柴油机燃用掺水燃料的节油机理的定量分析

摘要

本文在分析了内燃机中已雾化的乳化油珠(20~30μm)不可能再发生二次雾化--微爆的基础上,通过从从多组份液体燃料基本方程出发,定量地算得放热速率、燃烬速率以及它们随曲轴转角的变化,与实验结果基本一致,提出了柴油机燃用掺水燃料节油的三个主要原因:(1)与纯柴油相比,由于掺水燃烧的着火延迟时间变长,着火的起始点向上止点靠近,因此消耗的压缩功较小.更重要的是,掺水燃烧的结果,不仅由于水的快速蒸发使纯柴油滴变细,而且单位质量的纯柴油空气的供应更充足,其燃烧率更快,所以其放热速率不仅快,而且向上止点集中,使燃烧提前结束.由此可见,掺水燃烧的结果,必须使热量释放向上止点靠近,这意味着其等容度提高了,即做功的能力及循环效率提高了;(2)气缸内在压力不会因为水的蒸发、吸热而下降.高温、高压的水蒸汽与燃气一样也会对外作功(蒸气机效应);(3)掺水燃烧时,尽管损耗了水蒸汽的潜热与显热,但同时排烟温度下降,因此排烟损失下降了.计算结果表明,其利大于弊,即总的能量损失是减少了.