Вопрос про горение топлива

[TsAI]

то можно добиться эффекта газовой изоляции стенок, 

Уже было в 70-80-е годы у людвика элсбета - рабочий процесс "Дуотермик" - трехцилиндровый дизель "Элко" модели 3.82.92Т (через точку зашифрованы число цилиндров/ диаметр цилиндра/ ход поршня и наличие турбонаддува) рабочим объемом 1,45 л.

 

[JohnDoe]

Уже было в 70-80-е годы у людвика элсбета - рабочий процесс "Дуотермик" - трехцилиндровый дизель "Элко" модели 3.82.92Т (через точку зашифрованы число цилиндров/ диаметр цилиндра/ ход поршня и наличие турбонаддува) рабочим объемом 1,45 л. 

Спасибо, я знаю. Я даже, в некотором роде, фанат сего девайса.

 

[Андрей Миллер]

Цикл Миллера применяется на современных мощных газопоршневых стационарах.

Там проще, можно выставить на один номинальный режим и снимать сливки.
Если бы поршневые авиамоторы развивались, то был бы смысл этот цикл попробовать и в них...
Вся надежда на АГК....
У него двойной ход, вот где можно развернутся... :~)

 

[Бульдог Бронсович Дизеленко]

Читывал давненько на форуму, посвящённом старым тойотовским бусикам, что солярку греть можно градусов до ста десяти для вящей экономии, чистоты сгорания и мягкости работы, что было установлено экспериментально на этих же бусиках. Наверное, дизеля были камерные, но точно не помню.

 

[XM Eger]

К чему приведет если бензин /керосин разогревать до состояния газообразности прежде чем сжигать? И если температуру повышать до и выше температуры вспышки

Этот процесс в нефтепереработке называется пиролиз.

Пиро[ch769]лиз (от др.-греч. [ch960][ch8166][ch961] — огонь, жар и [ch955][ch973][ch963][ch953][ch962] — разложение, распад) — термическое разложение органических и многих неорганических соединений. В узком смысле, разложение органических природных соединений при недостатке кислорода (древесины, нефтепродуктов и прочего). В более широком смысле — разложение любых соединений на составляющие менее тяжёлые молекулы, или химические элементы под действием повышенной температуры.
Пиролиз углеводородов
Введение
Процесс термического пиролиза углеводородного сырья (нефти и её фракций) — основной способ получения низкомолекулярных ненасыщенных углеводородов — олефинов — этилена и пропилена.
Существующие мощности установок для проведения пиролиза в мире составляют 113,0 млн т/год по этилену или почти 100 % мирового производства и 38,6 млн т/год по пропилену или более 67 % мирового производства (остальное — 30 % производства пропилена приходится на каталитический крекинг, около 3 % мирового производства пропилена получают из побочных газов нефтеперегонных заводов, а именно из газов процессов замедленного коксования и висбрекинга). При этом, среднегодовой прирост потребления этилена и пропилена в мире составляет более 4 %[когда?][источник не указан 87 дней].
Наряду с производством этилена и пропилена, процесс пиролиза нефти — основной источник производства дивинила, выделяемого ректификацией из сопутствующей пиролизной С4 фракции и отгонов бензола, получаемого из жидких продуктов пиролиза.
Около 80 % мирового производства дивинила и 39 % производства бензола осуществляется пиролизом углеводородов[источник не указан 87 дней].
Условия проведения пиролиза и химические реакции
В промышленных условиях пиролиз углеводородов осуществляют при температурах 800—900 °C и при давлениях, близких к атмосферному (на входе в нагреваемый трубопровод — пирозмеевик ~0,3 МПа, на выходе из него — 0,1 МПа избыточного давления).
Время прохождения сырья через пирозмеевик составляет 0,1—0,5 сек.
Теория пиролиза недостаточно изучена.
Большинство исследователей придерживаются теории цепного свободно-радикального механизма разложения при пиролизе в таких условиях.
Условно, все реакции при пиролизе можно разделить на первичные и вторичные. Первичные реакции протекают со снижением молекулярной массы продуктов пиролиза. Это, в основном, реакции расщепления высокомолекулярных парафинов и нафтеновых углеводородов с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой, что сопровождается увеличением объёма газообразной смеси
Далее возможны вторичные реакции синтеза более тяжёлых молекул из низкомолекулярных непредельных углеводородов. Эти реакции протекают, преимущественно, на поздних стадиях пиролиза.
При увеличении молекулярной массы молекул в смеси продуктов реакции уменьшается объём газов реакционной массы.
В основном, реакции образования ароматических, конденсированных ароматических углеводородов типа нафталин, антрацен в результате реакции конденсации/поликонденсации ведут к синтезу термически стабильных ароматических углеводородов в том числе, по реакциям типа Дильса — Альдера.
Также, ко вторичным реакциям можно отнести реакции образования смеси различных пастообразных углеводородов, с низким удельным содержанием водорода в молекулах соединений, называемых в промышленности пёком.
Пёк при обжиге при температурах свыше 1000 °С теряет водород в составе молекул легкокипящих углеводородов. Получаемый продукт, как правило, называют пиролитическим коксом. Но пиролитический кокс отличается по многим физическим свойствам, в частности, по абсорбционной способности, от каменоугольного кокса.
Деление реакций на первичные (разрушение тяжёлых молекул) и вторичные (синтез поликонденсированных ароматичеких углеводородов) условно, так как оба типа реакций происходят одновременно.
Для снижения скоростей вторичных реакций пиролиза — синтеза используют разбавление сырья пиролиза водяным паром. В результате парциальное давление пара углеводородов снижается и, согласно принципу Ле Шателье, снижение давления в зоне реакции будет способствовать протеканию реакций, идущих со снижением молекулярной массы, то есть с увеличением объёма, таким образом обеспечивается увеличение выхода продуктов расщепления — продуктов первичных реакций.
Концентрация водяного пара в процессе пиролиза выбирается в зависимости от целевого продукта. Так, для получения этилена, бутилена, бензина соотношение пара к сырью обычно составляет 0,3:1,0, 0,4:1,0, 0,5:1,0 соответственно.

В дизельном двигателе условий для пиролиза не создать, но даже если бы и создались, то суммарная энергоэффективность полученных новых углеводородов и синтетических не превысила бы исходную.
То есть то на то и вышло бы, немного меньше. Но изменилось бы цетановое число в сторону уменьшения, а это уже существенный минус для работы дизеля.

 

[А.Г.К]

ваще то все горит только в газообразном состоянии

Ну, не совсем так. Есть ещё большая область твердофазных реакций. К примеру, получение керамики методом СВС, да и те же термиты. Всё зависит от реакционной способности исходных компонентов.

 

[А.Г.К]

Уже было в 70-80-е годы у людвика элсбета - рабочий процесс "Дуотермик" - трехцилиндровый дизель "Элко" модели 3.82.92Т (через точку зашифрованы число цилиндров/ диаметр цилиндра/ ход поршня и наличие турбонаддува) рабочим объемом 1,45 л. 

Видел снимки камеры сгорания сего двигателя с прекрасно сохранившимися следами от струи топлива. Там разновидность обычного М-процесса и ни каких чудес. Как говорится, много шума и ничего. Эту тему уже активно обсуждали. Не нужно выдумывать на пустом месте.

 

[TsAI]

Не нужно выдумывать на пустом месте.

скажите об этом Эльсбетту.

 

[051]

Уважаемому Инициатору данной ветки:
   Подача в цилиндры газовой смеси топливо+воздух (при предварительной её подготовке, в частности - предварительным Испарением компонентов) - обязательно скажется на его наполняемости. В худшую сторону.
   Поэтому - мощность двигателя должна "упасть". Это  хоть теоретически, хоть практически, понятно сразу.
   Падение мощности ожидаемо до 15-25%.

   Добавив (после преварительного испарения) процесс охлаждения готовой таковой смеси, для повышения (вроде бы)Кнаполн, поимеем обратный (в ней) процесс конденсации - что сведёт на "Нет" всю Идею.
   
   Я тАк думаю.
   Меня тАк учили, подтверждая лабораторкой.

   Как то так.

: :IMHO ;D

 

[А.Г.К]

Не нужно выдумывать на пустом месте.

скажите об этом Эльсбетту.

К сожалению не обладаю паранормальными способностями, а посему связаться с данным господином не могу.

 

[Varan]

Есть ещё большая область твердофазных реакций.

ну смотря что понимать под горением- учили же что это взаимодействие с кислородом, а взаимодействие в твердой фазе- просто эндотермические  экзотермические реакции

 

[051]

Да запросто (с твердой фазой то):
    - производим процесс возгонки порции твердого топлива на стадии подготовки смеси.

Делов то!
Всего то - за ~ 0,1125 сек, Успеем?

 

[А.Г.К]

взаимодействие в твердой фазе- просто эндотермические реакции 

Эндотермическая реакция идёт с поглощением теплоты, происходит во всех видах сред. Горение термитной смеси один из примеров экзотермической реакции в твёрдых фазах.

 

[А.Г.К]

Всего то - за ~ 0,1125 сек, Успеем?

Та запросто, просто взорвём топливо электромагнитным или лазерным импульсами.

 

[Varan]

Эндотермическая реакция идёт с поглощением теплоты, 

совершенно верно, оговорился

 

[XM Eger]

К чему приведет если бензин /керосин разогревать до состояния газообразности прежде, чем сжигать? И если температуру повышать до и выше температуры вспышки?
Допустим, есть жидкое топливо, оно подается через металлическую трубку в КС. Допустим, что начали разогревать эту подводящую трубку вместе с топливом, при этом топливо еще в трубке переходит в газообразное состояние без присутствия кислорода.
1. Что будет происходить, если температура будет равна температуре, когда жидкое топливо переходит в фазу газообразного?
2. Что будет, если температура трубки и топлива в ней будет выше температуры вспышки паров топлива?
3. Какие изменения будут с топливом?
4. Какие изменения будут мотором?

Вы описали чистой воды пиролиз.
Пиролиз углеводородов осуществляют при температурах 800—900 °C и при давлениях, близких к атмосферному (на входе в нагреваемый трубопровод — пирозмеевик ~0,3 МПа, на выходе из него — 0,1 МПа избыточного давления).
Время прохождения сырья через пирозмеевик (вашу трубку) составляет 0,1—0,5 сек.
Первый вопрос опускаем, понятно, что в нём нет ничего интересного.
А вот по второму вопросу - начиная с температуры градусов 700 запускаются реакции пиролиза.
Вначале пойдут первичные реакции пиролиза, характерные тем, что в продуктах первичных реакций пиролиза преобладают углеводороды с низкой молекулярной массой (это будут реакции расщепления высокомолекулярных парафинов и нафтеновых углеводородов, содержащихся в дизтопливе, с образованием углеводородов с меньшей молекулярной массой, что сопровождается увеличением объёма газообразной смеси).
А потом, со временем, с нагнетанием ещё бОльшей температуры пойдут вторичные реакции пиролиза, но это уже будут реакции не разложения, а синтеза тяжёлых молекул преимущественно из  непредельных низкомолекулярных углеводородов, так как они не очень стабильны и легко восприимчивы к реакциям синтеза.
При увеличении молекулярной массы молекул в смеси продуктов реакции все пойдет в обратную - будет уменьшается объём газов реакционной массы.
Вторичные реакции пиролиза в конечном итоге ведут к синтезу термически стабильных ароматических углеводородов.
Также, ко вторичным реакциям можно отнести реакции образования смеси различных пастообразных углеводородов, с низким удельным содержанием водорода в молекулах соединений, называемых в промышленности пёком.
Пёк при обжиге при температурах свыше 1000 °С теряет водород в составе молекул легкокипящих углеводородов. Получаемый продукт, как правило, называют пиролитическим коксом. Вот, дошли до кокса в ответе на вопрос 3.
При доведении реакций пиролиза до пёка мотор закоксуется. Ответили на вопрос 4.
И где ж вы возьмёте столько дополнительной энергии, что бы в результате из прекрасно сбалансированного углеводородного состава дизельного топлива получить вот эту гадость, которая-то слабо приспособлена для эффективного получения энергии в результате сгорания по дизельному циклу?
Вас этот вопрос не смущает?
Возвращаемся к мамонтам. Все знают, что идею дизельного цикла Рудольфу Дизелю дала воздушная зажигалка, изготовленная неизвестным мастером в 1833 – 1834 году. Внешне зажигалка была похожа на шприц, вовнутрь помещался трут и при быстром, ударном воздействии на шток поршны, воздух сжимался при этом сильно нагреваясь, трут воспламенялся... и всё - вместо трута Дизель туда поместил уголь, угольную пыль... Так был изобретен дизель.

В 1892 году Дизель также получает английский патент № 1892, выданный Патентной библиотекой Лондона на «Двигатель с компрессионным зажиганием». В концепции патента было указано: «Сжатие в цилиндре воздуха или иного другого инертного газа до степени, обеспечивающей увеличение температуры сжатого газа значительно выше момента воспламенения топлива, не зависимо от типа используемого топлива».

Но основной инвестор Рудольфа Дизеля Фредерик Круп был недоволен Дизелем, поскольку по контакту Дизель обещал сконструировать двигатель, работающий на угольной пыли, а не на жидком топливе, что для Германии тогда было необычайно важно.
Ну, не пошла тогда угольная пыль в качестве топлива для дизельного двигателя!
А вот сейчас, намёк, поданный Вадимом 2.0 вполне реализуем - подаём угольную пыль-шугу в смеси с водой в пиролизный змеевик, нагреваем её, можно до температуры прямого пиролиза воды  и на выходе получаем не только жидкие газообразные углеводороды, но и водород и кислород!

Но где энергии взять на всё это, Зин?

Хотя ещё тогда Дизель был весьма близок к этим температурам:

Первоначально предлагалось, что давление сжатия будет 250 атмосфер, но создать такое давление в то время не было технической возможности, поэтому Дизель решил снизить давление до 90 атмосфер. При таком давлении расчётная температура воздуха в цилиндре перед впрыском топлива должна быть 900[ch186] С.
Но, на стадии сборки, ещё раз проверив расчёты, Дизель убедился в правоте Келлера, что затраты мощности двигателя на сжатие воздуха до 90 атмосфер будут чрезмерными и «съедят» весь выигрыш в КПД, полученный за счет работы по циклу Карно. Более того, и такое давление создать не имелось практической возможности, первоначально давление достигало всего 18 атмосфер, и только после кропотливых доводок давление удалось поднять до 34 атмосфер. В результате чего температура сжатого воздуха в конце такта сжатия должна была упасть с 900 до 600 °С. Но согласно теории Карно такой перепад температур был недостаточен для получения очень высокого КПД тепловой машины.

 

[TsAI]

подаём угольную пыль-шугу в смеси с водой в пиролизный змеевик, нагреваем её, можно до температуры прямого пиролиза воды  и на выходе получаем не только жидкие газообразные углеводороды, но и водород и кислород! 

Вы получите так называемый синтез-газ - в идеале - смесь СО и Н[sub]2[/sub]
а "жидкие и газообразные углеводороды"- это уже другой химпроцесс (напр. фишера -тропша) с использованием синтезгаза на катализаторах и при давлениях. немчура на таких"жидких углеводородах" дошла до Волги и обратно (правда, обратно не все вернулись...)

 

[XM Eger]

Вы получите так называемый синтез-газ - в идеале - смесь СО и Н[sub]2[/sub], а "жидкие и газообразные углеводороды" - это уже другой химпроцесс (напр. Фишера-Тропша) с использованием синтез-газа на катализаторах и при давлениях.
Немчура на таких "жидких углеводородах" дошла до Волги и обратно (правда, обратно не все вернулись...)

Ну, насчёт прямого пиролиза воды я пошутил - там температуры нужны за 1500 гр. Цельсия, так что выход СО и Н[sub]2[/sub] для каталитического процесса синтеза по Фишеру - Тропшу маловат будет
А так - при температурах в 900-1000 градусов по вторичным реакциям пиролиза как раз и будет синтез ароматических углеводородов из непредельных лёгких, а перегретый пар полезен и так будет для лучшей организации горения...
Но это так, теория для дизеля, вряд ли такое, в одном флаконе, в дизеле можно реализовать по причине, наверное, бОльших затрат энергии, чем может быть получено. Разве что использовать температуру выхлопных газов?

Да, TsAI, я только сейчас увидел, что Вы ещё в июле прошлого года подметили аналогию описанного Вадимом 2 с пиролизом!

 

[Андрей Миллер]

основной инвестор Рудольфа Дизеля Фредерик Круп был недоволен Дизелем, поскольку по контакту Дизель обещал сконструировать двигатель, работающий на угольной пыли, а не на жидком топливе, что для Германии тогда было необычайно важно.

Бедный Дизель! Жил в отсталой стране, где не было кружков "ЮТ", журналов "ТМ" и телепередачи "Это ВЫ можете"... :'(
В научно-техническом монстре - СССР - все уже давно сделали и даже не в институтах!
В оных, в СССР "хренью" не занимались... 


D
Все сделано пионерами и инженерами!

 

[TsAI]

Все сделано пионерами и инженерами!

Андрей, когда читаю Ваши ссылки на золотые медали пионеров, меня начинают одолевать смутные воспоминания...

Это не 21-й век, а детская самоделка. 

Эй, "пионэры" где "мысели" (на бульдогском) о взаимосвязи повышения температуры наружных поверхностей двигателей при постоянной температуре ОЖ с рабочим процессом? Заткнулись, потому, что ни хрена вы ни в чём не разбираетесь. Только из старых книг объедки вытаскиваете и не более того.
"Пионэры" вот ответ протесто-католиков на ваши потуги

А если серьезно, то о водяном газе подробнейшим образом расписано еще в позапрошлом веке , напр.у Брокгауза http://dic.academic.ru/dic.nsf/brokgauz_efron/23173/Водяной
в том числе и о разных способах его получения и свойствах в качестве газомоторного топлива... В исторической (в т. ч. и времен СССР) части этого вопроса, уважаемый коллега  Lewww, возможно более компетентен...