- Hệ số biến đổi phõn tử lớ thuyết ở động cơ ga :
1) Lý thuyết phỏt hoả do nhiệt
Lý thuyết phỏt hoả do nhiệt lý giải sự hỡnh thành những trung tõm chỏy đầu tiờn là nhờ gia tốc dương của phản ứng toả nhiệt, tức là sự phỏt triển cỏc phản ứng chỉ dựa vào nhiệt năng do bản thõn của cỏc phản ứng tạo ra để tự sấy núng và làm tăng tốc phản ứng.
p T0.1 p2 T p0 p1 T0.0 T0.2 C1 C0 C2 q1 q2 [q2]P1 q1 1 C1 T0.0 T0.1 T p p T T0.2 T0.0 T0.1 p1 p0 p2 Nổ Không nổ a) b) c)
PGS. TS. Nguyễn Văn Nhận - ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG (1) - 117
Chỳng ta sẽ xem xột điều kiện phỏt hoả của một hỗn hợp chỏy (HHC) được chứa trong khụng gian cụng tỏc của xylanh với những dữ liệu sau đõy : V - thể tớch của khụng gian cụng tỏc, A - diện tớch vỏch xylanh , T0 - nhiệt độ của vỏch xylanh , T - nhiệt độ của HHC, p - ỏp suất trong xylanh, wh - tốc độ phản ứng hoỏ học, H - nhiệt trị của HHC, k - hệ số trao đổi nhiệt giữa HHC và vỏch xylanh.
Tốc độ toả nhiệt của cỏc phản ứng chỏy (q1) và tốc độ truyền nhiệt cho vỏch xylanh (q2) cú thể được biểu diễn như sau :
q1 = wh . H (5.1-5)
q2 = k . A . ( T - T0 ) (5.1-6) Nếu thay giỏ trị của wh (xem mục 5.2.2) vào cụng thức (5.1-5) thỡ sẽ thấy q1 là một hàm với nhiều biến số, trong đú cú nhiệt độ (T) và ỏp suất (p). Đối với q2 , nếu thay đổi nhiệt độ T0 với giả định hệ số trao đổi nhiệt (k) khụng đổi thỡ độ dốc của đường q2 = f(T) khụng đổi, nhưng điểm gốc của hàm q2 = f(T) sẽ thay đổi. H. 5.1-1 biểu diễn cỏc hàm số q1 = f(T) và q2 = f(T) ứng với 3 trị số ỏp suất trong xylanh p0 , p1 , p2 và 3 nhiệt độ của vỏch T0. 0 , T0.1 , T0.2 khỏc nhau, trong đú p2 > p0 > p1 và T0.2 < T0.0 < T0.1 .
Xột trường hợp ỏp suất của HHC là p1 , nhiệt độ ban đầu của HHC và của vỏch xylanh là T0.0 (H. 5.1-1a). Ở những thời điểm đầu của quỏ trỡnh chỏy, do q1 > q2 nờn nhiệt độ của HHC sẽ tăng đến nhiệt độ T1 tương ứng với điểm 1 , tại đú q1 = q2 . Khi nhiệt độ của HHC vượt quỏ trị số T1 thỡ nhiệt độ của HHC sẽ giảm trở lại do khi đú q2 > q1. Trong trường hợp này sẽ khụng cú phỏt hoả do nhiệt độ của khu vực phản ứng khụng tăng liờn tục đến trị số giới hạn phỏt hoả. Điểm 1 là trạng thỏi cõn bằng nhiệt ứng với nhiệt độ vỏch xylanh là T0.0 và ỏp suất của HHC là p1 . Nếu nõng cao nhiệt độ vỏch xylanh thỡ nhiệt độ tương ứng với trạng thỏi cõn bằng nhiệt cũng được nõng cao dần. Khi nhiệt độ vỏch xylanh được nõng cao tới trị số T0.1 thỡ đường q1 tiếp tuyến với đường q2 tại điểm C1 . Tại thời điểm C1 , chỉ cần làm tăng nhiệt độ hoặc ỏp suất của HHC một ớt thỡ sẽ dẫn đến hiện tượng tăng nhiệt độ liờn tục rồi phỏt hoả. Điểm C1 được gọi là trạng thỏi cõn bằng nhiệt giới hạn, cũn nhiệt độ TC1 - nhiệt độ phỏt hoả ứng với T0.1 và p1. Nếu thay đổi ỏp suất của HHC và nhiệt độ của vỏch xylanh thỡ điểm cõn bằng nhiệt giới hạn cũng thay đổi. Trờn H. 5.1-1b : điểm C0 ứng với p0 và T0.0 ; điểm C2 ứng với p2 và T02 .
Căn cứ vào lý thuyết phỏt hoả trỡnh bày ở trờn và nếu chỉ xột sự ảnh hưởng của yếu tố ỏp suất và nhiệt độ thỡ cú thể chỉ ra những vựng, tại đú HHC cú thể hoặc khụng thể phỏt hoả (H. 5.1-1c) . Như vậy, nhiệt độ phỏt hoả khụng phải là một đại lượng vật lý đặc trưng cho một loại nhiờn liệu mà là một thụng số thay đổi theo điều kiện diễn ra quỏ trỡnh đốt chỏy nhiờn liệu.