Применение водородосодержащих добавок
Высокая скорость тепловыделения в кинетической стадии сгорания является причиной быстрого повышения давления. Установлена прямая связь между величиной показателя сгорания, характеризующего интенсивность тепловыделения, и эмиссией оксидов азота: с ростом тепловыделения увеличивается выход оксидов азота.
Повышение реакционной способности топливно-воздушной смеси введением промотирующих добавок, способствующее сокращению продолжительности периода индукции, снижает интенсивность тепловыделения и уровень максимальной температуры в кинетической стадии сгорания, что, в свою очередь, влияет на снижение скорости окисления азота.
Воздействие водорода на процессы окисления и восстановления азота в дизеле имеет два аспекта: термодинамический и химический.
При этом термодинамический аспект связан с двумя другими особенностями промотированного сгорания.
Во-первых, активация предпламенных реакций продуктами конверсии способствует замедлению реакций окисления азота и, следовательно, снижению результирующего выхода оксидов азота за один цикл.
Во-вторых, расширение зоны воспламенения топливно-воздушной смеси в дизеле в присутствии водородосодержащих присадок обусловливает возможность уменьшения термодинамической неоднородности рабочего тела, что снижает число локальных зон с максимальной температурой, являющихся источниками оксидов азота. В то же время максимальная среднемассовая температура рабочего тела сохраняется на достаточно высоком уровне, не ухудшая эффективность цикла в целом.
Химический аспект снижения эмиссии оксидов азота при применении водородосодержащих присадок в дизеле обусловлен тем, что при сгорании топливно-воздушной смеси наряду с окислительными реакциями, идущими с образованием 
, имеют место реакции восстановления:
Существенная концентрация неоднородностей предопределяет наличие зон с богатой смесью, где осуществима реакция, приводящая к снижению выхода оксидов азота с ОГ.
Известен характер влияния присадки водорода на процессы образования и выгорания сажистых частиц в дизеле.
При диффузионном сгорании неоднородной смеси в камере сгорания дизеля процессы образования и выгорания сажистых частиц проходят одновременно. Конечный результат – сажевыделение. Содержание сажи определяется соотношением скоростей прямого (образование) и обратного (выгорание) процессов. Концентрация сажи к моменту открывания выпускного клапана определяет дымность и канцерогенную опасность ОГ.
Накопление сажи возможно только в том случае, если скорость образования сажи выше скорости ее выгорания, причем, чем больше разница этих скоростей, тем больше сажи накапливается к моменту выпуска ОГ. При образовании и выгорании сажи действуют различные физико-химические законы, поэтому воздействие на них активных продуктов конверсии тоже разное.
Влияние свободного водорода проявляется на всех стадиях процессов образования и выгорания сажистых частиц. Так, на стадии образования твердого углерода присутствие радикалов атомарного (диссоциированного) водорода ингибирует процесс образования химического радикала-зародыша 
.
При сажеобразовании мелкие первичные частицы-кристаллиты коагулируют (соединяются) в более крупные частицы с цепочечной структурой. В свою очередь,
коагулированные частицы способны образовывать хлопьевидные конгломераты сажи больших размеров (0,2–1 мкм), которые за короткое время рабочего цикла двигателя не успевают полностью выгореть. Присутствие водорода препятствует поверхностному росту сажистых частиц (водородное торможение по Лангмюру), что ускоряет процесс их последующего дожигания. Кроме того, химически не связанный водород интенсифицирует процессы выжигания сажистых частиц в заключительной фазе цикла благодаря образованию воды, выступающей в данном случае в роли окислителя углерода в реакции «мокрой газификации».
Следовательно, участие в рабочем цикле водородосодержащих присадок способствует качественному улучшению экологический показателей дизеля, по крайней мере, по двум основным компонентам ОГ – оксиду азота и сажи, которые в совокупности определяют суммарную токсичность ОГ дизеля.
В количественном отношении эффективность может быть оценена экспериментально.
Снижение сажевыделения в дизеле путем применения присадки водорода позволит улучшить топливную экономичность двигателя также вследствие снижения тепловых потерь, обусловленных процессом сажеобразования.
Данные теплопотери имеют три составляющие. Во-первых, основная масса сажи выгорает на линии расширения, отчего выделяющаяся при этом теплота используется малоэффективно. Во-вторых, несгоревшая в цилиндрах дизеля сажа представляет собой недожог топлива и является составной частью продуктов неполного сгорания. В-третьих, из-за интенсивного сажевыделения в рабочем пространстве дизеля значительно возрастают потери тепловой энергии, связанные с конвективным и радиационным теплообменами. Применение же водородосодержащих присадок способствует снижению всех перечисленных потерь, тем самым, повышая топливную экономичность дизеля.
Актуальное на сайте:
Расчет числа секций радиатора первого контура охлаждения воды дизеля
Необходимое количество секций радиаторов для охлаждения воды определяется на основе решения системы уравнения, описывающих процесс теплообмена:
– – количество тепла, отводимого в холодильник с водой дизеля;
– – это же количество тепла, ...
Проверка местной прочности конструкции корпуса
Общие положения
При определении элементов сечения продольных балок набора и балок перекрытий ширина присоединенного пояска обшивки принимается как меньшая из величин: полусумма расстояний до ближайших балок того же направления и одна шес ...
Категория ледовых усилений и класс автоматизации
Категория ледовых усилений: Ice3 позволяет работать в Азовском, Черном, Средиземном, Балтийском и Северном морях зимой.
Класс автоматизации: АUT1 позволяет эксплуатацию механической установки без постоянного присутствия обслуживающего пе ...
Автомобильные дизельные топлива