，所以称出蓝色的光，其辉度和温度均比冷焰高，所以称为蓝焰。此阶段烃分子的氧化程度已较深，压力为蓝焰。此阶段烃分子的氧化程度已较深，压力温度也进一步提高。此阶段时间很短。温度也进一步提高。此阶段时间很短。4 4、最后才是高温热焰即着火：蓝焰阶段末期，、最后才是高温热焰即着火：蓝焰阶段末期，当积累的活性中心和当积累的活性中心和COCO达到一定浓

34、度，以及温度达到一定浓度，以及温度达到一定程度后，反应开始明显加速，大量达到一定程度后，反应开始明显加速，大量COCO被被进一步氧化成进一步氧化成COCO2 2，释放出大量热量，形成高温热，释放出大量热量，形成高温热焰，即燃烧开始。焰，即燃烧开始。 如果在较高温度下，着火过程不经过冷焰直如果在较高温度下，着火过程不经过冷焰直接进入蓝焰接进入蓝焰- -热焰阶段，而且这两个阶段很短也热焰阶段，而且这两个阶段很短也很难区分，因此称为高温单阶段着火。很难区分，因此称为高温单阶段着火。 大致在大致在T600KT600K条件下，着火以低温多阶段方条件下，着火以低温多阶段方式进行；在式进行；在T=900T=

35、9001200K1200K时，着火以高温单阶段时，着火以高温单阶段方式进行。方式进行。第64页/共76页第65页/共76页 汽油机上汽油机上, , 由于火焰有传播速度（虽由于火焰有传播速度（虽然很快然很快, , 但相对同时爆炸燃烧却很小）但相对同时爆炸燃烧却很小）, , 传播逐次进行传播逐次进行, , 故显然不是同时爆炸燃烧故显然不是同时爆炸燃烧。但火花塞间隙处的少量混合气在电火花作但火花塞间隙处的少量混合气在电火花作用下用下, , 可实现可实现同时爆炸燃烧同时爆炸燃烧，从而形成，从而形成火火焰中心焰中心。第66页/共76页（二） 逐渐爆炸燃烧（预混合燃烧）逐渐爆炸燃烧（预混合燃烧）汽油机的燃

36、烧方式，汽油机的燃烧方式，两相系两相系混合气相混合气相 （未燃区），燃烧产物相（未燃区），燃烧产物相 （已燃区）。（已燃区）。第67页/共76页加热从火花塞开始，加热从火花塞开始， 紧靠火花塞的那一部紧靠火花塞的那一部分混合气首先被加热分混合气首先被加热, , 使氧化或活性中心使氧化或活性中心增多增多, , 发生燃烧。燃烧又加热下一层发生燃烧。燃烧又加热下一层, , 一层一层传播。燃烧主要在火焰前锋面内一层一层传播。燃烧主要在火焰前锋面内进行。火焰前锋面前方的未燃区中是混合进行。火焰前锋面前方的未燃区中是混合气，火焰前锋面后方的已燃区中为燃烧产气，火焰前锋面后方的已燃区中为燃烧产物和一小部分在火焰前锋面中没有燃烧掉物和一小部分在火焰前锋面中没有燃烧掉的燃料继续燃烧。的燃料继续燃烧。汽油机火焰传播：汽油机火焰传播：第68页/共76页（三）（三） 扩散燃烧扩散燃烧柴油机的扩散燃烧方式柴油机的扩散燃烧方式, , 三相系燃料相三相系燃料相, , 空气相空气相, , 燃烧产物相。燃烧产物相。 第69页/共76页 柴油燃点比汽油低柴油燃点比汽油低, , 但在日常生活中汽但在日常生活中汽油却比柴油易燃油却比柴油易燃, ,