Ignition Delay of a Single Droplet in a Time-Dependent Pressure environment

• Main Authors: Liou Yu-Jung, 劉宇中
• Other Authors: Sheu Wen-Jenn
• Format: Others
• Language: zh-TW
• Published: 1996
• Online Access: http://ndltd.ncl.edu.tw/handle/07702545619603031639

碩士 === 國立清華大學 === 動力機械學系 === 84 === 1893年，魯道夫狄賽爾發明了柴油發動機，其原理是藉由壓縮過程所產生 的高熱來引燃燃料，將化學能直接轉變為動力而作功，而不需要外部點火 與混合裝置。1990年實際應用以來，已成為工業界最有效的動力來源，如 車、船舶、營建機具等等，甚至用於發電機以供應商業上所需的電力來源 。迄今，柴油發動機仍為工商業界可靠的經濟動力來源，其原因乃是所使 用的燃料為低級油，價格較便宜，而其動力大小由數匹馬力到數萬匹馬力 皆有，適用的範圍較廣所致，然而吾人所關切的不是其動力輸出的大小與 適用範圍，而是壓縮期間內的壓力變化對油滴引燃延遲現象的影響。一般 來說，較常見的理想壓縮過程有絕熱壓縮與等溫壓縮循環，前者是在沒有 能量散失，也就是與外界絕緣的情形下進行壓縮，具有較大的輸出功，而 後者是在有能量損耗，也就是有冷卻裝置的狀況下壓縮，可避免溫度過高 所導致機具的損壞，但輸出功較小。本文則是針對絕熱壓縮過程以數值模 擬來進行單一油滴(n-heptane)在壓力效應及暫態油滴加熱過程下的引燃 現象。壓力形式則分為線性增壓及週期性壓力振盪。結果顯示在線性增壓 模式下，增壓快會縮短引燃時間，而油滴大小只有在緩慢壓縮過程時才會 影響引燃延遲時間。環境開始處於低溫時，大油滴利於引燃而環境開始處 於高溫時，小油滴則利於引燃。當油滴在一較快的壓縮過程時，油滴大小 不會影響引燃時間。若是週期性壓力振盪時，振幅越大，蒸發快且引燃快 ，但振盪頻率與油滴引燃所需時間並無一定的關係，而呈現出不規則的現 象。此外，也探討環境中油氣存在時，對於引燃延遲時間的影響。