第三章燃烧过程及排放
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中级消防设施操作员第三章(燃烧和火灾的基本知识)
第三章燃烧和火灾基本知识第一节燃烧基础知识1.燃烧的定义和本质。
2.燃烧的不同类型及相关作用原理。
3.燃烧产物的定义、类型及危害。
知识点1:什么是燃烧燃烧是指可燃物与氧化剂作用发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和(或)发烟现象。
燃烧可分为有焰燃烧和无焰燃烧。
通常看到的明火都是有焰燃烧;有些固体发生表面燃烧时，有发光、发热的现象，但是没有火焰产生，这种燃烧方式则是无焰燃烧。
知识点2:如何判断物质是否发生了燃烧反应物质是否发生了燃烧反应，可根据发生化学反应、放出热量、发出光亮这3个特征来判断。
知识点3:燃烧发生的条件是什么燃烧过程的发生和发展必须同时具备可燃物、助燃物、引火源3个必要条件，通常称为“燃烧三要素”。
但要导致燃烧发生，不仅需要满足三要素条件，而且需要三者达到一定量的要求，并且存在相互作用的过程。
因此，燃烧的充分条件可以进步表述为:具备足够数量或浓度的可燃物，具备足够数量或浓度的助燃物，具备足够能量的引火源。
知识点4:什么是可燃物凡是能与空气中的氧或其他氧化剂起燃烧化学反应的物质称为可燃物，简单来说，可燃物就是可以燃烧的物品。
按化学组成不同，可燃物可分为有机可燃物和无机可燃物:按物理状态不同，可燃物可以分为固体可燃物、气体可燃物和液体可燃物。
知识点5:什么是助燃物助燃物也称氧化剂，是指能与可燃物质发生燃烧反应的物质，通常燃烧过程中的助燃物主要是氧。
此外，某些物质也可作为燃烧反应的助燃物，如氯、氟、氯酸钾等。
知识点6:什么是引火源引火源也称点火源，是使物质开始燃烧的外部热源(能源)，常见的引火源主要有明火、电弧、电火花、雷击、高温以及自燃引火源。
知识点7:什么是链式反应当某种可燃物受热,该可燃物的分子会发生热解作用从而产生自由基,自由基是一种高度活泼的化学形态,能与其他的自由基和分子反应，使燃烧持续进行下去，这就是燃烧的链式反应。
简单来说，燃烧的过程放出热量，使剩余可燃物达到燃点，又导致更剧烈的燃烧。
第三章 层流燃烧
D
Ys Y D s r y
（5）径向的速度分量等于零，燃料与空气的混合完全是由于扩散引起的。 （6）燃烧按化学计量比进行。以质量为单位的化学反应式为
F g Og (1 )Pg
YF YF F v M F (v F F)
由式（3.1.3）和式（3.1.7）得 （3.1.8）
（3.1.9）
1 1 1 h2 h1 p 2 p1 2 2 1
雨果尼奥（Hugoniot）方程
（3.1.10）
1 p 2 p1 1 1 0 p p － h 1 r 2 2 1 1 2 2 1
2 2
1 p1 1 1 1 p 2 1 p 1 1 2 2 2 2 1
雨果尼奥（Hugoniot）曲线
p2 1 2 M 12 1 p 1 1 1 1 p1 1 1 2 M2 1 p 1 1 2 2
火焰速度与压强之间的关系
1
p n1
p n2
Ti ？
若Ti T 则Sl
分区近似解
Z-F-K两区模型 预热区 燃烧区
dT S l c p Ti T dx 0
d 2T 1Q1 0 2 dx x 0 时 T Ti x 时 T T , dT dx 0 f
d dT dT d 2T 2 2 dx dx dx dx
2Q1 dT d dT 1 dx dx k dx
Ys Y D s r y
（5）径向的速度分量等于零，燃料与空气的混合完全是由于扩散引起的。 （6）燃烧按化学计量比进行。以质量为单位的化学反应式为
F g Og (1 )Pg
YF YF F v M F (v F F)
由式（3.1.3）和式（3.1.7）得 （3.1.8）
（3.1.9）
1 1 1 h2 h1 p 2 p1 2 2 1
雨果尼奥（Hugoniot）方程
（3.1.10）
1 p 2 p1 1 1 0 p p － h 1 r 2 2 1 1 2 2 1
2 2
1 p1 1 1 1 p 2 1 p 1 1 2 2 2 2 1
雨果尼奥（Hugoniot）曲线
p2 1 2 M 12 1 p 1 1 1 1 p1 1 1 2 M2 1 p 1 1 2 2
火焰速度与压强之间的关系
1
p n1
p n2
Ti ？
若Ti T 则Sl
分区近似解
Z-F-K两区模型 预热区 燃烧区
dT S l c p Ti T dx 0
d 2T 1Q1 0 2 dx x 0 时 T Ti x 时 T T , dT dx 0 f
d dT dT d 2T 2 2 dx dx dx dx
2Q1 dT d dT 1 dx dx k dx
燃烧过程的理论基础
550
烟煤Vdaf=40%
650
烟煤Vdaf=30%
750
烟煤Vdaf=20%
840
贫煤Vdaf=14%
900
无烟煤Vdaf=4%
1000
挥发分越高的煤，着火温度越低，即越容易着火； 挥发分越低的煤，着火温度越高，越不容易着火。
着火热
一次风：现代大中容量锅炉广泛燃用煤粉，为了使煤粉气流被更快加热到煤粉颗粒的着火温度，总是不把煤粉燃烧所需的全部空气都与煤粉混合来输送煤粉，而只是用其中一部分来输送煤粉，这部分空气称为一次风。
只有粗煤粉在炉膛高温区才可能处于扩散。
其他区域为动力或过渡区，故提高炉膛温度可强化煤粉燃烧。
一次反应：式3-26；一次产物
燃烧机理：在碳粒的吸附表面进行的多相燃烧反应。
二次反应：式3-27；二次产物
碳粒的燃烧
02
不同温度下的碳粒燃烧过程：
图3-6 低于1200℃； 高于1200℃；
气流速度影响：
影响煤粉气流着火的因素
煤粉空气混合物经燃烧器喷入炉膛后，通过湍流扩散和回流，卷吸周围的高温烟气，同时又受到炉膛四壁及高温火焰的辐射，被迅速加热，热量达到一定温度后就开始着火。
1．燃料的性质 挥发分：含量低，煤粉气流的着火温度高，着火热增大，着火所需时间长，着火点离燃烧器喷口的距离也增大。 水分：水分大，着火热也随之增大，炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉汽流的辐射热也相应降低，对着火不利。 灰分：灰分在燃烧过程中不能放热还要吸热，灰分在着火和燃烧过程中使得炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，并进一步影响了着火的稳定性。 煤粉细度： 煤粉愈细，着火愈容易。（这是因为在同样的煤粉浓度下，煤粉愈细，进行燃烧反应的表面积就会越大，而煤粉本身的热阻却减小，在加热时，细煤粉的温升速度就比粗煤粉要快，这样就可以加快化学反应速度，更快地着火。）
烟煤Vdaf=40%
650
烟煤Vdaf=30%
750
烟煤Vdaf=20%
840
贫煤Vdaf=14%
900
无烟煤Vdaf=4%
1000
挥发分越高的煤，着火温度越低，即越容易着火； 挥发分越低的煤，着火温度越高，越不容易着火。
着火热
一次风：现代大中容量锅炉广泛燃用煤粉，为了使煤粉气流被更快加热到煤粉颗粒的着火温度，总是不把煤粉燃烧所需的全部空气都与煤粉混合来输送煤粉，而只是用其中一部分来输送煤粉，这部分空气称为一次风。
只有粗煤粉在炉膛高温区才可能处于扩散。
其他区域为动力或过渡区，故提高炉膛温度可强化煤粉燃烧。
一次反应：式3-26；一次产物
燃烧机理：在碳粒的吸附表面进行的多相燃烧反应。
二次反应：式3-27；二次产物
碳粒的燃烧
02
不同温度下的碳粒燃烧过程：
图3-6 低于1200℃； 高于1200℃；
气流速度影响：
影响煤粉气流着火的因素
煤粉空气混合物经燃烧器喷入炉膛后，通过湍流扩散和回流，卷吸周围的高温烟气，同时又受到炉膛四壁及高温火焰的辐射，被迅速加热，热量达到一定温度后就开始着火。
1．燃料的性质 挥发分：含量低，煤粉气流的着火温度高，着火热增大，着火所需时间长，着火点离燃烧器喷口的距离也增大。 水分：水分大，着火热也随之增大，炉内温度水平降低，从而使煤粉气流卷吸的烟气温度以及火焰对煤粉汽流的辐射热也相应降低，对着火不利。 灰分：灰分在燃烧过程中不能放热还要吸热，灰分在着火和燃烧过程中使得炉内烟气温度降低，同样使煤粉气流的着火推迟，并进一步影响了着火的稳定性。 煤粉细度： 煤粉愈细，着火愈容易。（这是因为在同样的煤粉浓度下，煤粉愈细，进行燃烧反应的表面积就会越大，而煤粉本身的热阻却减小，在加热时，细煤粉的温升速度就比粗煤粉要快，这样就可以加快化学反应速度，更快地着火。）
燃气应用第三章
上图这两种混合方式均 得不到理想的、均匀的 燃气-空气混合物
燃气燃烧气流混合原则
在相交气流的混合过程中，主要研究的问题是：
第一、以某一角度射入主气流中的射流轨迹。
第二、射流在主气流中的穿透深度。
第三、沿射流轴线速度和温度的变化以及射流横截面上的速 度场和温度场。
第四、射流与主气流的混合强度。
为了计算相交气流混合过程的各参数，必须确定混合过程 与喷嘴结构系数(孔口形状、孔口尺寸等)及流体动力参数
射夹流角外为部射边流界核的心夹收角缩α角1α称2为。射流张角。射流核心区边界的
通常周围介质的温度和密度与喷出气流不同，这时称为非 等温射流。
图3-1 等温层流自由射流
图3-2 热射流水平射至冷介质时 的射流轨迹
层流自由射流
如果射流垂直向上射出，那么重力 差只是稍微改变射流的张角及核心 收缩角。
旋转气流
(二)旋转射流的无因次特性——旋流数
旋风燃烧器所产生的旋涡流场是靠流 体内部的位能变化(静压差)而运动， 所以叫“位能旋涡”。这种旋涡的回 旋运动并非由外加扭矩所引起，若忽 略摩擦损耗，则不同半径上流体微团 的动量矩应当守恒，故又叫“自由旋 涡”。
画两个同心圆代表自由旋涡的两条流
线，间隔dr，选定两条流线间的流体 微团ABCD沿圆圈运动。
第一、应采用不同孔径的喷嘴，将 燃气喷入空气流中，否则无法形成 均匀的可燃混合物；
第二、孔与孔之间的距离应保证各
股燃气射流互不重叠； 第三、在保证各股射流互不重叠的
图3-5 燃烧装置中燃气与空 气相交流动的情况
前提下，确定燃气喷嘴直径；
(a)周边送燃气；(6)中心送燃气
第四、射流喷出速度应保证射流在 空气流中的穿透深度达到预定数值， 以便在燃烧器截面上形成几个环形 的燃气-空气混合层。
第三章生物质直接燃烧技术
➢ 不论生物质的来源于草本还是林木。其热解后的组成成分基本一致 ➢ 含水量高且多变，热值低，炉前热值变化快，燃烧组织困难 ➢ 挥发分高，且析出温度低、析出过程迅速，燃烧组织需与之适应 ➢ 生物质着火容易，在挥发分燃尽后，燃料剩余物为焦炭，气流运动会将
炭粒带人烟道。且固定碳受到灰分包裹，燃烧较难，因此，在固定碳燃烧 阶段，气流不宜太强 ➢ 碱金属和氯腐蚀问题突出
24430
2020/7/24
22
二、 生物质燃料与燃烧
由上述表可知，生物质燃料与碳相比其差别如下： ➢ 含碳量较少，含固定碳少（热值低） ➢ 含氧量多，含水量多 ➢ 挥发分含量多 ➢ 密度小 ➢ 含硫量低
2020/过程
四个阶段： （１）预热干燥； （２）干燥阶段； （３）挥发分的析出、燃烧与焦炭形成（干馏，释放热，占70%） ； （４）残余焦炭燃烧。
（三）生物质燃烧的条件
要充分的燃烧，必要“3要素”： ➢ 一定的温度 ➢ 合适的空气量及燃料的良好混合 ➢ 足够的反应时间和空间
2020/7/24
26
二、 生物质燃料与燃烧
（四）燃烧过程特点
➢ 生物质燃料密度小，结构比较松散，挥发分含量高。在生物质燃烧过程 中，若空气供应不当。挥发分就会不被燃尽而排出
分类
1）按照锅炉燃用生物质品种不同可分为：木材炉、薪柴炉、秸秆 炉、垃圾焚烧炉等； 2）按照锅炉燃烧方式不同又可分为流化床锅炉、层燃炉和悬浮燃 烧炉。
三、 生物质直接燃烧技术
2020/7/24
37
三、 生物质直接燃烧技术
1）层燃技术
在层燃方式中，生物质平 铺在炉排上形成一定厚度的燃 料层，进行干燥、干馏、燃烧 及还原过程。空气（一次配风 ）从下部通过燃料层为燃烧提 供氧气，可燃气体与二次配风 在炉排上方的空间充分混合燃 烧。
炭粒带人烟道。且固定碳受到灰分包裹，燃烧较难，因此，在固定碳燃烧 阶段，气流不宜太强 ➢ 碱金属和氯腐蚀问题突出
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二、 生物质燃料与燃烧
由上述表可知，生物质燃料与碳相比其差别如下： ➢ 含碳量较少，含固定碳少（热值低） ➢ 含氧量多，含水量多 ➢ 挥发分含量多 ➢ 密度小 ➢ 含硫量低
2020/过程
四个阶段： （１）预热干燥； （２）干燥阶段； （３）挥发分的析出、燃烧与焦炭形成（干馏，释放热，占70%） ； （４）残余焦炭燃烧。
（三）生物质燃烧的条件
要充分的燃烧，必要“3要素”： ➢ 一定的温度 ➢ 合适的空气量及燃料的良好混合 ➢ 足够的反应时间和空间
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二、 生物质燃料与燃烧
（四）燃烧过程特点
➢ 生物质燃料密度小，结构比较松散，挥发分含量高。在生物质燃烧过程 中，若空气供应不当。挥发分就会不被燃尽而排出
分类
1）按照锅炉燃用生物质品种不同可分为：木材炉、薪柴炉、秸秆 炉、垃圾焚烧炉等； 2）按照锅炉燃烧方式不同又可分为流化床锅炉、层燃炉和悬浮燃 烧炉。
三、 生物质直接燃烧技术
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三、 生物质直接燃烧技术
1）层燃技术
在层燃方式中，生物质平 铺在炉排上形成一定厚度的燃 料层，进行干燥、干馏、燃烧 及还原过程。空气（一次配风 ）从下部通过燃料层为燃烧提 供氧气，可燃气体与二次配风 在炉排上方的空间充分混合燃 烧。
汽车排放及控制技术第三章 汽车发动机的排放特性
第一节 发动机的稳态排放特性
二、柴油机的稳态排放特性
第二节 发动机的瞬态排放特性
一、汽油机的瞬态排放特性
１. 起动工况 图３-１０ 和图３-１１ 分别表示了某型汽油机常温起动和热起动时 ＣＯ、态排放特性
一、汽油机的瞬态排放特性
２. 加减速工况 汽油机加速工况，一般指迅速开启节气门增加转矩到最大值，使
第二节 发动机的瞬态排放特性
一、汽油机的瞬态排放特性
３. 怠速工况 汽油机怠速运转的特点是转速低，节气门开度小，供油量少，但
混合气浓度较高，雾化不良，节气门开度小，使剩余废气相对较多。
有的汽油机残余废气系数可达０.３５ ~０.８，而且各缸差别较大， 这种情况造成燃烧缓慢，燃烧不完全，甚至因点不着火而出现间断着 火现象。 一般来说，在怠速时ＣＯ 和ＨＣ 排放浓度高而ＮＯｘ 排放 浓度则较低。适当提高汽油机怠速转速，使进气节流度减小，新鲜充 量增加，剩余废气量相对减少，对改善燃烧、降低ＣＯ 及ＨＣ 的排 放有利。
第二节 发动机的瞬态排放特性
二、柴油机的瞬态排放特性
１. 起动工况 多缸柴油机的起动过程有其自身的特点。 首先，在起动时缸内压缩温 度很低，喷入缸内的燃油的雾化、气化很差，很难发展为扩散燃烧，这种 极不完善的燃烧使排放增加，柴油机起动过程包括若干加速阶段及转速 “踌躇”阶段。在第一次加速的初期，每缸每个循环的燃烧压力都在增加， 压力产生的转矩使柴油机转速增加，然而由于起动阶段内压缩温度低，燃 烧雾化质量差，这种转速的增加，使以曲轴转角表示的滞燃期相对更长， 在压缩上止点后更大的曲轴转角位置时才着火，导致柴油机转速不会增加 或稍有降低，即所谓的“踌躇”阶段。 随着缸内温度提高，燃油雾化改善， 滞燃期缩短，“踌躇”现象消除，起动才得以完成。在缸内的初始条件较 差时，必须供应较多的油，但这时燃烧并不稳定，也很不完善，因此ＣＯ、 ＨＣ 及微粒等有害物排放量比稳态的高。
第三章有害气体燃烧净化法3-催化燃烧等
极高的净化效率 处理量大 耐冲刷 压降低 抗毒能力强、化学稳定性高、选择性好 高强度、高稳定性 净化设备结构简单投资低 不产生二次污染。
2）催化剂种类 目前催化剂的种类已相当多，按活性成分大体可 分3类。 （1）贵金属催化剂 铂、钯、钌等贵金属对烃类及其衍生物的氧化都 具有很高的催化活性，且使用寿命长，适用范围 广，易于回收，因而是最常用的废气燃烧催化剂 如我国最早采用的Pt-Al2O3催化剂就属于此类催 化剂。但由于其资源稀少，价格昂贵，耐中毒性 差，人们一直努力寻找替代品
1
含氮有机污染物的净化 含氮有机污染物（如RNH2、RCONH2等）， 大都具有毒性和臭味，必须进行处理。 火箭推进剂偏二甲阱[(CH3)2NNH2]是一种 易溶于水和有机溶剂、具有强极性和弱碱性 的有机化合物，也是一种剧毒物质。采用催 化燃烧法处理火箭推进剂偏二甲肼废气（含 偏二甲阱1％，压力为0.25MPa，气量为 500 m3/h），当催化燃烧温度高于300℃， 偏二甲肼废气去除率达99％以上，获得很 好的处理效果。
（2）催化剂失活的防治
针对催化剂活性的衰减，可以采取下列相应
的措施： A按操作规程，正确控制反应条件； B当催化剂表面结碳时，通过吹入新鲜空气， 提高燃烧温度，烧去表面结碳； C将废气进行预处理，以除去毒物，防止催 化剂中毒； D改进催化剂的制备工艺，提高催化剂的耐 热性和抗毒能力。
一 催化燃烧的基本知识 1 催化燃烧的基本原理 催化燃烧是典型的气-固相催化反应，其实质是活 性氧参与的深度氧化作用。在催化燃烧过程中， 催化剂降低活化能，同时催化剂表面具有吸附作 用，使反应物分子富集于表面提高了反应速率， 加快了反应的进行。 借助催化剂可使有机废气在较低的起燃温度条件 下，发生无焰燃烧，并氧化分解为CO2和H2O， 同时放出大量热能，其反应过程为：
发动机原理第三章 内燃机的换气过程
➢正常排气
➢惯性进气
进气迟闭角：从进气下止点
河
到进气门关闭为止的曲轴转
南 理
角。
工
大
学
四冲程内燃机的换气过程
河 南 理 工 大 学
上止点
下止点
河 南 理 工 大 学
四冲程内燃机的换气过程
气门叠开现象和气门定时
气门叠开 配气相位 气门定时 扫气现象
进、排气提前角和迟闭角：
排气提前角：30~80°CA
南
理
工
TS ,Ta ,c , ρs
大
学
§3-3 提高充气效率的措施
➢ 减小进气系统阻力 ➢ 合理选择配气定时 ➢ 有效利用进气管的动态效应 ➢ 有效利用排气管的波动效应
河 南 理 工 大 学
一、减少进气系统阻力
一）进气门：阻力最大
气门的流通能力——时面值或角面值
Af
dt
1 6n
Af
d
=6nt
pa ps pa
流动阻力和转速关系
pa
v 2
2
和v
进气阻力的主要措施: 进气管长度、转弯半径、
管道内表面粗糙度；气流速度；增压中冷
和 r ： ，Vc ， r ，c
r c 燃烧恶化
河 南
汽油机： =6~12 r =0.05~0.16
理 工
非增压柴油机： =14~18 r =0.03~0.06
用电磁阀将高压共轨内油量进行合理分配控制油 压柱塞位置控制气门升程。
为精确控制气门升程 设置气门位移传感器
油压式可变配气机构的特点：
➢控制自由度高，提高进排气效 率气门的丰满系数接近1；
➢主要缺点：存在气门落座速度
河 南
➢惯性进气
进气迟闭角：从进气下止点
河
到进气门关闭为止的曲轴转
南 理
角。
工
大
学
四冲程内燃机的换气过程
河 南 理 工 大 学
上止点
下止点
河 南 理 工 大 学
四冲程内燃机的换气过程
气门叠开现象和气门定时
气门叠开 配气相位 气门定时 扫气现象
进、排气提前角和迟闭角：
排气提前角：30~80°CA
南
理
工
TS ,Ta ,c , ρs
大
学
§3-3 提高充气效率的措施
➢ 减小进气系统阻力 ➢ 合理选择配气定时 ➢ 有效利用进气管的动态效应 ➢ 有效利用排气管的波动效应
河 南 理 工 大 学
一、减少进气系统阻力
一）进气门：阻力最大
气门的流通能力——时面值或角面值
Af
dt
1 6n
Af
d
=6nt
pa ps pa
流动阻力和转速关系
pa
v 2
2
和v
进气阻力的主要措施: 进气管长度、转弯半径、
管道内表面粗糙度；气流速度；增压中冷
和 r ： ，Vc ， r ，c
r c 燃烧恶化
河 南
汽油机： =6~12 r =0.05~0.16
理 工
非增压柴油机： =14~18 r =0.03~0.06
用电磁阀将高压共轨内油量进行合理分配控制油 压柱塞位置控制气门升程。
为精确控制气门升程 设置气门位移传感器
油压式可变配气机构的特点：
➢控制自由度高，提高进排气效 率气门的丰满系数接近1；
➢主要缺点：存在气门落座速度
河 南
燃烧学讲义—第三章
第3章着火和灭火理论3.1 着火分类和着火条件3.1.1 着火分类可燃物的着火方式，一般分为下列几类：1）化学自燃：例如火柴受摩擦而着火；炸药受撞击而爆炸；金属钠在空气中的自燃；烟煤因堆积过高而自燃等。
这类着火现象通常不需要外界加热，而是在常温下依据自身的化学反应发生的，因此习惯上称为化学自燃。
2）热自燃：如果将可燃物和氧化剂的混合物预先均匀地加热，随着温度的升高，当混合物加热到某一温度时便会自动着火（这时着火发生在混合物的整个容积中），这种着火方式习惯上称为热自燃。
3）点燃（或称强迫着火）：是指由于从外部能源，如电热线圈、电火花、炽热质点、点火火焰等得到能量，使混气的局部范围受到强烈的加热而着火。
这时火焰就会在靠近点火源处被引发，然后依靠燃烧波传播到整个可燃混合物中，这种着火方式习惯称为阴燃。
大部分火灾都是因为阴燃所致。
必须指出，上述三种着火分类方式，并不能十分恰当地反映出它们之间的联系和差别。
例如，化学自燃和热自燃都是既有化学反应的作用，又有热的作用；而热自燃和点燃的差别只是整体加热和局部加热的不同而已，决不是“自动”和“受迫”的差别。
另外，火灾有时也称爆炸，热自燃也称热爆炸。
这是因为此时着火的特点与爆炸相类似，其化学反应速率随时间激增，反应过程非常迅速，因此，在燃烧学中所谓“着火”、“自燃”、“爆炸”其实质都是相同的，只是在不同场合叫法不同而已。
3.1.2 着火条件通常所谓的着火是指直观中的混合物反应自动加速，并自动升温以至引起空间某个局部最终在某个时间有火焰出现的过程。
这个过程反映了燃烧反应的一个重要标志，即由空间的这一部分到另一部分，或由时间的某一瞬间到另一瞬间化学反应的作用在数量上有突跃的现象，可用图3-1表示。
上图3-1表明，着火条件是：如果在一定的初始条件下，系统将不能在整个时间区段保持低温水平的缓慢反应态，而将出现一个剧烈的加速的过度过程，使系统在某个瞬间达到高温反应态，即达到燃烧态，那么这个初始条件就是着火条件。
3内燃机学第三章(1-2节)工作循环
Tc / Ta c k 1 ; Tz ' / Ta c k 1 ; Tz / Ta 0 c k 1
11
代入上式，可得：
t mCv pt Ta{( c k 1 c k 1 ) k ( 0 c k 1 c k 1 )} Vs t mCv Ta c k 1{( 1) k ( 0 1)} Vs
k 1 k 1 k 1
k 1
0 c
Tb / Ta Tz / Ta Tb / Tz 0 c Tb / Tz 0 c 0 c 1 k 1 ( ) 0k c / 0
(vz / vb )
k 1
其中， c为绝热压缩过程的压缩比； 为绝热压缩和绝热膨胀过程的绝热指数； p为等容加热过程的压力升高比； o为等压加热过程的容积增加比（预胀比）； =vb/vz为绝热膨胀过程的容积增加比（后胀比）- = c/ o 6 将各温度表达式代入循环热效率t，可得：
17
•机械效率限制 机械效率与缸内最大压力有密切关系，因为， Pmax决定了活塞 连杆机构的质量、其惯性力和主要承压面积大小等。 大幅度提高压缩比和压力升高比，必然会带来机械效率的下降， 从而使由于、提高所获得的循环效率与平均压力的收益，得而复 失。这一点对于柴油机来说，是一个很明显的问题。 国外柴油机最新发展的一个趋势，通过降低压缩比来提高柴油 机整机的经济性，其出发点就是减少摩擦损失。 •燃烧过程限制 若压缩比定得过大，压缩终点的压力和温度就会上升过多，对 于汽油机：容易产生爆震燃烧、表面点火等不正常现象；对于柴油 机：压缩终点时的气缸容积就会变得很小，给燃烧室设计带来困难， 甚至不利于高效率燃烧，造成得不偿失的后果。 •排放方面限制-冒烟、HC、CO、以及NOx等。 由于上述各种限制，目前发动机的参数范围如下： 柴油机 =12-22 =1.3-2.2 pmax=7-14 MPa 18 汽油机 7-12 2.0-4.0 3-8.5
燃烧学第三章课件
（2）混合煤气的发热量计算
Q
net ,ar
=
xQ
1
+
(1 −
x )Q
2
KJ m
3
按各成分气体发热量之和计算
查表获得各成分气体的发热量 燃料发热量的测试 实验测定：容克式量热计
第三节 高炉煤气
组成成分 炼铁炉的副产品，在冶炼过程中主要生成CO，其 体积百分含量约为20%~30%。气体中含有大量 N2和CO2，其体积百分含量占63-70%左右，含尘 也很高60-80g/m3，使用前要除尘。 是一种无色无味、无臭的气体，主要可燃成分是 CO，所以毒性极大。注意：使用中特别要防止 煤气中毒。
H 2 O 湿 = 100 ×
பைடு நூலகம்
干 0.00124 g H 2 O 干 1 + 0.00124 g H 2 O
H O
2
湿
= 0 . 124 g
干
H O
2
100 100 + 0 . 124 g
g H O
2
很多数据表只有各温度下水蒸汽的饱和蒸 汽压，而没有直接的水蒸汽含量数据，此 时如何确定水蒸汽的含量
气体的过程。 发生炉煤气的热值一般为3780-11340KJ/m3。工业炉 中最常用的是混合发生炉煤气。发生炉煤气的成分主 要是CO、H2、CH4、N2等。
第六节 天然气
种类 干天然气：气田 伴生天然气或油性天然气：油田，含石油蒸汽 组成 CH4等碳氢化合物占90％以上、少量H2S、N2 、CO2 、 CO等。 发热量： 很高，33440-41800kg/m3 用途 工业燃料、化工原料、生活煤气、动力煤气、液化天然气
63680
10750
12630
Q
net ,ar
=
xQ
1
+
(1 −
x )Q
2
KJ m
3
按各成分气体发热量之和计算
查表获得各成分气体的发热量 燃料发热量的测试 实验测定：容克式量热计
第三节 高炉煤气
组成成分 炼铁炉的副产品，在冶炼过程中主要生成CO，其 体积百分含量约为20%~30%。气体中含有大量 N2和CO2，其体积百分含量占63-70%左右，含尘 也很高60-80g/m3，使用前要除尘。 是一种无色无味、无臭的气体，主要可燃成分是 CO，所以毒性极大。注意：使用中特别要防止 煤气中毒。
H 2 O 湿 = 100 ×
பைடு நூலகம்
干 0.00124 g H 2 O 干 1 + 0.00124 g H 2 O
H O
2
湿
= 0 . 124 g
干
H O
2
100 100 + 0 . 124 g
g H O
2
很多数据表只有各温度下水蒸汽的饱和蒸 汽压，而没有直接的水蒸汽含量数据，此 时如何确定水蒸汽的含量
气体的过程。 发生炉煤气的热值一般为3780-11340KJ/m3。工业炉 中最常用的是混合发生炉煤气。发生炉煤气的成分主 要是CO、H2、CH4、N2等。
第六节 天然气
种类 干天然气：气田 伴生天然气或油性天然气：油田，含石油蒸汽 组成 CH4等碳氢化合物占90％以上、少量H2S、N2 、CO2 、 CO等。 发热量： 很高，33440-41800kg/m3 用途 工业燃料、化工原料、生活煤气、动力煤气、液化天然气
63680
10750
12630
燃烧学—第3章3分析解析
（2）当温度升高时，f增大，g不变， f>g,
随时间增大而趋于某一定值，不着火
>0
随时间增大而指数级增大，着火
w afn af
dn n0 fn gn n0 dt
（2）当f=g， =0
n0
e
t
1
w fan0 t
n n0 t
6 中国矿业大学能源学院安全与消防工程系 随时间增大而线性增大，临界状态
RO O RH ROOH R
O H RCH2OOH RCH2O
单键链能：293～334kJ/mol 过氧化物中－O－O－链较弱（链能只有 125.61－167.48kJ），容易断裂
R HCHO RCH2O
RH RCH OH R RCH 2 O 2
《燃烧学》--第三章
W
w
>0
w W0 τ 图3-9链式自燃示意图 W’
=0
<0
τ1 τ2 τ3 t
t
图 3-10 反应速率与时间关 系
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
7
《燃烧学》--第三章
着火延迟期τ
较大，则 ≈f 当
w
fan0
exp( ) 1
ln
fan0
0.48 0.10 7.90 0.15
19.60 13.15 20.55 32.98 22.71
乙炔
乙炔 乙烯 乙烯 丙烷 丙烷 丙烷 丙烷 1－3丁二烯 异丁烷 二硫化碳
Air
O2 Air O2 Air Ar+air He+air O2 Air Air Air
0.76
0.09 1.25 0.19 2.03 1.04 2.53 0.24 1.25 2.20 0.51
随时间增大而趋于某一定值，不着火
>0
随时间增大而指数级增大，着火
w afn af
dn n0 fn gn n0 dt
（2）当f=g， =0
n0
e
t
1
w fan0 t
n n0 t
6 中国矿业大学能源学院安全与消防工程系 随时间增大而线性增大，临界状态
RO O RH ROOH R
O H RCH2OOH RCH2O
单键链能：293～334kJ/mol 过氧化物中－O－O－链较弱（链能只有 125.61－167.48kJ），容易断裂
R HCHO RCH2O
RH RCH OH R RCH 2 O 2
《燃烧学》--第三章
W
w
>0
w W0 τ 图3-9链式自燃示意图 W’
=0
<0
τ1 τ2 τ3 t
t
图 3-10 反应速率与时间关 系
中国矿业大学能源学院安全与消防工程系
7
《燃烧学》--第三章
着火延迟期τ
较大，则 ≈f 当
w
fan0
exp( ) 1
ln
fan0
0.48 0.10 7.90 0.15
19.60 13.15 20.55 32.98 22.71
乙炔
乙炔 乙烯 乙烯 丙烷 丙烷 丙烷 丙烷 1－3丁二烯 异丁烷 二硫化碳
Air
O2 Air O2 Air Ar+air He+air O2 Air Air Air
0.76
0.09 1.25 0.19 2.03 1.04 2.53 0.24 1.25 2.20 0.51
南京工业大学燃烧与爆炸理论 第三章 物质的燃烧
（一）油罐火灾的发生及发展
• 火焰的辐射热是使油加热的主要方式，
• 油面接受火焰的辐射热后，表面层迅速被 加热到沸点温度，并形成很薄的高温层， 高温层的厚度与油罐直径及容积无关；
• 同时产生油蒸气，油蒸气不断进入燃烧区， 从而维持燃烧并得以继续进行。
图3-15 油层内温度分布
（一）油罐火灾的发生及发展
（三）蒸发热
• 该蒸发热一方面消耗于增加液体分子动 能以克服分子间引力而使分子逸出液面 进入蒸气状态； • 另一方面，它又消耗于气化时体积膨胀 所做的功。
（三）蒸发热
• 蒸发热主要是为了克服液体分子间的引 力以便气化所吸收的热量。
• 那么蒸发热值就必然成为液体分子间吸 引力大小的一种量度。 • 一般来说，蒸发热越大，其液体分子间 引力越大。
• 液体燃烧速度随贮罐中液面高度降低而 减慢； • 水对燃烧速度的影响； • 风的影响。
图3-14 风对燃烧速度的影响
三、油罐火灾
（一）油罐火灾的发生及发展
• 火焰加热油的表面使油迅速蒸发，油蒸发比重 减小因浮力而形成上升气流，上升气流则在油 罐内形成局部低压，因之周围的空气被吸入油 罐与油蒸气混合燃烧形成火舌，随着火势增强， 火焰对油面的反馈热辐射也增强。 • 油面接受了更多的辐射热从而产生更多的油蒸 气，进一步增强了火势和上升气流的速度。
• 在火焰底部与油面之间存在一个中间层， 它是由油蒸气、烟和燃烧产物以及穿透火 焰进入该层的空气组成；
• 进入中间层的烟越多，中间层的“灰度” 增加；
• 随着油面的下降，中间层厚度增大，中间 层对火焰辐射热的“热屏蔽作用”越明显。
图3-16 油罐火灾不同阶段的特征
油罐火灾的初期
• 油表面被加热层厚度很薄； • 油的蒸发速率迅速增加； • 油的被加热层向深部扩展； • 中间层厚度较薄且接近“透明体”，中 间层的的“热屏蔽”作用很小； • 火势发展迅速。
燃烧学讲义2015-第三章
9
T
自燃的充分必要条件：
不仅放热量和散热量要相等，而且两者随温度 的变化率也要相等。
q f |T TC qs |T TC
数学描述：
dq f dqS |T TC |T TC dT dT
西安交通大学能源与动力工程学院
10
二、热自燃温度
由 q f |T TC qs |T TC
dq f dqS |T TC |T TC dT dT
25
3.3 链式自燃
一、链式自燃与热自燃
着火的热自燃理论认为热自 燃发生是由于在孕育期内化学 反应的结果使热量不断积累， 从而导致反应速度的自动加速。 热自燃理论可以解释很多着 火现象。如图所示的一氧化碳 着火浓度界限的实验结果从一 个方面说明了热自燃理论的正 确性。
CO着火界限
西安交通大学能源与动力工程学院
f 1 s 1 2 3 2 3
B
α
3
C
A
T0
Tc
T
qf
p1>p2>p3
p1
p2
p3
B C
A
A
T0
Tc
T
T0
Tc
14
T
西安交通大学能源与动力工程学院
特别强调，无论定义TC或T0为着火温度 Tzh，这个Tzh不是一个物理常数，它是随 着着火条件变化而变化的，散热条件增 强，则着火温度上升。
西安交通大学能源与动力工程学院
2
R 2 TC T0 T0 E
R 2 ∴ TC TC T0 T0 E
若E=167.2kJ/mol，T0=1000K，则
TC T0 50 T0
TC T0
表明在着火的情况下，自 燃温度在数量上与给定的 初始环境温度相差不多。
T
自燃的充分必要条件：
不仅放热量和散热量要相等，而且两者随温度 的变化率也要相等。
q f |T TC qs |T TC
数学描述：
dq f dqS |T TC |T TC dT dT
西安交通大学能源与动力工程学院
10
二、热自燃温度
由 q f |T TC qs |T TC
dq f dqS |T TC |T TC dT dT
25
3.3 链式自燃
一、链式自燃与热自燃
着火的热自燃理论认为热自 燃发生是由于在孕育期内化学 反应的结果使热量不断积累， 从而导致反应速度的自动加速。 热自燃理论可以解释很多着 火现象。如图所示的一氧化碳 着火浓度界限的实验结果从一 个方面说明了热自燃理论的正 确性。
CO着火界限
西安交通大学能源与动力工程学院
f 1 s 1 2 3 2 3
B
α
3
C
A
T0
Tc
T
qf
p1>p2>p3
p1
p2
p3
B C
A
A
T0
Tc
T
T0
Tc
14
T
西安交通大学能源与动力工程学院
特别强调，无论定义TC或T0为着火温度 Tzh，这个Tzh不是一个物理常数，它是随 着着火条件变化而变化的，散热条件增 强，则着火温度上升。
西安交通大学能源与动力工程学院
2
R 2 TC T0 T0 E
R 2 ∴ TC TC T0 T0 E
若E=167.2kJ/mol，T0=1000K，则
TC T0 50 T0
TC T0
表明在着火的情况下，自 燃温度在数量上与给定的 初始环境温度相差不多。
燃烧学第三章燃烧过程计算
当量比
燃空比： FAR=L/F
当量比：
F L FV F L0 F V0
可知：
1
影响过剩空气系数的因素 燃料性质 燃烧器的性能 炉体密封性能 加热炉的测控水平 烟囱挡板
过剩空气系数的确定 自然通风式燃烧器 烧油 α=1.30 烧气α=1.25 预混式气体燃烧器 α=1.20 强制通风式燃烧器 烧油 α=1.15～1.20 烧气 α=1.10～1.15
H 2O(14.06)
过剩空气系数
空燃比：ALR=L/F 化学恰当比： ALR0=L0/F
实际入炉空气量与理论空气量之比
表达式
LF V F L0 F V0 F
过剩空气系数大小的影响：过剩空气系数太大，入炉空气 量多，相对降低了炉膛温度和烟气的黑度，影响传热效果。 在加热炉的排烟温度一定时，过剩空气系数大则排烟量大， 使烟气从烟囱带走的热量多，增加了热损失，全炉热效率 降低。过多的空气还会使烟气中含氧量高，加剧炉管表面 的氧化腐蚀，缩短管子的寿命。 减小过剩空气系数虽然有许多好处，但一个重要的 前提是：必须保证燃料完全燃烧。
加热炉热效率与燃烧放出的热 量和燃料、空气及雾化蒸 炉墙散热损失 汽带入的显热。 损失能量包括 排烟带走的热 量和散失的热 量。
综合热效率 供给的能 量中还应包括外界供给体 系的电和功。
热效率
烟气离开炉子带走的热量 入炉介质
全炉热负荷
出炉介质 燃烧热 燃料 空气 显热 雾化剂
燃烧1kg液体燃料需要的理论空气量为：
L0
气体燃料所需的理论空气用量：
V0 1 [0.5yH2 0.5yC O 0.21
1 (0.0267C 0.08H 0.01S 0.01O) 0.23
锅炉原理(第三章)
Nm3 /
Vgy =
1.866 Car 0.375Sar RO 2 CO
Nm3 / kg
3.5 燃烧方程式
不完全燃烧干烟气体积
Vgy VRO2 79 VCO VO2 V VO2 0.5VCO 21
0 N2
Nm3 /kg
不完全燃烧方程式：
21=RO 2 +0.605CO+O 2 RO 2 CO
max
RO
21 2= 1+
3.6 运行中过量空气系数的确定
运行中
0.79 VO 0.5VCO 2 1 0.21VN2
1
79 O 2 0.5CO 1 21N 2
1
运行中，不完全燃烧的过量空气系数
79 O2 0.5CO 1 21 100- RO2 O2 CO
VCO VCO2 1.866Car,CO 1.866Car,CO2 1.866Car + = Nm3 /kg 100 100 100
(2) 不完全燃烧时烟气中的氧体积
VO2 0.5
VN2
1.866Car,CO 100
0 N2
+0.21 1V 0
Nm3 /kg
Nm3 /kg
0.79 V + VO2 0.5VCO 0.21
pRO2 rRO2 p pH2O rH2O p
kg/kg kg/kg
p——烟气总压力，MPa；一般取 p=0.098 MPa
Aar my =1 1.306V 0 100
afh——飞灰占总灰分的质量份额，一般取 0.9~0.95 my ——1kg燃料燃烧得到的烟气质量， kg/kg 1.306αV0 ——1kg燃料燃烧所需空气及所含水分转入烟气的质量，kg/kg
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• 第六节 柴油机排气污染与净化
• 柴油机排出的废气是主要的大气
污染源之一。近代，由于大气污染 日益严重，人类生存环境的日趋恶 化，故对柴油机排放物严格限制。 目前，对船舶柴油机的排放物也开 始制订有关限制性指标。如已经实 施的我国（GBn267-87）对运输、 船用柴油机的排放限制中规定：
• 当pe＞300kPa时，在ge≤214g／（kW·h）时
• 其次，燃油挥发性差，滞燃时间增
长；粘度高，雾化质量差，滞燃阶 段增长。
• 加入某种添加刘(如助燃剂等)可改
善燃他的燃烧性能。
• 2．缸内工质状态
• 工质状态的主要参数是压缩终点的
空气温度、压力和扰动，其中以温度 对燃烧过程的影响为最大。压缩终点 温度愈高，滞燃期愈短，柴油机工作 愈平稳.气缸内的压缩温度及压力主要 取决于压缩比和气缸冷却水的冷却情 况，以及活塞环和气阀是否处于密封 状态。同时应避免冷车起动柴油机， 起动前必须进行暖缸。
• 其对排放限制主要有两点：
• 其一，关于NOX限值，低速机为13g
／（kW·h）；
• 中速机为11g／（kW·h）；高速机为
9g／（kW·h）。其二，关于SO2限 值，使用的燃油硫分不得大于1.5% 。 一些经济高度发达的国家对柴油机排 放的限制尤为苛刻，其处罚也尤为严 厉。
• 影响换气质量的因素主要有气阀定时，气
口(阀)、气道的清洁程度，增压系统(如增 压器、空冷器等)的工作状态等。对于增压 柴油机来说，换气质量要比非增压柴油机 的高，故其燃烧要比非增压柴油机完全。 增压度越高，增压系统的工作状态越是严 重影响着进入气缸的空气量。所以，越应 确保增压系统工作良好。
• 6.运转工况
• 柴油机排气冒黑烟的原因: • 1.柴油机超负荷. • 2.压缩压力不足.由于终点温度不高引
起燃烧不良而冒黑烟.
• 3.燃油喷射压力过低.启阀压力太低. • 4.喷油孔堵塞或滴油. • 5.空气滤清器堵塞,扫气压力低,进排气
口结炭严重.
• 6.喷油定时过晚.
• 六、柴油机的热平衡
• 燃油在气缸中燃烧所放出的热量并
滞燃期长，燃烧过程粗暴(即燃烧 敲缸)。低速机对i较不敏感，对十 六烷值要求不那么高。低速机燃烧 时间长，i期间喷入的燃油仅占15 ％～30％（高速机可达100％）,因 此燃油的十六烷值要适当，当燃油
品质发生变化时，应适当调整柴油 机的参数。
• 如当换用十六烷值较低的燃油时，
应根据需要适当增大供油提前角。
不能全部转化成有效功，大约只有40 ％一55％的热量转化为有效功，其余 的45％一60％的热量为各种形式的损 失。将单位时间内燃油的热量转化的 有效功、废气带走的热损失、冷却介 质带走的热损失以及其余热损失的热 量的利用与分配情况称为柴油机的热 平衡。
• 在柴油机热平衡中各项热量的分配情况
大致如下：
一阶段放热率比第一阶段的放热率有所降 低，其延续时间约为40˚曲柄转角，所放出 的热量约占全循环总热量的60％，它对应 于燃烧过程的第三阶段——缓燃期。本阶 段燃烧的特征是扩散燃烧。【预混合燃料 已耗尽，放热率受燃料与空气混合速率的 控制。由于燃料仍在继续喷入，因此燃烧 放热将取决于燃料喷射过程以及燃料与空 气的混合和扩散过程。
NOX限值为29g／（kW·h）；
• 在ge=214g／（kW·h）～268g／（kW·h）时，
NOX限值为25g／（kW·h）～14g／（kW·h）；
• 在ge＞268g／（kW·h）时，NOX限值为11g
／（kW·h）。
• 而根据最迟于1999年12月31日实施的国际海
事组织《MARPOL73／78公约》中关于船舶造成 大气污染的新附则【附则Ⅵ】中的规定，对船舶 主机排放限制更为苛刻。
• 其次,运转管理方面，注意以下几点：
• （1）确保换气质量良好。为了做到这
一点，增压柴油机还要维持增压器有 良好的工作性能，使进入气缸中的空 气得到保证。应根据情况及时清洁进、 排气口和进、排气通道。有气阀的柴 油机应确保有正确的气阀正时。此外， 还要注意活塞环和气缸套的磨损情况， 以保证进入气缸内的空气不致过多的 漏泄。在空气方面为燃烧过程创造有 利条件。
• 4．雾化质量
• 雾化质量好将使滞燃期缩短，
柴油机工作平稳，同时燃油细粒能 与空气均匀混合使燃烧完全。船用 大、中型柴油机中，燃油的雾化质 且主要取决于喷油设备。若喷油设 备不正常，则将直接影响柴油机的 燃烧质量。
• 5．换气质量
• 换气质量好，进入气缸的新鲜空气量增
多，燃油燃烧时有足够的氧气与之化合， 燃烧完全。
• 另一方面，转速升高，曲柄每转过1˚所需
的时间减少得比i更快（按比例），会使 滞燃角增大。在这段滞燃角内喷入气缸的 燃油增多，从而使速燃期的pmax和dp/d 增大。此外，转速的升高使得以曲轴转角 计的喷油过程延长，特别是燃烧过程不可 能与转速的升高成比例地加速进行，后燃 加剧。但这种影响将因气缸内扰动的加强 而得以减轻。所以转速的影响则视发动机 具体情况而定。
• 第一阶段 相当于放热率曲线的ab段。这一阶
段的特点是放热率非常高，它对应于气缸气体压 力迅速上升的阶段——急燃期。延续时间比较短， 约占5˚～7˚曲柄转角；其累积放出的热量约占循
环总热量的20％。这一阶段燃烧的特征是预 混合燃烧，即在滞燃期内准备好的可 燃混合气发火并全部燃烧完毕。
• 第二阶段 相当于放热率曲线的bc段。这
• 增压柴油机为了限制pmax，标定工况下的
供油提前角取得偏小，主要燃烧阶段适当后 移。保证了可靠性，牺牲了一点经济性。
• 同一柴油机不同负荷时有不同的最佳喷油
提前角。负荷较小时，pmax较低，把喷油 提前角适当加大，可使ge降低。
• 同一柴油机燃用不同的燃油，最佳喷油提前
角也不同。由柴油改烧重油时，由于重油燃 烧缓慢，pmax下降，应适当加大供油提前 角，提高pmax，减少后燃，可使ge降低。
• 柴油机的负荷对滞燃期i也有间接影响。
当负荷增加时，每循环喷油量增加，气缸 内的总发热量也随之增加，使燃烧室壁温 提高，使滞燃期i稍有缩短。但是在负荷增 加时，因每循环喷油量增多和喷油过程的 延长，总的燃烧持续期几乎是成比例增长 的，其最大燃烧压力提高，后燃加剧。至 于平均压力升高率p/的变化则随机型而 异，一般低增压四冲程柴油机，随着负荷 增加p/有所下降，高增压二冲程柴油机 则可能上升。
• 三、燃烧过程的影响因素
• 影响柴油机燃烧过程的因素主要
有以下方面
• 1.燃油品质.在燃油的性能指标中。
十六烷值(CN)对燃烧过程影响最大。 十六烷值高，自燃性好，则滞燃期 短，燃烧平稳.但过高的十六烷值， 使燃油容易在高温下裂化分解为游 离碳，造成燃烧不完全，柴油机冒 黑烟；
• 反之，十六烷值低，自燃性能差，
• (2)燃油品质。燃油的质量应满足
使用要求，应重视燃油使用前的预 处理(预热与净化)质量。
• (3)气缸压缩温度。保证燃油压缩
发火的足够温度，如活塞压缩状态、 气缸的冷却等。
• (4)确保喷射系统正常工作。
•(5)日常例行管理.
• （1）观看排气颜色。柴油机排气
的正常烟色是隐约可见的淡灰色。 若发现冒黑烟，则表示燃烧不正常。 但要判断哪一只气缸不正常，则还 须观察各缸排温而定。一般燃烧不 正常的气缸排温要比正常的气缸高。
• 供油规律对燃烧过程的影响
• 比较是在相同的转速、循环供油
量、滞燃阶段1～2下进行的，用第 Ⅰ种规律工作的柴油机工作柔和。 而用第Ⅱ种规律工作的柴油机工作 粗暴。
• 四、改善燃烧质量的措施
• 根据上述对燃烧过程分析可以看出，
一个完善的燃烧过程应具有以下特点： 控制滞燃期内的喷油量以保证柴油机 燃烧柔和；燃烧在上止点附近发生， 燃烧压力应迅速升高到限定的最高爆 发力并基本以此不变的压力按等压过 程燃烧；燃烧持续时间不应过长(通常， 燃烧持续期不超过40℃A)；主燃期燃 烧完全，后燃最少.
• 一般来说，随着火焰前锋面积的扩大，燃
烧速度也有所提高，因此放热率曲线出现 一个驼峰。】放热规律的第一阶段与第二 阶段累积已有80％的总热量放出，可以说 绝大部分热量已在第二阶段结束前放出。
• 第三阶段 相当于放热率曲线上的cd段 。
它存在于膨胀行程，是放热过程的尾部， 放热量很小。它对应于膨胀过程中的后燃 期。这一阶段放出的热量约占循环总热量 的20％，延续时间约为60˚曲柄转角。
• 通过对燃烧过程的理论分析与试验表明，
以下措施可改善柴油机的燃烧质量。
• 首先，从设计方面，可采用特殊形状的
燃油凸轮，保证初期喷射速度低，而后期 喷射速度增加并在短时间内完成喷油；采 用油膜蒸发燃烧方式以保证燃烧柔和；采 用分级喷射，即同一气缸有两个油泵柱塞， 初期由其中一个柱塞供油，随后两个柱塞 同时供油,用变压缩比活塞以及变喷油定时 等。
燃期也增长，但活塞已下行使最高
爆发压力降低，后燃增加，排气温 度上升，如图曲线6。图中曲线6喷 油提前角为上止点前10℃A，相应 的滞燃角约为40℃A。
因此,每一种柴油机都有一个最佳 的喷油提前角，使燃烧过程比较合理，
既有较高的经济性和动力性，又能平
稳运转。在可靠工作的前提下，经济 性最好的喷油提前角（其pmax等于设 计值）。(通常在上止点后10℃A— 15℃A，经济性高).在管理中要定期进 行测量调整，保持这一最佳的喷油提 前角。
接影响。如提前角太大，则由于喷油
时气缸内的压力和温度较低而使滞燃
期延长，最大爆发压力及压力升高率 增大，从而使柴油机工作粗暴. 如图 曲线1所示。由图中左上角喷油始点 标记曲线可知，曲线1喷油提前角约 为上止点前40℃A，相应的滞燃角约 为30℃A；
• 若喷油提前角过小、将因着火
前缸内温度与压力已下降，而使滞
• （3）测量气缸最高爆发压力。用