การใช้เชื้อเพลิงแบบลีนจะเพิ่มอุณหภูมิของการจุดระเบิดได้อย่างไร?


16

ฉันได้เรียนรู้ในคำถามนี้ว่าการใช้น้ำมันเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์จะเพิ่มอุณหภูมิของการจุดระเบิดรวมถึงสิ่งอื่น ๆ เช่นทำให้เกิดปัญหากับเครื่องฟอกไอเสีย ฉันไม่รู้ว่าอย่างไรหรือเพราะอะไร

อย่างไรและทำไมน้ำมันเชื้อเพลิงแบบลีน (หรือออกซิเจนที่อุดมไปด้วย) จะเพิ่มอุณหภูมิของการจุดระเบิดได้อย่างไร?

คำตอบ:


10

คุณมีคำอธิบายเชิงคุณภาพเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้น แต่ลองแบ่งมันให้เล็กลง เมื่อเราพูดถึง "อุณหภูมิ" ของบางสิ่งเรากำลังพูดถึงความเร็วของโมเลกุลที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ และกระดอนซึ่งกันและกัน "อุณหภูมิ" เป็น "พลังงานจลน์" จริงๆ และปรากฎว่ามีพลังงานประเภทอื่นนอกเหนือจากการเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ ในอวกาศ - โมเลกุลสามารถหมุนได้พวกเขาสามารถสั่นสะเทือนและอิเล็กตรอนของพวกเขาจะตื่นเต้นและเคลื่อนไหวไปรอบ ๆ เมื่อเทียบกับนิวเคลียส พลังงานแต่ละอย่างเหล่านี้อาจเป็น "อุณหภูมิ" ดังนั้นคุณสามารถมีอุณหภูมิแปล (ปกติเราคิด) แต่คุณสามารถมีอุณหภูมิการหมุนอุณหภูมิการสั่นสะเทือนและอุณหภูมิอิเล็กทรอนิกส์

โมเลกุลแลกเปลี่ยนพลังงานกับกันและกันโดยการชนกัน เมื่อพวกเขาทำเช่นนี้พวกเขายังกระจายพลังงานระหว่างพวกเขา ความถี่ที่พวกเขาชนกันจะเป็นตัวกำหนดว่าพลังงานสม่ำเสมอหรือไม่และนี่เป็นตัวกำหนดว่าพวกเขาไปถึงสิ่งที่เรียกว่าสมดุล เมื่ออุณหภูมิที่แตกต่างกันทั้งหมดเท่ากันสถานะจะอยู่ในสภาวะสมดุลและเราไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับการติดตามอุณหภูมิทุกประเภทที่แตกต่างกัน สำหรับกระบวนการส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์มีเวลามากพอที่จะไปถึงจุดสมดุลดังนั้นเราไม่จำเป็นต้องกังวลมากเกินไปเกี่ยวกับผลกระทบที่ไม่สมดุล

ตอนนี้ในปฏิกิริยาทางเคมีโมเลกุลแตกตัวและก่อตัวใหม่ หากพลังงานใหม่มีพลังงานน้อยลงความแตกต่างของพลังงานจะถูกปล่อยออกมาเป็นความร้อน หากพลังงานใหม่มีปฏิกิริยามากขึ้นปฏิกิริยาจะต้องเพิ่มพลังงานเพื่อให้เกิดขึ้น เห็นได้ชัดว่าเครื่องยนต์ร้อนจัดดังนั้นปฏิกิริยาในพวกมันจะปลดปล่อยพลังงานและเราควบคุมพลังงานนั้นเพื่อขับเคลื่อนยานพาหนะ

ดังนั้นโมเลกุลจะแตกสลาย และพวกเขาก็แตกสลายเมื่อพวกเขาเริ่มสั่นสะเทือนอย่างแรงจนพันธะระหว่างอะตอมไม่สามารถจับพวกมันไว้ด้วยกันได้ วิธีเดียวที่จะทำให้โมเลกุลสั่นสะเทือนคือต้องมีโมเลกุลอื่นชนกับมันด้วยพลังงานที่เพียงพอและการถ่ายโอนพลังงานที่มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะเริ่มการสั่นสะเทือน และพลังงานจะต้องสูงพอที่การสั่นสะเทือนทำให้โมเลกุลแตกสลาย

ด้วยการเปลี่ยนปริมาณเชื้อเพลิงในส่วนผสมคุณกำลังเปลี่ยนประเภทการชนที่อาจเกิดขึ้นได้ และมันก็ไม่ได้อยู่ตรงหน้า แต่โมเลกุลบางอย่างดีกว่าในการแลกเปลี่ยนพลังงานกับผู้อื่น เพื่อให้โมเลกุลเชื้อเพลิงแตกสลายพวกเขาจำเป็นต้องชนกับโมเลกุลเชื้อเพลิงอื่น ๆ ด้วยพลังงานบางส่วนกับโมเลกุลออกซิเจนอื่น ๆ ที่มีพลังงานมากขึ้น หากคุณเพิ่มออกซิเจนเกินจำนวนปกติ (วิ่งน้อยลง) คุณต้องทำให้ออกซิเจนร้อนขึ้นเพื่อให้โมเลกุลมีพลังงานมากขึ้นเมื่อชนกันและสามารถทำให้เชื้อเพลิงสั่นสะเทือนได้ยากพอที่จะแตกสลาย ในทางกลับกันถ้าคุณใช้น้ำมันเชื้อเพลิงมากคุณจะมีโมเลกุลของเชื้อเพลิงมากขึ้นซึ่งสามารถชนกันและแตกสลายได้ แต่โมเลกุลออกซิเจนน้อยลงเพื่อให้พวกมันรวมกับและให้ความร้อนออกมา (และเอฟเฟกต์อื่น ๆ ) ทำให้อุณหภูมิเปลวไฟสุดท้ายลดลง


จากการสนทนาที่ยืดยาวเกี่ยวกับคำถามเราจะนำสิ่งนี้กลับเข้ามาในบริบทของเอ็นจิ้น สำหรับเครื่องยนต์แก๊สแบบฉีดตรงอากาศจะถูกดูดเข้าไปในกระบอกสูบลูกสูบบีบอัดแล้วฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในกระบอกสูบ หัวเทียนจะทำให้เกิดประกายไฟในห้อง การสะสมอิเลคตรอนนี้ทำให้โมเลกุลของอากาศและเชื้อเพลิงผสมอยู่ด้วยความตื่นเต้น - มันทำให้เกิดไอออนในอากาศ (ตัดอิเล็กตรอนออกจากโมเลกุล) และสิ่งนี้จะเพิ่มพลังงานให้กับโมเลกุล พลังงานนี้เป็นพลังงานเริ่มต้นที่จำเป็นในการเริ่มการเผาไหม้

สำหรับเงื่อนไขที่ไม่ติดมันฉันบอกว่าต้องใช้พลังงานมากขึ้นในการเริ่มต้นปฏิกิริยาและฉันใช้ถ้อยคำในแง่ของอุณหภูมิจุดติดไฟที่สูงขึ้น อุณหภูมิจุดติดไฟมาจากหัวเทียนนั้น (สำหรับเครื่องยนต์เย็น - เครื่องยนต์ร้อนจะช่วยระบายความร้อนจากกระบอกสูบด้วยตนเอง) สำหรับสภาพการใช้งานปกติหัวเทียนให้พลังงานมากกว่าการจุดระเบิด ในขณะที่สภาพการทำงานผอมลงหัวเทียนจะให้พลังงานในปริมาณเท่าเดิม แต่ก็ยังมีพลังงานเพียงพอที่จะจุดไฟ ในที่สุดสำหรับสภาพที่ไม่เพียงพอก็จะไม่ใช้พลังงานเพียงพอ นี่คือความเข้าใจผิดที่ไม่ติดมัน

เครื่องยนต์ดีเซลทำงานต่างกัน เพื่อเหตุผลของการโต้เถียงลองติดด้วยการฉีดโดยตรงอีกครั้ง กระบอกสูบจะเติมอากาศลูกสูบจะอัดและเชื้อเพลิงจะถูกฉีด ไม่มีประกายไฟที่จะเริ่มต้นปฏิกิริยาแม้ว่า เครื่องยนต์ดีเซลพึ่งพาการสร้างแรงกดดันสูงพอที่จะจุดชนวนส่วนผสม แรงดันสูงหมายถึงความหนาแน่นสูงและนั่นหมายถึงการชนกันมากขึ้นในการกระจายพลังงานรอบ ๆ (โมเลกุลไม่จำเป็นต้องไปไกลเพื่อตีกัน) ไม่ว่าจะใช้ความคิดแบบใดก็ตาม ในสภาพที่ไม่ติดมันจะต้องใช้แรงดันสูงกว่าในการจุดติดไฟ ในสภาวะที่เหมาะสมเครื่องยนต์จะอัดเกินความต้องการอย่างแท้จริงดังนั้นเมื่อมันวิ่งตามเชื้อเพลิงมันก็ยังมีแรงอัดเพียงพอที่จะจุดไฟ ถ้าคุณไปเพื่อยันว่าการบีบอัดที่ไม่สูงพออีกต่อไปคุณอีกครั้งจะได้รับการติดยัน. หัวเผาของโกลว์สามารถช่วยทั้งหมดนี้ได้โดยการทำให้กระบอกสูบร้อนและช่วยเพิ่มความร้อนให้กับส่วนผสมและทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อไป

ในเครื่องยนต์ทั้งสองเมื่อทำงานมานานสักครู่กำแพงทรงกระบอกจะร้อนและต้องใช้อินพุตน้อยลง (จากประกายไฟหรือแรงอัด) เพื่อให้เกิดปฏิกิริยา แต่สำหรับเครื่องยนต์เย็นมันต้องการการสะสมพลังงานเริ่มต้นเพื่อให้ปฏิกิริยาเคลื่อนที่ไปตามนั้น ECU จำนวนมากถูกตั้งค่าให้เผาผลาญเชื้อเพลิงเมื่อเครื่องยนต์เพิ่งเริ่มต้นเนื่องจากง่ายต่อการจุดชนวน ในขณะที่มันร้อนขึ้นส่วนผสมจะมีน้ำหนักน้อยลงและลดการปล่อยมลพิษและการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง คุณอาจคุ้นเคยกับโช้คแบบแมนนวลในสิ่งต่าง ๆ เช่นเครื่องตัดหญ้า - โช้กเป็นสิ่งที่เปลี่ยนส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศเพื่อให้มอเตอร์สตาร์ทคุณต้องตั้งโช้กให้เป็นเชื้อเพลิง


สำหรับผู้ที่สนใจตามการอภิปรายที่เรามีในหัวข้อความคิดเห็นต่าง ๆ ฉันไปข้างหน้าและยกตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมว่าอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นได้อย่างไรเมื่อเปลวไฟเป็นเชื้อเพลิง การสนทนาในแชทบุ๊คมาร์คที่นี่


2
รักมุมมองของคุณในเรื่องนี้ +1 เพื่อความคิดที่ไม่เหมือนใคร TY!
DucatiKiller

3
มันเป็นมุมมองที่น่าสนใจ แต่ฉันไม่แน่ใจว่ามันจะตอบคำถามได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นคุณต้องสร้างออกซิเจนร้อนขึ้นมาความร้อนที่เพิ่มขึ้นมาจากไหน?
ฉันไม่รู้ว่าฉันทำอะไร

4
ตามที่ฉันเข้าใจแล้วคำถามพื้นฐานก็คือ "ทำไมเปลวไฟที่อุดมด้วยออกซิเจนจึงร้อนกว่า" คำตอบของคุณอธิบายว่าทำไมความร้อนเพิ่มขึ้นจึงเป็นสิ่งจำเป็นในการจุดส่วนผสมแบบลีน แต่ฉันก็ยังไม่แน่ใจว่าจะมีความร้อนมาจากไหน
ฉันไม่รู้ว่าฉันทำอะไร

2
@ Ihavenoideawhat ฉันกำลังทำ "อุณหภูมิจุดติดไฟ" คือความร้อนที่ต้องใช้ในการเริ่มเปลวไฟและนั่นคือสิ่งที่คำถามกำลังถามและแตกต่างจากเหตุใดเปลวไฟที่อุดมด้วยออกซิเจนจึงเผาไหม้ร้อนกว่า (เพราะไม่เสมอไป คุณเพิ่มออกซิเจน แต่ก็ไม่ร้อนถ้าคุณเติมมากเกินไป) นั่นเป็นคำถามที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง - อุณหภูมิจุดติดไฟ (คำถามของ OP) แตกต่างจากอุณหภูมิเปลวไฟ (คำถามของคุณ)
tpg2114

1
คุณอาจจะถูกต้อง ฉันคิดว่าบางคนรวมถึงตัวฉันเองตีความคำถามผิดไป อีกสองคำตอบที่อยู่อุณหภูมิของกระบอกสูบที่เพิ่มขึ้นในการปรากฏตัวของส่วนผสมแบบลีนไม่ได้อุณหภูมิการเผาไหม้
ฉันไม่รู้ว่าฉันทำอะไร

7

ตลกคุณควรถาม Max นี้ :)

ก่อนอื่นให้แน่ใจว่าได้นิยามของเรา การใช้เครื่องยนต์แบบลีนหมายถึงการเปลี่ยนอัตราส่วนอากาศ / เชื้อเพลิงให้มีอากาศมากกว่าที่ต้องการ (14.7: 1 อากาศต่อเชื้อเพลิง)

ในการอ่านของฉันมีสองผล

อย่างแรกคือเชื้อเพลิงนั้นเป็นของเหลวที่ถูกทำให้เป็นละอองซึ่งมีผลต่อความเย็นในห้องเผาไหม้ ดังนั้นเชื้อเพลิงน้อยลงทำให้เกิดความเย็นน้อยลง

ประการที่สองเปลวไฟเผาไหม้ได้เร็วขึ้นและร้อนขึ้นเมื่อมีออกซิเจนมากขึ้น อากาศที่สัมพันธ์กับเชื้อเพลิงมากกว่าปกติหมายถึงออกซิเจนมากกว่าปกติ ดังนั้นเปลวไฟจึงร้อนและเร็วกว่าที่ควร ทั้งสองกำลังจะเพิ่มอุณหภูมิของห้องเผาไหม้

เป็นคำถามที่ดีมากฉันอยากรู้เกี่ยวกับตัวเองดังนั้นฉันจึงเริ่มอ่านข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้

ฉันหวังว่าจะช่วย!


มันจะถูกต้องหรือไม่ที่จะระบุว่าเชื้อเพลิงถูกเผาไหม้มากขึ้นเมื่อมีออกซิเจนมากขึ้น (หรือเชื้อเพลิงที่มีอยู่ถูกเผาไหม้อย่างสมบูรณ์มากขึ้นเพื่อความแม่นยำมากขึ้น) ฉันไม่เชื่อว่าการเพิ่มออกซิเจนเพียงอย่างเดียวจะทำให้เปลวไฟร้อนขึ้นได้หรือไม่
ฉันไม่รู้ว่าฉันทำอะไร

1
@ IhavenoideawhatI'mdoing เมื่ออัตราส่วนความเท่าเทียมเท่ากับ 1 การเผาไหม้ทั้งหมดคือ "สมบูรณ์" และนั่นคือสิ่งที่เรียกว่า stoichiometric ดังนั้นสำหรับอัตราส่วนความเท่ากันของ 1 หรือมากกว่า (ลีน) คุณเผาผลาญทุกอย่างอย่างสมบูรณ์และไม่มีน้ำมันเชื้อเพลิงมากเกินไป แต่เปลวไฟแบบลีนเผาไหม้ร้อนเพียงแค่เพิ่มอากาศมากขึ้นดูรูปนี้ มันเป็นกระบวนการที่ไม่ใช่เชิงเส้น - มีการปล่อยความร้อนน้อยลงเนื่องจากมีเชื้อเพลิงน้อยลง แต่อากาศร้อนขึ้นด้วยพลังงานที่น้อยกว่าเชื้อเพลิง
tpg2114

ไม่แน่ใจว่าฉันเข้าใจและนี่ก็ดูเหมือนจะขัดแย้งกับคำตอบล่าสุด คุณสามารถอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับกลไกที่ผนังกระบอกสูบร้อนขึ้นในส่วนผสมที่ไม่ติดมันได้หรือไม่ ออกซิเจนที่เพิ่มเข้าไปนั้นนำความร้อนมาสู่ผนังหรือไม่?
ฉันไม่รู้ว่าฉันทำอะไร

1
@cdunn ถ้าอย่างนั้นทำไมเปลวไฟถึงร้อนแรง หากปฏิกิริยาระหว่างเชื้อเพลิงกับออกซิเจนปล่อยความร้อนออกมาการเพิ่มออกซิเจนเพียงอย่างเดียวไม่ควรเพิ่มความร้อนที่ปล่อยออกมา (หากการเผาไหม้เสร็จสมบูรณ์ในทั้งสองกรณี) แล้วกลไกพื้นฐานนั้นคืออะไร?
ฉันไม่รู้ว่าฉันทำอะไรใน

1
@ Ihavenoideawhat ฉันกำลังทำอยู่ฉันคิดว่ากระทู้ไปมาในทุกความคิดเห็นนั้นเริ่มบ้าไปแล้ว - คุณอยากจะพูดคุยเรื่องนี้เพิ่มเติมในการแชทที่เรามีที่ว่างเหลือให้พิมพ์อีกหรือไม่?
tpg2114

5

หากคุณเคยเห็นไฟฉายที่ใช้ออกซิเจนอะเซทิลีนคุณจะสังเกตเห็นว่าก่อนที่จะเปิดออกซิเจนไฟฉายจะมีเปลวไฟสีเหลืองสดใส นี่คือการเผาไหม้เชื้อเพลิงในปริมาณที่น้อยกว่าอุดมคติของออกซิเจน เปลวไฟค่อนข้างเย็นและทำให้เกิดเขม่าจำนวนมาก

เมื่อเปิดเครื่องออกซิเจนเปลวไฟจะเปลี่ยนเป็นสีน้ำเงินและร้อนพอที่จะหลอมเหล็ก

คุณอาจเคยเห็นเมื่อเปิดออกซิเจนมากเกินไปเปลวไฟก็ดับไปด้วยป๊อป

เชื้อเพลิงแบบลีนนั้นเหมือนกับออกซิเจนที่เข้มข้น

ในเครื่องยนต์เชื้อเพลิงต้องการเผาไหม้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ไม่ร้อนจนเกินไปที่จะเริ่มละลายลูกสูบหรืออาจระเบิดอย่างรุนแรงซึ่งจะทำให้เกิดความเสียหาย

จากวิกิพีเดีย - ส่วนผสมที่เป็น stoichiometric เผาไหม้ร้อนมากและสามารถทำลายส่วนประกอบของเครื่องยนต์ได้หากเครื่องยนต์อยู่ภายใต้ภาระสูงในส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ เนื่องจากอุณหภูมิสูงที่ส่วนผสมนี้การระเบิดของส่วนผสมเชื้อเพลิงและอากาศไม่นานหลังจากความดันสูงสุดของกระบอกสูบเป็นไปได้ภายใต้ภาระสูง (เรียกว่าการเคาะหรือกระตุก) การระเบิดอาจทำให้เครื่องยนต์เสียหายอย่างรุนแรงเนื่องจากการเผาไหม้ที่ไม่สามารถควบคุมได้ของส่วนผสมอากาศเชื้อเพลิงสามารถสร้างแรงกดดันสูงมากในกระบอกสูบ เป็นผลให้ผสม stoichiometric จะใช้เฉพาะภายใต้เงื่อนไขการโหลดเบา สำหรับการเร่งความเร็วและสภาวะโหลดสูงจะใช้ส่วนผสมที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น (อัตราส่วนอากาศต่อน้ำมันเชื้อเพลิงต่ำ) เพื่อใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เย็นกว่าและป้องกันการระเบิดและความร้อนสูงเกินไปของฝาสูบ

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Air –fuel_ratio

ขออภัยฉันไม่สามารถรับลิงค์ไปใช้งานได้ - คัดลอกและวางในเบราว์เซอร์


ใช่ฉันรู้แล้วตอนนี้ กำลังลบความคิดเห็น
Evren Yurtesen

@NathanL ฉันหวังว่าคุณจะไม่รังเกียจที่จะแก้ไขคุณ แต่การระเบิดอย่างรุนแรงเป็นสิ่งที่คุณไม่ต้องการในเครื่องยนต์สันดาปภายใน นั่นคือเหตุผลที่เครื่องยนต์มีเซ็นเซอร์เคาะที่พวกเขาเพื่อหยุดความเสียหายจากการระเบิด สิ่งที่จำเป็นคือด้านหน้าของเปลวไฟที่ควบคุมผ่านเชื้อเพลิงเพื่อให้การขยายตัวของก๊าซคงที่ ฉันดีใจที่คุณคิดว่าคำตอบของฉันถูกต้องอย่างไรก็ตาม
HandyHowie

@NathanL ความจริงที่ว่าคุณอ้างถึงมันเป็นระเบิดแสดงให้เห็นว่าคุณไม่เข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้น โปรดอ่านสารสกัดจาก Wikipedia ที่ฉันได้เพิ่มไว้ในคำตอบของฉัน น้ำมันเชื้อเพลิงจะติดไฟอยู่เสมอก่อนลูกสูบถึง TDC
HandyHowie

@NathanL ฉันได้เพิ่มการอ้างอิงไปยังหน้า Wikipedia
HandyHowie

ขอให้เรายังคงอภิปรายนี้ในการแชท
NL - ขอโทษที่โมนิก้า

2

เครื่องยนต์อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเผาไหม้ของน้ำมันเชื้อเพลิงที่เป็นช้าลง ใช้เวลานานกว่าเชื้อเพลิงในการเผาไหม้เนื่องจากมีน้อย

เชื้อเพลิงมีปริมาณบีทียูเท่ากันโดยการเผามันไม่ว่าคุณจะใช้ออกซิเจนเพิ่มหรือไม่ก็ตาม ระยะเวลา เมื่อคุณระเบิดถ่านหินด้วยไฟพวกเขาจะร้อนขึ้น แต่เผาไหม้เร็วขึ้น พวกเขาปล่อยความร้อนในปริมาณเท่ากัน แต่ในเวลาที่สั้นกว่ามาก

ลองนึกภาพถังของคุณเป็นห้องโดยสารในฤดูหนาว หากคุณนำบันทึกและเผาในหนึ่งนาทีรายการที่อยู่ใกล้เตาซึ่งบันทึกนั้นกำลังเผาไหม้จะร้อนขึ้นอย่างมีนัยสำคัญและอาจละลาย แต่ความร้อนส่วนใหญ่จะผ่านปล่องไฟ หากคุณมีบันทึกเดียวต่อชั่วโมงห้องจะเย็นมากเวลาส่วนใหญ่ ใช้บันทึกเดียวกันนั้นและเบิร์นอย่างช้า ๆ เป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงก่อนที่จะแทนที่ด้วยความร้อนอื่นและความร้อนที่ลดลงผ่านไอเสียและอยู่ในห้อง

เหตุผลที่เครื่องยนต์ร้อนจัดคือเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ช้าลงจะถ่ายเทความร้อนไปยังส่วนต่างๆของเครื่องยนต์มากขึ้น


ดังนั้นเรากำลังพูดถึงสภาพที่ไม่ติดมันซึ่งมีอากาศมากกว่าเมื่อเทียบกับ AFR ที่ต้องการ 14.7: 1 คุณกำลังบอกว่าการเพิ่มอากาศโดยไม่ต้องเติมออกซิเจนมากขึ้นจะทำให้เครื่องยนต์เย็นลงหรือไม่?
cdunn

1
คุณกำลังบอกว่าเชื้อเพลิงเผาไหม้ช้าลงในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยออกซิเจน?
HandyHowie

@handyhowie ฉันกำลังพูดว่าเชื้อเพลิงเผาไหม้ช้าลงในสภาพแวดล้อมที่มีเชื้อเพลิงน้อย โดยปกติแล้วยันไม่ได้หมายความว่าออกซิเจนมากขึ้น ; มันหมายความว่าน้ำมันน้อยลง
NL - ขอโทษที่โมนิก้า

1
นาธาน - ทั้งสองมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ในเครื่องยนต์ถ้าคุณไม่ใส่เชื้อเพลิงในปริมาณที่ควบคุมไว้เพื่อให้ส่วนผสมเชื้อเพลิงมีอยู่เล็กน้อยแล้วเชื้อเพลิงจะเผาไหม้ร้อนมากและทำให้เครื่องยนต์เสียหาย มันยังสามารถระเบิดค่อนข้างเผาไหม้ในลักษณะที่ควบคุม
HandyHowie

1
นาธาน - ขออภัย แต่นี่เป็นกรณีสำหรับเครื่องยนต์เบนซินทั้งหมด ฉันไม่เคยพูดว่ารวยมากฉันพูดว่ารวยเล็กน้อย
HandyHowie

1

คุณทุกคนลืมบางสิ่งเหตุผลที่ลีนเบิร์นเล็กน้อยอาจร้อนกว่าอัตราส่วนสโตจิแอมเนติคได้ง่ายมาก มันเกี่ยวกับการฉีดเชื้อเพลิง เพื่อให้อัตราส่วน Stochiometric ทำงานได้ตามที่ตั้งใจทุก ๆ อะตอมของออกซิเจนจะต้องจับคู่กับโมเลกุลเชื้อเพลิงอย่างสมบูรณ์แบบก่อนที่จะจุดระเบิด นั่นเป็นไปไม่ได้ดังนั้นคุณมีโมเลกุลเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ในการเผาไหม้ของคุณ

โดยการเพิ่มอากาศให้กับส่วนผสมเพิ่มขึ้นเล็กน้อยคุณสามารถมั่นใจได้ว่าเชื้อเพลิงของคุณทั้งหมดอยู่ในระดับที่สูงขึ้นซึ่งจะเพิ่มอุณหภูมิของการเผาไหม้ของคุณเพิ่มขึ้นมากเกินไปและความจุความร้อนของอากาศส่วนเกินจะลดอุณหภูมิลง


1

หยุดที่นี่หลังจากมองไปรอบ ๆ โดยไม่ประสบความสำเร็จมากเกินไปสำหรับคำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับความร้อนสูงเกินไปเนื่องจากการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ ที่นี่สองเซ็นต์ของฉันเกี่ยวกับเรื่อง:

1- เป็นที่ทราบกันดีและมีการบันทึกไว้ว่าอุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดหรือสูงสุดต่ำกว่าเมื่ออัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงในบรรยากาศเบี่ยงเบนจาก Stochiometric ดังนั้นการเผาไหม้แบบลีนจะสร้างอุณหภูมิสูงสุดต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ Stochiometric, 14.7: 1 สำหรับน้ำมันเบนซิน ถึงแม้ว่าการเผาไหม้แบบลีนอาจจะเสร็จสมบูรณ์มากขึ้น แต่อุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดจะลดลงเนื่องจากการระบายความร้อนของไนโตรเจนในบรรยากาศที่เฉื่อยในการติดตั้งแบบลีน โปรดจำไว้ว่าอากาศในบรรยากาศประกอบด้วยก๊าซเฉื่อยไนโตรเจนจำนวนมากและปัญหาวิทยาศาสตร์ยอดนิยมที่บอกเล่าเกี่ยวกับการออกแบบของเครื่องยนต์ Adiabatic ของ Smokey Yunick และความพยายามของเขาในการติดตั้งตัวกรองการกำจัดไนโตรเจน?

2- ยังเป็นที่รู้จักกันดีว่าความเร็วของปฏิกิริยาเคมีจะช้าลงเมื่อความเข้มข้นของปฏิกิริยาลดลง นอกจากนี้ยังคาดว่าเนื่องจากโมเลกุลของเชื้อเพลิงจะอยู่ห่างกันมากขึ้นดังนั้นโอกาสที่จะเกิดปฏิกิริยาน้อยลงจึงลดความเร็วของการเผาไหม้ได้อย่างมาก

3- นอกจากนี้ปริมาณความร้อนทั้งหมดที่เกิดขึ้นจะลดลงในขณะที่เผาผลาญพลังงานน้อยลงตามที่คาดไว้เนื่องจากปริมาณเชื้อเพลิงหรือความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้แบบลีนน้อยลง แล้วทำไมผลลัพธ์ที่ไม่คาดคิดของเครื่องยนต์ร้อนจัด

4- มันไม่ได้เป็นเรื่องของการระบายความร้อนที่น้อยลงจากการระเหยของเชื้อเพลิงเหลว แต่จะเกี่ยวข้องกับความสมดุลพลังงานโดยรวมในเครื่องยนต์ เมื่อการเผาไหม้เริ่มช้าลงพลังงานความร้อนส่วนใหญ่จะไม่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานเพลาทำงานได้และส่วนใหญ่จะถูกขับออกมาเมื่อความร้อนผ่านท่อไอเสีย ในทำนองเดียวกันหากจังหวะการจุดระเบิดของคุณอยู่ห่างไกลจากความเหมาะสม ... ความร้อนจากการเผาไหม้แบบลีนซึ่งน้อยกว่านั้นไม่สามารถแปลงเป็นงานเพลาได้อย่างถูกต้องเพราะการเผาไหม้ช้าเกินไปจนไม่สอดคล้องกับการเคลื่อนที่ของ ลูกสูบ นั่นคือเหตุผลที่โตโยต้าเพิ่มเวลาในการจุดระเบิดในเครื่องยนต์เผาไหม้แบบลีนรุ่นก่อนเมื่อเปิดใช้งานโหมดนั้น ดังนั้นความร้อนที่ไม่สามารถเปลี่ยนเป็นงานเพลาได้ที่ไหน ... เนื่องจากกฎหมายอนุรักษ์พลังงานมันจะแสดงที่ไหนสักแห่ง ...

โดยทั่วไปเมื่อการเผาไหม้ลดลงเครื่องยนต์จะเริ่มสูญเสียประสิทธิภาพบางส่วนในการแปลงพลังงานการเผาไหม้เป็นพลังงานกลและทำงานใกล้กับเตาเชื้อเพลิงแบบธรรมดาที่เหมาะสมสำหรับให้ความร้อนเอง อาการที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปประเภทนี้คือวาล์วไอเสียที่ถูกเผาไหม้โทนเสียงที่แตกต่างกันในเสียงไอเสียและแม้กระทั่งท่อร่วมไอเสียคล้ายกับเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยจังหวะการเผาไหม้ที่ช้ามาก ในกรณีของการฉีดก๊าซไนตรัสแม้ว่าไนตรัสจะมีผลเย็นมากโดยไม่ตั้งใจหากบังเอิญการเผาไหม้น้อยเกินไปเนื่องจากการขาดแคลนน้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องยนต์จะละลายอย่างแท้จริง ในกรณีนี้แม้ว่าอัตราส่วนเชื้อเพลิงจะน้อยเกินไป แต่ปริมาณเชื้อเพลิงที่เกี่ยวข้องหรือปริมาณแคลอรี่ยังคงมากกว่าเครื่องยนต์ปกติอย่างมีนัยสำคัญดังนั้นพลังงานความร้อนจะไม่ถูกแปลงเป็นงานเพลา


0

ฉันคิดว่าคำตอบนั้นไม่ถูกต้อง เนื่องจากข้อสันนิษฐานของคำถามไม่ถูกต้อง ก่อนอื่นเราต้องตัดสินใจให้ร้อนกว่าเมื่อเทียบกับอะไร และเราจำเป็นต้องรู้ว่านี่คือข้อเท็จจริงมันร้อนกว่าจริงหรือเป็นตำนานหรือไม่? นอกจากนี้ปริมาณของอัตราส่วนเชื้อเพลิง / ออกซิเจนเป็นสิ่งสำคัญเงื่อนไขนี้เป็นจริงเสมอสำหรับทุกอัตราส่วนลีนหรือไม่? บางทีคำถามที่ถูกต้องอาจเป็นเพราะเหตุใดส่วนผสมผสมแบบลีน "เล็กน้อย" จึงร้อนกว่าส่วนผสมที่เข้มข้น "เล็กน้อย" บางที

ผลผลิตพลังงานความร้อนจากเชื้อเพลิงนั้นเกี่ยวข้องกับปริมาณการเผาไหม้ของคุณ คุณเผาผลาญน้อยลงสร้างความร้อนน้อยลง คุณเผาผลาญมากขึ้นสร้างความร้อนมากขึ้น ง่ายเหมือนที่ นี่คือสิ่งที่สร้างความร้อนคือพลังงานที่เก็บไว้ในเชื้อเพลิง (สำหรับตัวอย่างปัจจัยอื่น ๆ ของเราเช่นแรงกดดันแรงเสียดทาน ฯลฯ ไม่สำคัญ)

หากคุณกำลังเปรียบเทียบส่วนผสมที่อุดมไปด้วยส่วนผสมที่มีไขมันน้อยแน่นอนส่วนผสมที่มีน้ำหนักน้อยจะมีพลังงานสูงกว่าเพราะคุณจะแปลงเชื้อเพลิงทั้งหมดเป็นพลังงาน (เชื้อเพลิงที่เผาไหม้มากขึ้น = ความร้อนมากขึ้น) แต่ก็ยังขึ้นอยู่กับอัตราส่วนส่วนผสมของคุณเพราะถ้าคุณไม่มีเชื้อเพลิงในส่วนผสมของคุณเกือบจะเห็นได้ชัดว่ามันจะไม่สร้างพลังงานมากนัก

หากคุณกำลังเปรียบเทียบส่วนผสมในอุดมคติกับส่วนผสมแบบลีนแล้วฉันคิดว่ามันควรจะเย็นกว่า (พลังงานความร้อนน้อยกว่าที่เกิดจากการเผาไหม้) เนื่องจากคุณจะได้รับเชื้อเพลิงน้อยลงและมีออกซิเจนมากขึ้นในห้อง


คำตอบนี้ยืนยันว่าความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับปริมาณเชื้อเพลิงที่ถูกเผาไหม้เท่านั้น นั่นไม่เป็นความจริง เผาผลาญเชื้อเพลิงในปริมาณที่เท่ากันเมื่อมีออกซิเจนมากขึ้นและคุณจะได้รับความร้อนเพิ่มขึ้น
cdunn

1
นั่นเป็นเรื่องจริงหากกระบวนการเผาไหม้ดั้งเดิมของคุณไม่มีออกซิเจนเพียงพอที่จะเผาไหม้เชื้อเพลิงได้อย่างสมบูรณ์ ความร้อนที่เกิดขึ้นนั้นเกี่ยวข้องกับปริมาณเชื้อเพลิงที่เผาผลาญ + ชนิดของเชื้อเพลิงอย่างสมบูรณ์ คุณสามารถดูได้ง่ายจากความร้อนของตารางการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงชนิดต่าง ๆ ค่าไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณออกซิเจน en.wikipedia.org/wiki/…
Evren Yurtesen

Ahhh น่าสนใจ ฟังดูเหมือนฉันจะอ่านมากกว่านี้เริ่มจากลิงค์ที่คุณให้ไว้
cdunn

@cdunn ความสับสนอาจเป็นเพราะ "ความร้อน" ไม่ใช่ "อุณหภูมิ" ในโลกการเผาไหม้ ความร้อนคือพลังงานและคำสั่งของ Evren เกี่ยวกับพลังงานที่ปล่อยออกมานั้นถูกต้อง แต่วิธีการที่พลังงานกลายเป็นอุณหภูมิขึ้นอยู่กับความจุความร้อนของส่วนผสม และความจุความร้อนของส่วนผสมนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและองค์ประกอบของมัน (มันไม่ได้เป็นการผสมผสานระหว่างเอฟเฟกต์เล็กน้อย) กลับมาที่คำตอบของฉันความจุความร้อนนั้นสัมพันธ์กับโมเลกุลที่มีอิสระในการเคลื่อนที่หมุนสั่นและตื่นเต้นด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์
tpg2114

หนึ่งในห้องปฏิบัติการวิจัยการแข่งขันของเรามีเว็บไซต์ที่ดีงามที่คุณสามารถดูสมการและตัวอย่างและคุณก็สามารถอุณหภูมิเปลวไฟยังคำนวณสำหรับเชื้อเพลิงที่แตกต่างกันหรือการบรรยายดูในหัวข้อ
tpg2114
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.