энергия активации
E
определяются на основе анализа опубликован-
ных эмпирических данных [14]. Кинетическое уравнение образования
оксида азота имеет вид
d
[
NO
]
dτ
=
K
1
V
[
N
2
] [
O
]
−
K
1
R
[
NO
] [
N
] +
K
2
V
[
O
2
] [
N
]
−
−
K
2
R
[
NO
] [
O
] +
K
3
V
[
N
] [
OH
]
−
K
3
R
[
NO
] [
H
]
,
(3)
где квадратные скобки обозначают концентрации соответствующих
компонентов реакций. Концентрации еще пяти химических промежу-
точных компонентов O, O
2
, H, N
2
, OH, приводящих к образованию
NO, определяются с учетом химического равновесия на основе закона
действующих масс [11, 14].
На рис. 2 приведены результаты исследования концентрации окси-
дов азота, полученные на основе экспериментальных индикаторных
диаграмм, что, конечно, повышает достоверность полученных резуль-
татов. Видно, что теплоизоляция гильзы в любом случае приводит к
повышению содержания оксидов азота в продуктах сгорания. В целом
уменьшение отвода теплоты от рабочего тела приводит к повыше-
нию его температуры, что и является причиной повышения [NO
x
]. На
режиме
n
= 1500
мин
−
1
и
N
e
= 3
,
58
кВт цикловая подача топлива
меньше, а частота вращения коленчатого вала, наоборот, больше, чем
на режиме
n
= 1000
мин
−
1
,
N
e
= 3
,
85
кВт. Это приводит к тому, что
на первом режиме концентрация оксидов азота как с теплоизолиро-
ванной, так и с базовой гильзой больше, чем на последнем. В случае
теплоизолированной гильзы (рис. 3) увеличение [NO
x
] происходит при
повышении максимального значения тангенциальной скорости вплоть
до 30 м/с. При более высоком значении этой скорости
u
= 40
м/с кон-
центрация оксидов азота резко падает до 450 ppm, т.е. до уровня,
имевшего место при
u
= 12
м/с. Поскольку этот процесс сопровожда-
ется увеличением удельного расхода топлива, то можно утверждать,
что ухудшаются процессы смесеобразования и сгорания. Действитель-
но, при чрезмерно высокой интенсивности закрутки потока из-за сни-
жения времени испарения и горения отдельных капель топлива при
их перемещении от одного факела к другому они не успевают полно-
стью сгореть [15]. В результате неполного сгорания происходит сни-
жение максимальной температуры цикла и, как результат, — снижение
концентрации оксидов азота. Таким образом, при
n
= 1000
мин
−
1
и
p
впр.max
400
бар как для базового дизеля, так и дизеля с теплоизо-
лированной гильзой с точки зрения уменьшения концентрации NO
x
наиболее оптимальной является закрутка с максимальным значением
тангенциальной скорости
u
= 12
м/с. При этом
g
e
= 245
г/(кВт
∙
ч).
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 4 91
