MIT Libraries [email protected]

Złogi w komorze spalania występują praktycznie we wszystkich silnikach spalinowych po kilkuset godzinach pracy. Osady tworzą się na powierzchniach cylindrów, tłoków i głowic, które są w kontakcie z mieszanką paliwowo-powietrzną podczas cyklu pracy silnika. Skutki powstawania osadów obejmują zwiększoną emisję NOx po wyłączeniu silnika, wzrost wymagań oktanowych oraz zmiany w prędkości płomienia i sprawności cieplnej. Opracowano ramy dla badania procesów fizycznych i chemicznych, które przyczyniają się do powstawania osadów w komorze spalania. Po pierwsze, na podstawie przeglądu wcześniejszych prac dotyczących tego zagadnienia opracowano hipotezę dotyczącą ogólnego mechanizmu powstawania osadów. Kluczowymi cechami tego mechanizmu jest tworzenie się prekursorów osadów z paliwa i powietrza w miarę wygaszania płomienia na ściance silnika, dyfuzyjny i konwekcyjny transport tych gatunków do ścianki oraz kondensacja lub adsorpcja na powierzchni ścianki. System eksperymentalny i metodologia opracowana w tej pracy mają na celu zapewnienie wglądu w interakcje pomiędzy tymi procesami, a w szczególności zbadanie mechanizmów chemicznych, które przyczyniają się do powstawania prekursorów osadów. Chłodzony niskociśnieniowy palnik płaskopłomienny jest używany do wytwarzania płomieni propan-powietrze w stanie ustalonym z domieszką toluenu, znanego gatunku tworzącego osady.

(c.d.) Profile stężeń i temperatury są mierzone przy użyciu technik spektroskopii w podczerwieni i chromatografii gazowej. W powiązaniu z eksperymentami opracowano jednowymiarowy model numeryczny umożliwiający symulację wygaszania płomienia z osadzaniem w zakresie warunków rozciągających się od niskociśnieniowych, ustalonych warunków pracy palnika do wysokociśnieniowych, szybkozmiennych warunków pracy silnika, z wykorzystaniem chemicznych mechanizmów powstawania prekursorów, które mogą być określone doświadczalnie. Modelowanie osadzania z zastosowaniem uproszczonych mechanizmów chemicznych wykazuje, że osadzanie przez kondensację może odtwarzać tendencje obserwowane w eksperymentach innych badaczy; jednakże czynnikiem sprzyjającym może być adsorpcja. Eksperymentalne obserwacje płomieni domieszkowanych toluenem wskazują na powstawanie związków tlenowych takich jak benzaldehyd i benzofuran, które są prawdopodobnymi kandydatami na prekursory depozytu. Metodologia opracowana w tej pracy jest obiecująca dla określenia tożsamości prekursorów osadów i mechanizmów ich powstawania dla ważnych składników paliwa oraz dla wyjaśnienia roli procesów zachodzących w fazie gazowej w powstawaniu osadów w komorze spalania.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.