Bai giang chuong 2 diesel

Chương 2
MÔI CHẤT CÔNG TÁC CỦA CHU TRÌNH THỰC TẾ
2.1. MÔI CHẤT CÔNG TÁC CỦA CHU TRÌNH THỰC TẾ
Môi chất công tác là chất môi giới dùng để thực hiện một chu trình công tác thực tế của động cơ. Đối với động cơ diesel môi chất công tác gồm chất ô xy hóa (chất ô xy hóa là ô xy của không khí), nhiên liệu và sản vật cháy. Trong khi thực hiện chu trình công tác môi chất luôn thay đổi về tính chất lý hóa của nó.
Trong quá trình nạp môi chất công tác được gọi là khí nạp mới; trong quá trình nén (khi đóng hoàn toàn cửa nạp, thải) được gọi là hỗn hợp công tác; trong quá trình cháy, giãn nở, thải gọi là sản vật cháy, có thể gọi chung là môi chất công tác.
Trong động cơ đốt trong kiểu piston nhiệt năng được tạo ra để biến thành công cơ học là kết quả của các phản ứng hóa học giữa các thành phần của nhiên liệu với ô xy của không khí có trong xi lanh động cơ. Thời gian để thực hiện các phản ứng hóa học này trong xi lanh động cơ rất ngắn, phụ thuộc nhiều yếu tố: áp suất, nhiệt độ môi chất công tác; vòng quay động cơ; chế độ tải; chất lượng phun sương nhiên liệu; loại nhiên liệu sử dụng; kết cấu buồng cháy; tốc độ xoáy lốc hỗn hợp, vì thế cần phải có thời gian hòa trộn hỗn hợp để tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng xảy ra nhanh, hoàn toàn.
2.2. NHIÊN LIỆU DÙNG CHO ĐỘNG CƠ DIESEL
2.2.1. Thành phần hoá học
Nhiên liệu dùng cho động cơ chủ yếu là sản phẩm chưng cất dầu mỏ, đó là hỗn hợp phức tạp của các nhóm hydrô cacbon khác nhau. Dựa vào tính chất và cấu trúc phân tử hyđrô cacbon được phân thành 3 nhóm: hyđrô cacbon mạch thẳng (no và không no); hyđrô cacbon mạch vòng (naptalin); hyđrô cacbon thơm.
Hyđrô cacbon mạch thẳng: đặc biệt hyđrô cacbon no (hyđrô cacbon đặc biệt là napraphin hay ankan) có khả năng tự bốc cháy cao nhất.
Hyđrô cacbon thơm thuộc loại benzen có khả năng tự bốc cháy thấp nhất.
Hyđrô cacbon naptalin có khả năng tự bốc cháy nằm giữa hai họ trên. Hàm lượng hyđrô cacbon naptalin có trong thành phần của nhiên liệu làm độ nhớt nhiên liệu tăng lên.
Thành phần hoá học của nhóm chỉ ra hàm lượng phần trăm nhóm hyđrô cacbon khác nhau trong thành phần của nhiên liệu. Hàm lượng phụ thuộc vào thành phần của nhiên liệu. Nhiên liệu chưng cất chứa khoảng 30(55% hyđrô cacbon no, 5(15% hyđrô cacbon naptalin, 30(50% hyđrô cacbon thơm, với nhiên liệu nặng chứa tương ứng: 5(50%, 40(70% và 10(25%. Thành phần hoá học của nhóm cho phép đánh giá khả năng tự bốc cháy của nhiên liệu so với khả năng tự bốc cháy của các loại nhiên liệu khác nhau. Trong thành phần của nhiên liệu hyđrô cacbon no càng nhiều và hyđrô cacbon thơm càng ít thì khả năng tự bốc cháy càng cao (đánh giá thông qua số xê tan).
Với động cơ diesel tàu thuỷ thường dùng 2 loại nhiên liệu được sản xuất từ dầu mỏ: nhiên liệu chưng cất và nhiên liệu nặng.
Nhiên liệu chưng cất có độ nhớt thấp nhờ vậy có thể không cần sấy nóng trước khi cấp vào xi lanh động cơ diesel. Loại nhiên liệu này gọi là nhiên liệu diesel và nhiên liệu tua bin khí. Nhiên liệu diesel thu được trong quá trình chưng cất trực tiếp dầu mỏ gồm phần chưng cất chủ yếu sôi ở nhiệt độ 230(3450C. Nhiên liệu tua bin khí là nhiên liệu thu được bằng phương pháp cốc hoá chậm từ nhựa đường crackin các chất còn lại của dầu sunfua. Loại nhiên liệu này có độ tro thấp, hàm lượng tạp chất cơ học không đáng kể nhưng hàm lượng lưu huỳnh và chất có nhựa cao.
Nhiên liệu nặng là hỗn hợp các sản phẩm dầu còn lại khi chưng cất dầu mỏ trực tiếp. Dựa vào khối lượng và chất lượng thành phần hợp thành, nhiên liệu nặng được phân thành loại có độ nhớt cao và độ nhớt trung bình. Do nhiên liệu nặng có độ nhớt cao nên trong hệ thống nhiên liệu cần phải có thiết bị sấy.
2.2.2. Nhiệt cháy
Nhiệt cháy là lượng nhiệt toả ra khi cháy một kg nhiên liệu. Khi tính toán quá trình công tác của động cơ người ta dùng nhiệt trị thấp QH, vì khi nhiệt độ khí thải tương đối cao thì hơi nước tạo thành khi cháy hyđrô không ngưng tụ và ẩn nhiệt của hơi nước tạo thành trong quá trình công tác không được sử dụng.
Nhiệt trị thấp QH của nhiên liệu lỏng sử dụng trong động cơ diesel nằm trong khoảng QH=39800(44000 kJ/kg. Khi tính toán dùng nhiệt cháy qui ước QH=41868 kJ/kg.
2.2.3. Khối lượng riêng (