Motoare termice - variante de examen

1 excesul de aer

Acesta este raportul dintre aerul aflat în cilindru şi aerul minim necesar arderii şi are relaţia

3 izocor izobar transformarile

1.1.1 Ciclul cu ardere izocoră

Ciclul de referinţă la MAS este considerat ciclul cu ardere izocoră, în care arderea se

modelează prin o transformare la volum constant (izocoră).

În diagrama de mai sus se prezintă diagrama reală şi cea teoretică pentru un motor cu

aprindere prin scâteie. Pentru motor supapa de admisie se deschide cu avans faţă de pms în punctul dsa intrând în cilindru un amestec de aer cu combustibil datorită depresiunii realizate de deplasarea pistonului spre pmi. După închiderea supapei de admisie, care se realizează cu o anumită întârziere după pmi, are loc comprimarea amestecului, iar spre sfârşitul acestei curse, cu un avans faţă de pmi, se produce scânteia electrică, în punctul c. Arderea se produce pe o durată finită de timp, acest proces desfăşurându-se până la începutul cursei de destindere, din punctul c până aproximativ în punctul z. Destinderea se desfăşoară spre pme, iar cu un avans

în raport de acesta se deschide supapa de evacuare. Evacuarea se face forţat prin deplasarea pistonului de la pmi la pms. Prin reducerea volumului presiunea gazelor creşte şi gazele sunt evacuate.

În diagrama teoretică se consideră admisia şi evacuarea ca fiind procese izobare,

comprimarea şi destinderea adiabate şi o ardere la volum constant (izocoră).

Pentru acest tip de ciclu randamentul indicat are valoarea:

4 TIPURI DE FLACARI, DESCRIERE

Flacăra laminară

O flacără laminară poate fi considerată ca fiind formată din trei zone distincte: o zonă de preîncălzire în general neluminoasă cu un gradient pronunţat de temperatură, o zonă de reacţii, în general luminoasă şi o a doua zonă de reacţii în general mai puţin luminoasă, cu temperaturi ridicate, dar gradienţi reduşi în care se produc reacţii de recombinare.

Viteza de propagare este numită şi viteză de ardere. Aceasta depinde de mai mulţi parametrii:

viteza de ardere depinde de starea amestecului combustibil (p0, T0), de natura combustibilului şi de dozaj. Viteza de reacţie şi coeficientul de difuzivitate termică au influenţe opuse asupra grosimii flacării. Viteza flăcării va prezenta un maxim de dozaje uşor îmbogăţite pentru care viteza de reacţiei şi temperatura flăcării sunt maxime. Această propietate face ca puterea maximă atinsă la un m.a.s. să se facă la dozaje subunitare.

Flacăra turbulentă

Flacăra turbulentă apare la interacţiunea între o reacţie chimică de ardere peste care se suprapune o mişcare de tip turbulent. Aceasta conduce la deplasarea particulelor în câmpul de viteze şi propagarea elementelor active în afara zonei propriu-zise de reacţie.

Viteza flăcării turbulente se defineşte prin masa medie de substanţă consumată în unitatea de timp şi pe unitatea de suprafaţă raportată la densitatea amestecului proaspăt. Aria suprafeţei de flacără nu mai poate fi determinată.

Flăcări difuzive

Reacţiile chimice se desfăşoară sub formă gazoasă. O categorie deosebită de sisteme de ardere se caracterizează prin amestecarea în flacără a combustibilului cu aerul. Combustibilul, introdus sub forma unui jet de gaz sau în fază lichidă pulverizată, se amestecă cu aerul prin difuziune moleculară i turbulentă. Procesul de amestecare este relativ lent în comparaţie cu reacţiile chimice ale arderii, viteza de amestecare devine factorul care controlează viteza de ardere. În funcţie de natura proceselor amestecării, cu rol determinant în viteza arderii, flacăra se numeşte difuzivă.

Un model ideal prezintă flacăra difuzivă ca pe o zonă de grosime foarte mică, datorită

vitezelor relativ mari ale reacţiilor chimice, în care fluxurile de combustibil în fază gazoasă şi de oxigen se află în raport stoichiometric. Combustibilul şi oxigenul difuzează spre zona de reacţie, iar în zona de reacţie acestea se combină. Căldura de reacţie întreţine vaporizarea combustibilului lichid. Combustibilul este introdus sub formă de picături. Acestea au dimensiuni variate, descrise statistic. În funcţie de caracteristicile pulverizării, de densitatea particulelor din jet şi de proprietăţile

combustibulului, arderea difuzivă este controlată de arderea particulelor elementare.