سوخت رسانی و احتراق

سوخت رسانی و احتراق

سوخت رسانی و احتراق

فرايند احتراق 

برای ايجــاد قدرت در موتورهای احتــراق داخلی، لازم است

كه ســوخت در كنار اكسيژن هوا قرار گيرد و محترق گردد و يا به عبارت ديگر بسوزد،

تا انرژی سوخت آزاد گردد. به واكنش شــيميايی، كه طی آن سوخت میسوزد و انرژی آن آزاد

میشود، احتراق میگويند.

از نظر شیمیایی به فرآیند واکنش یک ماده با اکسیژن، اکسیداسیون گفته می شود.

مثل زنگ زدن فلزات آهنی که نوعی اکسیداسیون است که به کندی انجام می شود.

ولی اگر واکنش اکسیداسیون خیلی تند و به سرعت انجام پذیرد، حالت سوختن پدید می آید.

لذا به فرآیند اکسیداسیون سریع، احتراق نیز می گویند.

بیشتر سوخت ها به صورت هیدروکربن هستند.

در احتراق از ترکیب اتم های هیدروژن و کربن موجود در یک سوخت با اکسیژن، محصولاتیذ همچون

گاز دی اکسید کربن (CO2) و آب (H2O) تولید می شود (CH4+O2=2H 2O+CO2).

احتراق کامل

هرگاه از واکنش یک سوخت (هیدروکربن) با اکسیژن تنها دی اکسید کربن و آب حاصل شود به ان احتراق کامل می گویند. در این حال بیشترین انرژی ممکن تولید می شود.

احتراق ناقص

همواره به دلایل مختلفی که بستگی به شرایط احتراق و کیفیت سوخت دارد،

احتراق به طور کامل صورت نمی گیرد و تمامی کربن و هیدروژن موجود در سوخت به CO2 و H2O تبدیل نمی شود.

بلکه مقداری از سوخت به هیدروکربنهای نسوخته، گاز مونواکسید کربن (CO)، اکسیدهای نیتروژن

(NOx) و یا به سایر ترکیبات واسطه ای HC تبدیل می شود که به آن احتراق، ناقص گفته می شود.

هرچه احتراق ناقص تر انجام پذیرد، مقدار انرژی تولید شده کمتر و میزان آلایندگی بیشتر خواهد شد.

 

باید توجه داشت، هر قدر اختلاط سوخت و هوا بهتر انجام شود و اکسیژن به مقدار کافی به سوخت

برسد، احتراق کامل تری خواهیم داشت و بالعکس عواملی چون مخلوط نشدن مناسب سوخت و

هوا، نبودن اکسیژن کافی، ناخالصی در سوخت، شکل نامناسب محفظه احتراق و جمع شدن دوده و

رسوب در اتاق احتراق و …. باعث می شوند احتراق ناقص انجام پذیرد.

 

 

2H2O + O2 —-> 2H2O C + O2—> CO2

CH4 + 2O2 ——> CO2 + 2H2O
C8H18 + 3/2 O2 ——> CO2 + 9H2O
C2H6 + 7/2 O2 ——> 2CO2 + 3H2O

 

مراحل انجام احتراق

هرچند واکنش احتراق بسیار سریع و در زمان کوتاهی انجام می شود (0.003 ثانیه)،

ولی می توان مراحل زیر را برای آن تعریف نمود:

1) تبخیر سوخت و مخلوط شدن آن با هوا
2) ایجاد تلاطم برای اختلاط بهتر سوخت با هوا
3) گرم نمودن مخلوط تا دمای احتراق
4) ایجاد جرقه و شروع اشتعال
5) پیشروی و انتشار جبهه آتش

 

شرایط جوی موثر بر احتراق

تغییر دما، رطوبت و فشار جو بر احتراق سوخت در موتور اثر می گذارند.

این عوامل بر نحوه احتراق سوخت و بر توان تولید موتور نیز اثر می گذارند.

توان موتور در هوای گرم و خشک کمتر از هوای خنک و مرطوب است.

هوای خنک چگالتر است (اتم ها به یکدیگر نزدیک تر هستند). بنابراین مقدار بیشتری هوا وارد موتور

می شود.

محفظه احتراق

کیفیت احتراق بستگی زیادی به شکل محفظه احتراق دارد. جداره سیلندر،

که دیواره احتراق را شکل می دهد، همواره به صورت استوانه ای است ولی کف پیستون گاهی به

صورت تخت و گاهی به صورت کروی است و بیشتر به شکل سر سیلندر بستگی دارد.