《燃燒技術(shù)》第四章燃料與燃燒

第四章燃料與燃燒§4-1發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料§4-2燃料的使用性能§4-3燃燒熱化學(xué)§4-4燃燒的基本知識(shí)燃料是內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生動(dòng)力的來(lái)源，直接影響內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及對(duì)環(huán)境的污染?！?-1內(nèi)燃機(jī)燃料及其提煉一、石油中烴的分類及性質(zhì)傳統(tǒng)燃料：汽油、柴油石油中提煉；石油：碳?xì)浠衔镏饕煞郑篊，H；少量的S，O2，N2

分子式：CnHm——烴類代用燃料：CNG、LPG、DME、H2、醇類等由烴分子C原子數(shù)的不同，其分子量、沸點(diǎn)不同；構(gòu)成不同性質(zhì)的燃料。燃料根據(jù)不同沸點(diǎn)分餾依次得到：石油氣汽油煤油柴油渣油C1~C4：氣態(tài)——石油氣，相對(duì)分子質(zhì)量16~58；C5~C23：液態(tài)，其中：

C5~C11：50~200℃，汽油，分子質(zhì)量95~120；

C11~C19：180~300℃，煤油，100~180；

C16~C23:250~360，輕、重柴油，180~200C23以上：360℃以上，渣油，220~2801.碳原子數(shù)的影響表4-1烴分子中碳原子數(shù)對(duì)烴性質(zhì)的影響輕質(zhì)易揮發(fā)粘度增大化學(xué)穩(wěn)定性變好易自燃易點(diǎn)燃碳，氫原子數(shù)和排列位置對(duì)燃料性質(zhì)影很大：1）烷烴：分子式：CnH2n+2；化學(xué)結(jié)構(gòu)：直鏈特點(diǎn)：飽和開鏈?zhǔn)?，含C越高結(jié)構(gòu)越不緊湊，常溫下化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但熱穩(wěn)定性差，高溫易分解，自然性好—柴油的好成分；2）烯烴：分子式：CnH2n

；

化學(xué)結(jié)構(gòu)：-C=C-;-C=C-C-C--C-C-C-C-；-C-C-C-C-CC支鏈(熱穩(wěn)定)直鏈2.分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響特點(diǎn)：非飽和開鏈?zhǔn)剑园l(fā)火性差，汽油的成分；常溫下化學(xué)穩(wěn)定性差，易氧化膠質(zhì)；不易儲(chǔ)存3）炔烴：分子式：CnH2n-2

；化學(xué)結(jié)構(gòu)：—CC—特點(diǎn)：非飽和開鏈，熱裂化產(chǎn)物，不存在原油中；很不穩(wěn)定，常溫下易分解；不易作燃料。4）環(huán)烷烴：分子式：CnH2n;

化學(xué)結(jié)構(gòu)：特點(diǎn)：飽和環(huán)狀，不易分裂，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，汽油機(jī)的燃料，石油的重要組成部分。-C—C--C—C-環(huán)丁環(huán)5）芳香烴：CnH2n-6；基本化合物是苯：C6H6;

石油中含量少，分子結(jié)構(gòu)堅(jiān)固；熱穩(wěn)定性高，高溫下不易破裂；汽油的良好的抗爆劑；石油煉制中產(chǎn)生。其中，-甲基萘：C11H10，其抗爆性認(rèn)為100%二、燃料的提煉方法及對(duì)燃料性能的影響從石油原油中煉制燃料的典型工藝流程：直餾法：將原油在煉油塔中進(jìn)行加熱蒸餾；不同分餾溫度得到不同成分的燃油這一部分燃料油約占原油的25%~40%裂解法：通過(guò)加溫加壓方法進(jìn)行裂解；催化重整：使用催化劑進(jìn)行裂解；加氫精制：將蒸餾后的重油等一些高分子成分用不同手段裂解為分子量較輕的成分。

熱裂解：工藝簡(jiǎn)單；但燃油的穩(wěn)定性差，辛烷值低。催化重整：使正構(gòu)烷烴或環(huán)烷烴異構(gòu)物烴和芳香烴；副產(chǎn)品氫氣可作為加氫工藝的氫氣來(lái)源。加氫精制：可使烯烴變成飽和烴，還可以脫碳，脫氮，脫氧以及脫金屬等作用，滿足油品的更高要求。為獲得高品質(zhì)燃料，常采用加氫精制或催化重整工藝。三、代用燃料及其特性1、氣體燃料NG：自由態(tài)或與石油共存的天然氣，主要成分是甲烷,CH4;成為第三大支柱能源。汽車上的應(yīng)用：壓縮天然氣(CNG)，20MPa存于高壓氣瓶中；液化天然氣(LNG)，-162℃低溫液化儲(chǔ)存；其密度為常態(tài)下氣體密度的600倍；行駛距離長(zhǎng)；但成本高。LPG:天然石油氣或石油煉制中產(chǎn)生的液化石油氣主要成分：丙烷/丙烯/丁烷/丁烯及其異構(gòu)物。天然氣燃料的優(yōu)點(diǎn)：主要成分是甲烷，CO、HC排放少，燃料中不含硫的成分，SO2排放量低于電動(dòng)汽車。辛烷值高達(dá)130，可提高壓縮比熱效率。燃燒下限寬，稀燃優(yōu)越，運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)可降低NOx。氣體燃料，低溫起動(dòng)及低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能良好。天然氣燃料的缺點(diǎn)：氣體燃料，常溫常壓下儲(chǔ)運(yùn)性能差，能流密度低，一次充氣可行駛距離短。儲(chǔ)氣壓達(dá)20MP，燃料容器加重。因氣態(tài)吸入氣缸，充氣效率降低；單位體積的混合氣熱值低，功率降低近10%用于汽車的三種形式：

CNG—以20MPa壓縮儲(chǔ)存；液化天然氣LNG—-162℃以下儲(chǔ)存；

吸附天然氣ANG—吸附材料2.醇類燃料：主要指甲醇和乙醇甲醇：從天然氣、煤、生物質(zhì)等原料中提取。乙醇：從含淀粉和糖的農(nóng)作物中制取。特點(diǎn)：相對(duì)汽油熱值低，但醇中含氧量大，所需理論空氣量比汽油少，所以兩者混合氣熱值相近，保證發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能不降低醇的汽化潛熱為汽油的三倍；燃料蒸發(fā)汽化可促使進(jìn)氣溫度降低，增加充氣量，但冷起動(dòng)困難需要預(yù)熱。辛烷值高，抗爆性能好，可提高壓縮比。沸點(diǎn)低，產(chǎn)生氣阻的傾向大。甲醇對(duì)視神經(jīng)有損傷作用，有毒性，儲(chǔ)運(yùn)及使用中注意安全；甲醇對(duì)金屬有一定腐蝕作用，需防腐蝕措施。原料來(lái)源廣泛，可再生，有較好的燃料特性3.生物柴油由動(dòng)物脂肪或植物油通過(guò)酯化反應(yīng)得到的長(zhǎng)鏈脂肪酸甲(乙)酯組成的新型燃料。具有與柴油相近的性能。特點(diǎn)：環(huán)保性優(yōu)良。含S低，不含芳香烴，保持CO2平衡。十六烷值高，燃燒性能好，潤(rùn)滑性能好。閃點(diǎn)高，可溶解，對(duì)土地和水的污染小，可大大減輕意外泄漏時(shí)對(duì)環(huán)境的污染安全性好?？稍偕ＹY源不會(huì)枯竭。能與石油柴油以任何比例相溶，與柴油混燒或純燒生物柴油，可直接應(yīng)用現(xiàn)有的柴油機(jī)及供油系統(tǒng)和加油站系統(tǒng)。光合作用自然循環(huán)一、柴油高速柴油機(jī)：輕柴油；中低速柴油機(jī)：重柴油1.柴油性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：1）十六烷值：評(píng)價(jià)柴油的自燃性。與發(fā)動(dòng)機(jī)的粗暴性、起動(dòng)性密切相關(guān)十六烷值高：著火延遲期短，工作柔和，起動(dòng)性好測(cè)定方法：?jiǎn)胃自囼?yàn)機(jī)，壓縮比可調(diào)；

標(biāo)準(zhǔn)燃料：十六烷與-甲基萘不同比例制成的混合液；規(guī)定自燃性：十六烷：100%；-甲基萘：0%§4-2傳統(tǒng)燃料的使用特性定義：被測(cè)柴油的自燃性與標(biāo)準(zhǔn)燃料相同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)燃料中十六烷的體積百分?jǐn)?shù)為該柴油的十六烷值。

十六烷值：與燃料的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)；可通過(guò)原油種類、煉制方法、添加劑來(lái)控制;

直鏈烷烴類、分子量、C數(shù)增加時(shí)十六烷值增加;

所以，十六烷值高，便于起動(dòng)，著火落后期縮短;

但，分子量增加，蒸發(fā)性變差，粘度增加，冒黑煙，經(jīng)濟(jì)性惡化。一般，十六烷值：45~65，不要過(guò)大過(guò)大：冒煙過(guò)?。翰灰字鹑剂现胁煌煞謱?duì)化學(xué)安全性的影響

2）餾程：評(píng)價(jià)柴油的蒸發(fā)性。用餾出某一百分比的溫度范圍表示。如：餾出50%的溫度T50：表示平均蒸發(fā)性；

T50低，輕餾分多，蒸發(fā)快，有利于混合；主要影響暖機(jī)性能、加速性、工作穩(wěn)定性。餾出90%或95%溫度T90或T95：表明柴油中難以蒸發(fā)的重質(zhì)成分含量；主要影響燃燒完全經(jīng)濟(jì)性。3）粘度：表示燃料分子間的內(nèi)聚力抵抗分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的能力；評(píng)定柴油的稀稠度，影響燃料的流動(dòng)性和噴霧質(zhì)量;

溫度高，粘度小，流動(dòng)性強(qiáng)；反之相反。4）熱值：1kg燃料完全燃燒所釋放的熱量。柴油hu=42700kJ/kg5）凝點(diǎn)：表示柴油失去流動(dòng)性，開始凝固的溫度，評(píng)定柴油的低溫流動(dòng)性。柴油牌號(hào)用凝點(diǎn)表示。如：RC10，RC0，RC-10，RC-20，RC-30等。二、汽油1.汽油性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)：1）辛烷值：評(píng)價(jià)汽油的抗爆性爆震現(xiàn)象：點(diǎn)火后，末端氣體的自燃現(xiàn)象。

測(cè)定方法：專用試驗(yàn)臺(tái)，壓縮比可變標(biāo)準(zhǔn)燃料：正庚烷—易爆震，辛烷值為0%；異辛烷—抗爆性好，辛烷值為100%

按不同比列混合而成。試驗(yàn)方法不同：研究法和馬達(dá)法——n和溫度Tb不同定義：被測(cè)汽油的抗爆程度與標(biāo)準(zhǔn)燃料相同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)燃料中異辛烷含量的體積百分?jǐn)?shù)為被測(cè)汽油的辛烷值。實(shí)驗(yàn)n及混合氣Tb馬達(dá)法>研究法汽油辛烷值：取決于汽油組成、煉制方法、添加劑；辛烷值的高低：烷烴<烯烴<環(huán)烷烴<芳烴2）餾程：指汽油餾出的溫度范圍，評(píng)價(jià)蒸發(fā)性。試驗(yàn)方法：加熱器，量筒，冷凝器，溫度計(jì)初餾點(diǎn)：第一滴凝結(jié)的燃料流入量筒時(shí)的溫度。航空汽油車用汽油煤油輕柴油燃料蒸餾曲線10%餾出溫度T10：評(píng)價(jià)低溫蒸發(fā)性，影響起動(dòng)性

T10低，低溫蒸發(fā)性好，易于起動(dòng)；過(guò)低，易產(chǎn)生“氣阻”現(xiàn)象50%餾出溫度T50：評(píng)價(jià)平均蒸發(fā)性，影響暖車、加速性，工作穩(wěn)定性。90%餾出溫度T90：評(píng)價(jià)難以揮發(fā)的重質(zhì)成分?jǐn)?shù)量影響燃燒完全程度、積碳等。汽油的牌號(hào)：表示其辛烷值大小。根據(jù)壓縮比選用牌號(hào)三、汽油、柴油性能差異對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響

1.混合氣形成和負(fù)荷調(diào)整上的差異汽油揮發(fā)性強(qiáng)：低溫度下，充分蒸發(fā)；在缸外形成混合氣，時(shí)間充足均勻混合氣；用混合氣充量，控制發(fā)動(dòng)機(jī)功率——量調(diào)。柴油蒸發(fā)性差：200℃開始餾出，350℃結(jié)束粘性大，不能低溫下形成混合氣；

故用噴嘴強(qiáng)制霧化，在缸內(nèi)形成混合氣；進(jìn)氣量不變，噴油量調(diào)節(jié)功率——質(zhì)調(diào)50℃餾出，200℃蒸發(fā)完純空氣2.著火和燃燒上的差異：自燃、點(diǎn)燃溫度不同汽油自燃點(diǎn)高，點(diǎn)燃溫度低：

采用外部能源點(diǎn)燃的方式——點(diǎn)火系；

點(diǎn)火后，混合氣均勻，火焰?zhèn)鞑シ绞饺紵?；為防自燃，壓縮比不宜高柴油自燃點(diǎn)低，點(diǎn)燃溫度高：采用壓縮自燃方式；

為促進(jìn)自燃，壓縮比不宜過(guò)低；

混合氣不均勻，預(yù)混合燃燒和擴(kuò)散燃燒。燃燒時(shí)間延長(zhǎng)§4-3燃燒熱化學(xué)了解燃燒過(guò)程，燃料、空氣及產(chǎn)物及其數(shù)量關(guān)系一、1kg燃料完全燃燒所需的理論空氣量

設(shè)燃料主要成分：C、H、O；各元素的質(zhì)量成分

空氣成份：O2（21%）、N2（79%）；則完全燃燒時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程方式：引入kmol：以kg為單位的某元素?cái)?shù)量等于其分子量1kg燃料（gc+gH+gO）完全燃燒時(shí)所需氧的kmol數(shù)：所需要的理論空氣量：二、過(guò)量空氣系數(shù)：評(píng)價(jià)混合氣的性質(zhì)

定義：另：空然比=A/F；當(dāng)量比=(A/F)0/(A/F)=1/a

a=1或A/F=14.9——理論混合氣

a<1或A/F<14.9——濃混合氣

a>1或A/F>14.9——稀混合氣a與發(fā)動(dòng)機(jī)類型、混合氣形成方法、工況及功率調(diào)節(jié)方法等有關(guān)。汽油機(jī)：a=0.8~1.2

電控+三效催化裝置后：

控制在a=1附近柴油機(jī)：am=1.2~1.6

增壓柴油機(jī)：

am=1.8~2.2柴油汽油電控+三效三、a>1時(shí)完全燃燒的產(chǎn)物

1）燃燒前混合氣量汽油機(jī)：柴油機(jī)：

2）燃燒后的產(chǎn)物:因a>1;

產(chǎn)物為CO2和H2O，以及未燃的N2、剩余O2

所以，噴入缸內(nèi)的燃料體積<空氣的1/10000

3）燃燒后工質(zhì)摩爾數(shù)的增量：由燃燒前后產(chǎn)物4）理論分子變更系數(shù)0：C/H化合物構(gòu)成的液體燃料燃燒后0>1四、燃料的熱值、混合氣熱值1）燃料的熱值：定義：1kg燃料完全燃燒所放出的熱量。

低熱值：產(chǎn)物中H2O以水蒸氣狀態(tài)存在；高熱值：產(chǎn)物中H2O以液體狀態(tài)存在。2）混合氣熱值：?jiǎn)挝换旌蠚馔耆紵懦龅臒崃吭O(shè)1kg燃料形成的混合氣量為M1，燃料低熱值h;則，氣化潛熱§4-4燃燒的基本知識(shí)燃燒過(guò)程：著火階段燃燒準(zhǔn)備過(guò)程

燃燒階段放熱過(guò)程

一、著火理論著火過(guò)程：指混合氣自動(dòng)加速反應(yīng)，產(chǎn)生升溫，最終某一時(shí)刻某一位置出現(xiàn)火焰的過(guò)程。特點(diǎn)：有明顯的光和火焰效應(yīng)著火理論(方式)：著火熱理論

鏈鎖反應(yīng)理論

點(diǎn)燃自燃理論1、著火的熱理論加熱一充滿空氣和燃料混合氣的容器受熱燃料分子和氧分子動(dòng)能而相撞活化分子相撞能量>反應(yīng)活化能E時(shí)，打破化學(xué)鍵而引起化學(xué)反應(yīng)設(shè)：容器中總分子數(shù)n；超過(guò)活化能E的活化分子數(shù)n*；則按照能量分配定律：R：氣體常數(shù)；E：活化能；T：絕對(duì)溫度可見，T時(shí)，活化分子所占比例，化學(xué)反應(yīng)加速反應(yīng)速度v：?jiǎn)挝粫r(shí)間單位體積中出現(xiàn)的氧化產(chǎn)物的分子數(shù)，與n*/n成比例，即又燃料氧化反應(yīng)放熱速率與氧化反應(yīng)速度成比例：C2：與分子的反應(yīng)熱及氣體的壓力有關(guān)的系數(shù)反應(yīng)時(shí)單位時(shí)間內(nèi)向容器壁的傳熱量為：A:與容器材料、形狀及氣體導(dǎo)熱率有關(guān)的系數(shù)放熱率=傳熱率

放熱率<傳熱率熱不能積累

dq1/dt>dq2/dt，反應(yīng)可繼續(xù)，但v

Tc著火溫度Tc=臨界溫度反應(yīng)壓力的影響：容器不變，壓力，混合氣密度，雖n*/n不變，但混合氣中n*的絕對(duì)數(shù)；反應(yīng)速度；氧化反應(yīng)放熱量；

dq1/dt>dq2/dt；熱量積累著火。結(jié)論：TC與混合氣的物理化學(xué)性質(zhì)、環(huán)境溫度、壓力、容器形狀及散熱情況有關(guān)；同一種燃料，因條件不同，著火溫度不同。臨界Tc與壓力pc明顯影響著火域；pc低時(shí)需要Tc。存在混合氣濃度的著火界限；隨溫度和壓力，著火界限加寬，但有限。當(dāng)溫度和壓力低于臨界值時(shí)，無(wú)論在什么濃度下，均不能著火。上限下限在低溫、低壓區(qū)著火規(guī)律與高溫區(qū)完全不同存在著火半島。藍(lán)焰期：甲醛的支鏈反應(yīng)而產(chǎn)生CO；輝光較強(qiáng)，p、T；持續(xù)期短熱焰期:CO+氧生成CO2爆炸性熱火焰，釋放大量熱冷焰:過(guò)氧化物分解成甲醛,并積累低溫多階段著火冷焰誘導(dǎo)期1:T低反應(yīng)緩慢，形成過(guò)氧化物烴燃料低溫下著火過(guò)程(光譜分析)：冷焰2－藍(lán)焰3－熱焰4三個(gè)階段。烴燃料低溫低壓時(shí)的著火規(guī)律：退化支鏈反應(yīng)的結(jié)果低溫多階段著火。烴燃料高溫時(shí)：甲醛退化支鏈反應(yīng)不經(jīng)過(guò)冷焰期，而直接進(jìn)入藍(lán)焰-熱焰期，因藍(lán)焰-熱焰期很難區(qū)分高溫單階段著火。高溫單階段著火高溫時(shí)：甲醛退化支鏈反應(yīng)不經(jīng)冷焰，直接進(jìn)入藍(lán)焰-熱焰期。2、

鏈鎖反應(yīng)自燃著火理論烴的氧化反應(yīng)：始末最終燃燒產(chǎn)物，經(jīng)一些列中間產(chǎn)物反應(yīng)的結(jié)果；中間產(chǎn)物形成過(guò)程活性中心、反應(yīng)物再生鏈鎖反應(yīng)自由原子或自由基H、O、OH等鏈鎖反應(yīng)機(jī)理：鏈引發(fā)：反應(yīng)物受某種因素的激發(fā)，而產(chǎn)生的自由原子或自由基——具有很強(qiáng)的反應(yīng)能力；鏈傳播：自由原子與反應(yīng)物作用，推進(jìn)反應(yīng)，產(chǎn)生新的自由原子的過(guò)程；

直鏈反應(yīng)：一個(gè)自由原子生成新的一個(gè)自由原子，反應(yīng)恒速;

支鏈反應(yīng)：一個(gè)活性中心同時(shí)生成兩個(gè)以上的活性中心，反應(yīng)加速引爆鏈中斷：活性中心與缸壁、惰性氣體相碰撞—無(wú)效碰撞，不再引致反應(yīng)。鏈鎖反應(yīng)特點(diǎn)：1）誘導(dǎo)期i：積累活性中心過(guò)程，量變；2）鏈爆炸的原因，是能激發(fā)活性中心，不一定高溫;3）反應(yīng)自動(dòng)加速；隨溫度急劇增高（A~B）;隨反應(yīng)度濃度的減少而降低（B~C）4）加入惰性氣體時(shí)，反應(yīng)速度迅速下降；而加入添加劑時(shí)：使反應(yīng)速度加速。與反應(yīng)物物性參數(shù)、濃度、溫度、容器形狀有關(guān)

3、點(diǎn)燃：指用電火花產(chǎn)生火焰核心并引起火焰?zhèn)鞑サ倪^(guò)程點(diǎn)火過(guò)程：靠火花能量局部混合氣升溫引起電離形成活性中心加速化學(xué)反應(yīng)形成火焰核?；鹧娉砷L(zhǎng)、傳播的必要條件：給靠近火焰核的未燃?xì)夤┙o足夠的能量。這種能量的來(lái)源：點(diǎn)火能量、反應(yīng)后釋放的熱量最小點(diǎn)火能量：受燃料種類、濃度，氧的濃度，

p,T；點(diǎn)火處氣流狀態(tài)；火花性質(zhì)；電極形狀，距離等的影響。電極間隙與點(diǎn)火能量關(guān)系：電極間隙過(guò)大需點(diǎn)火能量越大；間隙過(guò)小能量在大也不能著火。熄火距離：指不能著火的最小電極間隙?；旌蠚鉂舛认拗疲撼鲋鸾缦?，不能著火。汽油機(jī)循環(huán)變動(dòng)：火焰核形成過(guò)程中條件的隨機(jī)性造成?；鹧媲颁h燃燒區(qū)二、內(nèi)燃機(jī)的燃燒方式1、預(yù)混合燃燒特點(diǎn)：著火前預(yù)先混合而形成可燃混合氣體；在燃燒室空間壓力和溫度不均勻。局部點(diǎn)燃后形成火焰核，在預(yù)混合氣中以火焰?zhèn)鞑バ问酵瓿扇紵^(guò)程。任一時(shí)刻溫度大小分布:已燃區(qū)>燃燒區(qū)>未燃區(qū)根據(jù)混合氣的氣流特性將預(yù)混合氣的火焰?zhèn)鞑ミ^(guò)程分為層流火焰?zhèn)鞑ズ屯牧骰鹧鎮(zhèn)鞑ミ^(guò)程。1）層流火焰?zhèn)鞑?特點(diǎn)：火焰前鋒為球面，且很薄=1/10mm~1/100mm

層流火焰將燃燒室分為已燃和未燃區(qū)傳播原理：層流火焰面內(nèi)溫度梯度和濃度梯度很大;引起強(qiáng)烈的傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象；

促使鄰近混合氣快速化學(xué)反應(yīng)；

造成火焰空間移動(dòng)現(xiàn)象火焰?zhèn)鞑ビ绊憣恿骰鹧鎮(zhèn)鞑サ囊蛩兀荷蒆C的主要原因混合氣性質(zhì)：

當(dāng)a=0.8~0.9時(shí)，反應(yīng)溫度高，傳播速度最快；

當(dāng)a==1~1.15時(shí)，傳播速度約降低10%~15%；

過(guò)濃或過(guò)稀：反應(yīng)溫度過(guò)低不能維持火焰?zhèn)鞑タp隙：火焰不能傳播的最小縫隙稱為淬熄距離；如氣缸間隙、火花塞縫隙等火焰不能傳播；溫度：火焰?zhèn)鞑サ奖诿鏁r(shí)，T過(guò)低不能傳播。汽油機(jī)一般：2）湍流火焰?zhèn)鞑?/p>

湍流：氣流中不同尺寸渦旋不斷形成、發(fā)展、分解與消失的不穩(wěn)定過(guò)程。產(chǎn)生原因：粘性氣流速度增加到一定值后，由于邊界阻礙、外部干擾等，氣流內(nèi)部形成許多渦旋而造成。特點(diǎn)：渦旋套渦旋，各種不同尺寸的渦旋組成連續(xù)的渦旋譜?？臻g時(shí)間上紊亂無(wú)序變化，但有隨機(jī)性質(zhì)；評(píng)價(jià)方法：湍流尺度和湍流強(qiáng)度湍流尺度：指渦旋翻滾一個(gè)周期所作用的范圍宏觀湍流：決定其力學(xué)性質(zhì)；微觀湍流：在流體的粘性作用下將湍流能轉(zhuǎn)化為熱能而消失。宏觀微觀分子運(yùn)動(dòng)熱能湍流強(qiáng)度：用脈動(dòng)速度的均方根來(lái)表示湍流的能量，主要影響湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。湍流?duì)火焰?zhèn)鞑サ淖饔茫汉暧^湍流：使火焰前鋒皺折，增大反應(yīng)面積，但層流火焰前鋒結(jié)構(gòu)不變；微觀湍流：加強(qiáng)傳質(zhì)傳熱（擴(kuò)散）—相對(duì)層流導(dǎo)熱系數(shù)增大100倍，由此提高紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣?。提高湍流?qiáng)度：火焰前鋒結(jié)構(gòu)破裂，促進(jìn)已燃?xì)怏w與未燃?xì)怏w迅速混合，縮短反應(yīng)時(shí)間，提高放熱速率。湍流火焰?zhèn)鞑ニ俣龋?、擴(kuò)散燃燒：壓縮終了向缸內(nèi)高溫高壓空氣直噴燃料；燃料噴射需時(shí)間，燃料蒸發(fā)溫度低于著火溫度，故，后續(xù)噴入的燃料邊混合邊燃燒。擴(kuò)散燃燒時(shí)缸內(nèi)溫度很高，只要燃料與空氣混合，其化學(xué)反應(yīng)就很快進(jìn)行。擴(kuò)散燃燒過(guò)程完全取決于燃料和空氣的混合過(guò)程及速度。擴(kuò)散燃燒期，燃燒室內(nèi)同時(shí)存在三個(gè)相：可燃混合氣、空氣和燃燒產(chǎn)物。1）單滴油滴的擴(kuò)散燃燒模型：

擴(kuò)散燃燒過(guò)程是氣液兩相的混合燃燒過(guò)程，不是液體燃料的直接燃燒，故首先液體燃料充分氣化油滴蒸發(fā)：表面形成濃度梯度著火條件：濃度，溫度適當(dāng)；著火后的燃燒過(guò)程：取決于燃料與空氣的擴(kuò)散速度；當(dāng)火焰包圍燃料時(shí)：造成高溫缺氧，形成碳煙。擴(kuò)散燃燒特點(diǎn)：燃燒過(guò)程受擴(kuò)散、流動(dòng)、混合與熱交換的制約，反應(yīng)速度要比流動(dòng)、擴(kuò)散、混合的速度快得多；濃度梯度的擴(kuò)散：受流動(dòng)、混合、熱交換的影響氣液兩相的擴(kuò)散燃燒先液體蒸發(fā)，在油滴表面形成可燃混合氣（擴(kuò)散與混合過(guò)程），適當(dāng)溫度條件即燃油蒸汽和空氣的燃燒。所以，燃料的霧化、蒸發(fā)及氣流特性起決定性作用。

2）噴霧燃燒：無(wú)數(shù)個(gè)油滴相互干涉，汽化混合等，不同于單油滴蒸發(fā)燃燒。實(shí)際噴霧過(guò)程，由大大小小油滴組成預(yù)混合燃燒與擴(kuò)散燃燒同時(shí)存在。高壓噴射化：噴霧質(zhì)量得到改善噴入后缸內(nèi)直接霧化，混合氣形成速率。所以擴(kuò)散燃燒控制：溫度及空氣流的控制；溫度受控于噴射規(guī)律3．稀薄混合氣的均質(zhì)低溫壓燃C/H燃料燃燒結(jié)果：高溫高壓對(duì)外做功

產(chǎn)物：CO、HC、NOx、PM污染環(huán)境對(duì)車用內(nèi)燃機(jī)燃燒過(guò)程的要求：高效率、超低排放高效率：經(jīng)濟(jì)性，節(jié)能；CO2超低排放：NOx

、CO、HC、PM措施：高效率化燃燒完全、及時(shí)低排放化稀薄、低溫燃燒高效率超低排放的