1%), которая получается в зависимости от того, принималась ли при подсчетах теплоемкость газоз от 0° С или от 0° абс.
При тепловом расчете двигателей внутреннего сгорания пользуются значением низшей теплотворности топлива Я„, так как продукты сгорания выпускаются в окружающую среду при температуре более высокой, чем температура конденсации водяных паров, и, следовательно, теплота паро--, образования не может быть использована.
Между низшей и высшей теплотворностями топлива существует следующая связь:
H = H-(500W, (13>
где W - количество водяных паров в продуктах сгорания весовой или объемной единицы топлива; 600 - значение теплоты парообразования, принимаемое при технических расчетах, в ккал/кг. . Количество водяных паров в продуктах сгорания находят но различным) формулам в зависимости от вида топлива. Для газообразного топлива
= --nnPr~h /м топлива, (14)
где W - содержание влаги в газе в кг/м топлива. Для жидкого топлива
W - 9U-{-w кг1кг топлива, (15)
где W - весовое содержание влаги в 1 кг топлива.
При отсутствии данных непосредственного определения теплотворности газообразного топлива ее подсчитывают по формуле
В формуле (17) коэффициенты, которые стоят перед весовыми долями элементов и воды, входящих в состав топлива, не равны теплотворности этих, элементов .
Для подсчета низшей теплотворности нефтяных топлив можно также пользоваться эмпирической формулой Крэго:
Я„ = 11 088 -j- Ibid - 21кка цкг, {18>
где d - удельный вес топлива нри 15 С в кг/л.
Последняя формула применима для безводных нефтяных топлив с удельным весом от 0,510 до 0,990 и дает расхождение с опытными данными в пределах 3%.
В табл. I и 2 приведены величины низшей теплотворности различных видов топлива, применяемых в двигателях внутрепиего сгорания.
Теплотворность элемента, входящего в какое-либо соединение, не равна теплотворности того же элемента, взятого в отдельности (обычно первая меньше), так. как часть выделяющейся энергии затрачивается на расщепление молекул.
Важнейшим показателем качества жидких топлив является испаряемость, т.е. способность топлива переходить в парообразное состояние. Для двигателей с внешним смесеобразованием особенно необходимо топливо с высокой испаряемостью. От испаряемости топлива существенно зависит протекание рабо-. чего процесса, а также пусковые характеристики двигателя. Испаряемость жидких топлив характеризуется фракционным составом, который показывает объемное содержание углеводородов топлива в процентах, выкипающих до той или иной температуры. График зависимости объема испарившегося топлива от температуры называется кривой фракционной разгонки.
О 50 W0 J3D 200 250 300 350 С
Фиг. J5. Кривые фракционной разгонки топлив:
I - авиационный бензин; 2 - автомобильный бензин; 3 - тракторный лигроин; 4 - тракторный керосин; S - дизельное топливо.
В табл. 2 приведены значения фракционного состава жидких топлив, £i на фиг. 15 показаны кривые фракционной разгонки топлива.
Скрытая теплота испарения жидких топлив оказывает влияние на процесс смесеобразования в двигателе. Процесс испарения сопровождается понижением температуры смеси. Поэтому в двигателях с внешним смесеобразованием при большой скрытой теплоте испарения топлива улучшается наполнение. По абсолютной величине скрытая теплота испарения жидких топлив невелика и уменьшается по мере утяжеления фракционного состава (с увеличением плотности топлива и температуры кипения). Скрытая теплота испарения бензинов составляет примерно 75-80 юшл/кг, тракторных керосинов 70-75 ккал/кг, дизельных топлив 60-65 ккал/кг. С увеличением температуры скрытая теплота испарения жидких топлив уменьшается.
Показателем качества жидких топлив, влияющим иа процессы топливо-подачи и распыливания, является кинематическая вязкость. Вязкость топлив возрастает по мере утяжеления их фракционного состава. С увеличением температуры вязкость топлива уменьшается, причем чем больше вязкость, тем сильнее, она зависит от температуры. Так, например, при понижении температуры от +20° до -20 С кинематическая вязкость бензинов возрастает примерно в 2 раза, керосинов в 3 раза, а дизельных топлив - более чем в 5-10 раз. Значения вязкости (в сантистоксах) жидких топлив приведены в табл. 2.
Одним из важнейших показателей качества топлива для двигателей с посторонним зажиганием является детонационная стойкость. При несоответствии детонационной стойкости топлива степени" сжатия двигателя нару-
Шлется нормальное протекание процесса сгорания в цилиндре и происходит детонационное сгорание Детонационная стойкость топлива зависит от его группового состава. Наибольшей детонационной стойкостью обладают ароматические и изопарафиновые углеводороды, наименьшей - нормальные парафиновые углеводороды, нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Так как соотношение между указанными группами углеводородов меняется в топливах в широких пределах, то при прочих равных условиях каждому топливу соответствует своя максимально допустимая степень сжатия.
Детонационная стойкость топлива характеризуется октановым числом, которое определяется в специальном двигателе при строго стандартных условиях испытания. Октановым числом (О. Ч.) называется процентное по объему содержание изооктана (iCgHig) в такой смеси с нормальным гептаном (nCyHig), которая имеет такую же склонность к детонации, как и исследуемое топливо. Так, например, если исследуемое топливо при испытаниях детонирует так же, как смесь, содержащая 74% изооктана и 26% нормального гептана, то его октановое число равно 74.
Если детонационная стойкость топлива превосходит стойкость изооктана (О. Ч.>100), то при испытаниях топливо сравнивают с изооктаном, содержащим различные количества антидетонатора (тетраэтилсвинца). В этом случае детонационная стойкость топлива характеризуется содержанием антидетонатора в изооктане или условными показателями (условное октановое число, сортность).
Авиационные бензины имеют октановое число от 70 до 100 (и более), автомобильные бензины от 56 до 85, лигроины не нил<е 54, тракторные керосины не ниже 40.
Детонационная стойкость газообразных топлив, как правило, выше детонационной стойкости бензинов, что позволяет использовать газообразные топлива при более высоких степенях сжатия. Для большей части газообразных топлив октановое число лежит в пределах 90-ПО.
Склонность к воспламенению является одной из важнейших характеристик топлив для двигателей с воспламенением от сжатия. Топлива, более склонные к воспламенению, имеют меньший период задержки воспламенения \ вследствие чего рабочий процесс протекает более благоприятно. Воспламеняемость дизельных топлив зависит от группового химического состава. Наибольшей склонностью к воспламенению обладают углеводороды нормального парафинового ряда, наименьшей - углеводороды ароматического ряда. Нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Качество воспламеняемости дизельных топлив оценивается ц е -та новым числом, которое определяется в специальном двигателе при строго стандартных условиях испытания. Цетановым числом (Ц. Ч.) называется процентное по объелту содержание цетаиа (пСН) в такой смеси с альфа-метилнафталипом (СцН), которая имеет такую же склонность к воспламенению, как и исследуемое топливо. Так, например, если исследуемое топливо имеет такую же склонность к воспламенению, как смесь, содержащая 55% цетана и 45% альфа-метилнафталина, то его цетановое число равно 55.
Топливо для быстроходных двигателей с воспламенением от сжатия должно иметь цетановое число 40-60.
В технических условиях на проектирование двигателя указывается вид топлива, так как от свойств топлива зависит как выбор рабочего процесса, так и конструкции двигателя.
