9 / 18
Математическое моделирование образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2017 9
где
2
B
— эмпирический коэффициент;
в
q
— цикловая подача воздуха,
кг/цикл;
— суммарный коэффициент избытка воздуха;
— доля
выгоревшего топлива;
V
— текущий объем цилиндра, м
3
;
*
k
,
*
Т
—
координаты полюса химических реакций по зависимости Аррениуса;
1
Е
,
2
Е
— энергия активации, кал/моль, соответственно для реакций (5)
и (6);
R
— универсальная газовая постоянная;
m
T
— среднемассовая
температура сажистых частиц.
Константа скорости поверхностного роста частиц сажи вычисля-
ется по данным П.А. Теснера [12]:
4
p
17,1 10 exp
138 000 /
.
k
RT
(17)
Учитывая, что процесс сажеобразования происходит в предпла-
менной зоне, температура которой изменяется от осредненной тем-
пературы газов
г
Т
до среднемассовой температуры сажистых частиц
m
T
, за определяющую температуру процесса принимаем средне-
арифметическую
г
обр
.
2
m
Т Т
T
(18)
Под среднемассовой температурой
m
T
понимается среднеинте-
гральная температура частиц, распределенных в объеме, осредняю-
щая действительную температуру частиц в зависимости от их место-
нахождения от
min
T
в пристеночной зоне до
max
T
в пламенной зоне.
За определяющую температуру процесса выгорания принимаем
среднемассовую температуру
выг
m
Т T
.
По данным исследований [12], температура частиц сажи в пла-
мени находится в диапазоне
2600 2800
K, что значительно превы-
шает осредненную температуру газов. Очевидно, что такие высокие
температуры частиц нельзя распространять на весь излучающий объ-
ем. Для определения
m
T
необходимы данные о распределении тем-
пературы частиц в объеме КС. Выгорание частиц сажи происходит
преимущественно в зоне продуктов сгорания, поэтому характер из-
менения
m
T
в цикле соответствует изменению температуры пламени
п
Т
. Тогда упрощенно
m
T
можно определить как
выг
п
,
m
T Т T Т
(19)
где
п
T
— температура пламени;
T
—
величина, характеризующая
снижение среднемассовой температуры частиц сажи относительно
п
T
.