Математическое моделирование образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на рапсовом масле и этаноле

8 / 18

В.А. Лиханов, А.Н. Козлов, М.И. Арасланов
8 Инженерный журнал: наука и инновации # 8·2017
d d d d ,
d d d
 
     
  
     
         
i i i i
k
M M M M
d
(13)
где d / d
i М — суммарная скорость изменения концентрации i-го
компонента газовой смеси;  
d / di М   — скорость изменения кон-
центрации i-го компонента, связанного с подводом испаренного топ-
лива;  
d / di k М  — скорость изменения концентрации i-го компо-
нента вследствие предпламенных химических превращений топлива;
d / )d ( i М   — скорость изменения концентрации i-го компонента в
процессе основного горения.
Предполагаем, что сажистые частицы проходят через реакцион-
ную зону пламени без газификации и окисляются в зоне продуктов
сгорания, тогда результирующее сажевыделение можно представить
в виде алгебраической суммы составляющих:
обр выг
d d d ,
d d d
N N N

     
 
     
        
(14)
где  
d / d   N — суммарная скорость изменения сажесодержания в
цилиндре дизеля;   обр d / dN  — скорость образования сажи;
 выг d / dN  — скорость выгорания сажи; N — текущее значение
сажесодержания в цилиндре, кг.
Скорость сажеобразования в предпламенной зоне пропорцио-
нальна концентрации ацетилена [12] и определяется по выражению
2 2
7
р С Н обр уд
1
обр
10 d
,
d 6
k pr N S N B
n
 

   (15)
где 1 В — эмпирический коэффициент; р k — константа скорости по-
верхностного роста; p — текущее давление в цилиндре, МПа; 2 2 C H r —
объемная концентрация ацетилена, определяемая по уравнению мате-
риального баланса; обр N — текущее значение сажесодержания в
зоне образования, кг; уд S — удельная поверхность частицы сажи.
Скорость выгорания частиц сажи в условиях дизельного пламе-
ни, согласно работе [7], определяем по выражению
* * в 2 1
2 уд * *
выг
d ( ) 2 exp 1 2 exp 1 ,
d
m m
m m
N q E T E T
B NnS k k
V RT RT T T
            
     
           
             
(16)