The objective of the paper is to study the influence of turbulence on the burning rate of a mixture with different equivalent ratio at high compression ratio e = 14.5. Experiments are carried out in a rapid compression machine. Two combustion chambers with different swirling rates are employed in the present study. Spark ignition, catalytic ignition or a combination of spark and catalytic ignition is used in experiments. The temperature of the catalyst is controlled by means of special electronic device. Special inserts with orifices of different diameters are used to generate turbulence. A piston pushes the mixture through the insert and creates turbulence in the combustion chamber. Influence of turbulence on combustion of a propane-air mixture is extensively examined in special sets of experiments. Pressure records in a combustion chamber with low rotation rate showed substantial increase of the maximum rate of pressure rise under the influence of turbulence. The maximum rate of pressure rise increased linearly with concentration of propane from a lean mixture to stoichiometric composition. On the contrary pressure records in a combustion chamber with high rotation rate showed the same maximum rate of pressure rise in experiments with defferent equivalence ratio and different scale of turbulence.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Praca ma na celu określenie wpływu turbulencji na szybkość spalania mieszanki o różnym składzie, przy wysokim stopniu sprężania epsilon=14,5. Badania prowadzono na maszynie pojedynczego sprężania. Badano 2 komory spalania różniące się szybkością "wirowania ładunku. Przedmiotem badań był również sposób inicjowania zapłonu: za pomocą świecy iskrowej, katalizatora lub kombinacji tych 2 metod. W przypadku zapłonu katalitycznego istniała możliwość kontrolowania temperatury powierzchni katalizatora w zakresie temperatur do 850 °C. Specjalne wkładki z otworami o różnych średnicach stosowano do generowania turbulencji. Tłok przedmuchiwał mieszankę przez otwory turbulizując ładunek w komorze spalania. Zapisy ciśnienia w komorze spalania o małym zawirowaniu ładunku wykazały znaczny wzrost maksymalnej szybkości narastania ciśnienia pod wpływem turbulencji. Maksymalna szybkość narastania ciśnienia zwiększa się liniowo wraz ze zmianą składu mieszanki od ubogiej do stechiometrycznej, przy czym przyrosty te są większe dla większej skali turbulencji. W przeciwieństwie do tego, zapisy ciśnienia w komorze spalania o dużym zawirowaniu ładunku charakteryzują się stałością maksymalnej prędkości narastania ciśnienia, niezależnie od mian składu mieszanki i skali turbulencji.
EN
The objective of the paper is to study the influence of turbulence on the burning rate of a mixture with different equivalent ratio at high compression ratio L=14.5. Experiments are carried out in a rapid compression machine. Two combustion chambers with different swirling rates are employed in the present study. Spark ignition, catalytic ignition or a combination of spark and catalytic ignition is used in experiments. The temperature of the catalyst is controlled by means of special electronic device. Special inserts with orifices of different diameters are used to generate turbulence. A piston pushes the mixture through the insert and creates turbulence in the combustion chamber. Pressure records in a combustion chamber with low rotation rate showed substantial increase of the maximum rate of pressure rise under the influence of turbulence. The maximum rate of pressure rise increased linearly with concentration of propane from a lean mixture to stoichiometric composition. On the contrary pressure records in a combustion chamber with high rotation rate showed the same maximum rate of pressure rise in experiments with different equivalence ratio and different scale of turbulence.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Aby móc efektywnie wykorzystywać katalizator do oddziaływania na przebieg procesów spalania należy poznać w szczegółach jego właściwości katalityczne. W prezentowanej pracy właściwości katalizatora są badane w warunkach bardzo podobnych do warunków silnikowych. Badania katalitycznego wspomagania zapłonu i spalania są przeprowadzane w maszynie pojedynczego sprężu. Przestrzeń spalania w cylindrze podzielono na dwie części: główną komorę spalania i komorę wstępną. Katalizator o rozwiniętej powierzchni umieszczono w komorze wstępnej. Temperaturę powierzchni katalizatora ustalano na określonym zadanym z góry poziomie za pomocą urządzenia elektronicznego. Nagrzany do odpowiedniej temperatury katalizator powodował zapłon mieszanki ubogiej w komorze wstępnej. Wypływające z tej komory spaliny w postaci żagwi zapalały w następnym etapie mieszankę ubogą w komorze głównej. W szczególności był badany wpływ temperatury powierzchni katalizatora na zapłon i przebieg spalania ubogich mieszanek propan-powietrze. Zapis zmian ciśnienia i historii rozprzestrzeniania się płomienia, rejestrowanej za pomocą kamery do zdjęć szybkich, pozwoliły po ich analizie na potwierdzenie zalet stosowania wspomagania katalitycznego zapłonu i spalania.
EN
Problems of ignition and flame development in combustion chambers of internal combustion engines supplied with lean, homogeneous, fuel-air mixture are of fundamental importance. One of the effective methods, which can improve flame initiation, is catalytic assistance of ignition and combustion. In the present work properties of the catalyst are investigated at conditions very similar to those in the engine. Experimental investigations of catalytic assistance of ignition and combustion are carried out in a rapid compression machine. The combustion area in the cylinder was divided into two parts: the main combustion chamber and prechamber. A catalyst with developed surface was placed in the prechamber. The temperature of the catalyst was controlled by means of special electronic device. The influence of the catalyst temperature on ignition and combustion of propane- air mixture was extensively investigated in special sets of experiments. Pressure records and history of flame propagation registered by high speed video camera showed some advantages of catalytic assistance of ignition and combustion.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.