v. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.2.3. Nhiệt độ lớp cặn
Nhiệt độ bề mặt cặn và quãng thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu là hai yếu tố đóng vai trò rất quan trọng trong cơ chế hình thành cặn. Từ các dữ liệu thực nghiệm thu được, các biều đồ về nhiệt độ cặn và thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu trong suốt quá trình thực nghiệm đã được lập ra trong Hình 4.11. Nhiệt độ bề mặt cặn (tc) khác với nhiệt độ bề mặt vách (tbm). Nhiệt độ tối thiểu ngay sau tương tác và tăng đến cực đại ngay trước lần tương tác tiếp theo. Quãng thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu trong mỗi lần tương tác được ước tính bằng nhiệt độ tối đa bề mặt cặn và quãng thời gian bay hơi.
98
Hình 4.11. Nhiệt độ bề mặt cặn và thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu
Tác dụng làm mát bằng nhiên liệu lỏng chiếm ưu thế ở giai đoạn đầu của quá trình lắng đọng, tạo cặn. Nó làm giảm nhiệt độ bề mặt của cặn. Các quá trình trùng hợp và oxi hóa diễn ra khi tần suất giọt nhiên liệu tăng lên. Trong quá trình oxi hóa, nhiệt được giải phóng dẫn đến nhiệt độ bề mặt cặn tăng lên. Sau khi cặn tích lũy, nhiệt độ bề mặt cặn giảm nhẹ do độ dẫn nhiệt của cặn thấp. Điều này được quan sát rõ ràng nhất ở giai đoạn sau của quá trình phát triển cặn khi thiết lập nhiệt độ ở 270°C. Nhiệt độ bề mặt cặn tối đa giảm ở giai đoạn sau của quá trình tạo cặn khi nhiệt độ bề mặt thấp hơn nhiệt độ MEP (270°C, 306°C và 327°C). Tuy nhiên, khi nhiệt độ bề mặt gần với nhiệt độ MEP (352°C và 367°C), nhiệt độ bề mặt cặn tối đa tăng do sự tỏa nhiệt từ các phản ứng oxi hóa.
Khi nhiệt độ bề mặt ở 270°C và 306°C, giọt nhiên liệu tồn tại lâu hơn khoảng thời gian va chạm. Do thời gian tồn tại của giọt dài, một số giọt nhiên liệu lỏng va chạm
99
trước đó vẫn ở thời điểm va chạm tiếp theo. Cứ như vậy sẽ hình thành điều kiện tương tác chồng chất và nó được duy trì trong suốt quá trình thử nghiệm. Tuy nhiên, khi nhiệt độ bề mặt đạt 327°C, quãng thời gian tồn tại ngắn lại gần bằng với thời gian tương tác. Do nhiệt độ bề mặt cặn tối đa vượt quá mức nhiệt độ bề mặt vách, thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu giảm và trở nên ngắn hơn so với khoảng thời gian va chạm. Độ dày của lớp cặn tăng lên ở giai đoạn sau (số giọt lớn hơn 10000 giọt), thời gian tồn tại giọt nhiên liệu cũng tăng lên và tình trạng chồng chất diễn ra đồng thời. Khi nhiệt độ bề mặt 352°C và 367°C, nhiệt độ bề mặt cặn có xu hướng duy trì gần với nhiệt độ bề mặt vách, do đó thời gian tồn tại của giọt nhiên liệu luôn ngắn hơn khoảng va chạm và tình trạng không chồng chất luôn được duy trì.