KAEDA VOZIDEL A OOŮ alivová sěs S #4/14 Karel áv
Energie uvolněná hoření / 9 1. zákon terodynaiky: Q U W V = konst. U U U U reakční energie [J] (znaénko ) U p = konst. U reakční entalpie [J] (znaénko ) eakční entalpie bývá obvykle enší než reakční energie: U r r U Součinitel olekulární zěny: N N sin sěsi r r 1 1 kaná iva, LG 1 např. NG při l 1 např. Kirchhoffův zákon vztah ezi reakčníi teply při různých teplotách: c c p p
Energie uvolněná hoření essův zákon: součet tepelných efektů dílčích reakcí je stejný jako efekt reakce celkové. (nezáleží na to, zda reakce proběhnou postupně nebo všechny najednou) a Ab B c d D e E f F 3 / 9 h h h d h f, D eh f, E f h f, F f, A f, B f, a h bh c h Látka heický vzorec [kg/kol] Stav h f (n)5 [J/kol] Uhlík 1.011 tuhá látka 0 Vodík.01588 plyn 0 Vodík 1.00794 plyn +17.998 Dusík N 8.01348 plyn 0 Dusík N 14.00674 plyn +47.68 Kyslík O 31.9988 plyn 0 Kyslík O 15.9994 plyn +49.175 Síra S 3.066 tuhá látka 0 ydroxyl O 17.00734 plyn +37.3 Oxid uhelnatý O 8.0104 plyn -110.53 Oxid uhličitý O 44.0098 plyn -393.51 Oxid siřičitý SO 64.0648 plyn -96.835 Vodní pára O 18.0158 plyn -41.86 Voda O 18.0158 kaina -85.83 etan 4 16.0476 plyn -74.6 ropan 3 8 44.0956 plyn -104.68 ropan 3 8 44.0956 kaina -118.91 n-butan 4 10 58.13 plyn -15.79 n-butan 4 10 58.13 kaina -147.6 n-oktan 8 18 114.85 plyn -08.75 n-oktan 8 18 114.85 kaina -50.6 Izooktan 8 18 114.85 plyn -4.01 Izooktan 8 18 114.85 kaina -59.16 etanol 3 O 3.0416 plyn -00.94 etanol 3 O 3.0416 kaina -38.91 Etanol 5 O 46.06904 plyn -34.95 Etanol 5 O 46.06904 kaina -77.51 etan 16 34 6.44596 plyn -374.51 etan 16 34 6.44596 kaina -454.5 Standardní olární reakční entalpie při teplotě 5 a tlaku 1 at Výhřevnost iva A: h( ) 0 h c p A h a A [J/kg] - tí je stanovena erence vzhlede k teplotě - k této erenci usí být vztaženy i entalpie ostatních složek v energetických rovnicích a horní výhřevnost plynného iva b dolní výhřevnost plynného iva c horní výhřevnost kaného iva d dolní výhřevnost kaného iva Výparné teplo l a b c d c výparné teplo iva výparné teplo vody vztažené k teplotě : k c p l eaktanty rodukty (Výparné teplo dosazováno jako kladné)
Stechioetrické sovací rovnice Eleentární stechioetrické slučovací rovnice 1 kol + 1 kol O 1 kol O 393,51 J/kol 1 kg + 3 kg O 44 kg O 393,51 J/1kg 1 kg + 8/3 kg O 11/3 kg O 3,76 J/kg kol + 1 kol O kol O 483,65 J/kol 4 kg + 3 kg O 36 kg O 483,65 J/4kg 1 kg + 8 kg O 9 kg O 119,96 J/kg ( O v plynné stavu) [kg/kol] 1.011 1.01588 O 31.9988 3 S 3.066 3 N 8.01348 8 4 / 9 1 kols + 1 kol O 1 kol SO 96,84 J/kol S 3 kg S + 3 kg O 64 kg SO 96,84 J/3kg S 1 kg S + 1 kg O kg SO 9,57 J/kg S Dolní výhřevnost iva daného suární vzorce c h S s O o (c,h,s,o konstituční koeficienty) c h s S o O c h S s S O o O u 3,76 119,96 9,57 S h f, [J/kg] poslední člen zahrnuje reakční entalpii i výparné teplo iva, u vyšších bývá kole - J/kg V případě kondenzace vodní páry se usí vypočtená hodnota dolní výhřevnosti iva navýšit o výparné teplo vody (Výparné teplo vody při 100 :,57 J/kg / při 5 :,44 J/kg )
Výhřevnost iv 5 / 9 eplota u [ ] Výparné teplo při t [kj/kg] Benzin 30 00 350 Nafta 150 380 70 Etanol 78,4 837 etanol 64,7 1110 otnostní podíly: O Benzin 0,851 0,134 0,015 Nafta 0,869 0,131 0
eoretické nožství vzduchu Stechioetrické (teoretické) nožství suchého vzduchu 6 / 9 Suární vzorec iva: c h S s O o + O O + O O S + O SO c h L vtn h o SsOo c s O 4 1 h o c s 0,1 4 1 0,1 N 0,1 co [kol such.vzduchu / kol iva] h O sso 1 0,1 h o c s N 0,1 4 1 kg + 8/3 kg O 11/3 kgo 1 kg + 8 kg O 9 kg O 1 kg S + 1 kg O kg SO L vt L L vt 1 8 c 8 s O 0,3 3 Stechioetrické (teoretické) nožství vlhkého vzduchu p O p at Lvvt Lvt 1 p O 1 pat O [kg/kg] vtn O [kg such.vzduchu / kg iva] 18,0 kg/kol 8,96 kg/kol Součinitel přebytku vzduchu (kyslíku), sěšovací poěr N l N L vtn L vt vzd L vvt A/ F
Součinitel přebytku vzduchu 7 / 9 l1 : - řebytek vzduchu, chudá sěs - rodukce O a O se blíží uvedený suární rovnicí - Sování sěsi plynových zážehových otorů (do eze zánosti) - Úhrnný součinitel přebytku vzduchu ve sinách vznětových otorů l = 1,1 10 l=1 : - Stechioetrická sěs - rodukce O a O se vlive disociace írně odlišuje od teorie - Sování sěsi většiny zážehových otorů (kvůli 3-cestnéu katalyzátoru) l1 : - Nedostatek vzduchu, bohatá sěs - Nedokonalé (neúplné) sování energeticky nevýhodné - Vedle O a O se ve sinách vyskytuje ve větší íře i O a - Sování sěsi zážehových otorů při plné zatížení (kvůli zvýšení výkonu, snížení teploty sin) nožství sěsi a sin s s vzd Výhřevnost sěsi (teoretická) us u 1 l L vvt ll vvt 1 - ři l=1 podobná pro všechna iva:,75 3,4 J/kg heická účinnost hoření - Závisí na obsahu ještě sitelných složek sin (z essova zákona) i ui hoř 1 us hoř [-] 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 Z: - oalé hoření - ez zánosti 0.6 0.8 1 1. 1.4 1.6 l [-]
eze zánosti iv 8 / 9 eze zánosti hoogenních ivových sěsí za atosférických podínek BA l = 0,4 1,4 ožár vozu po 3 sek. BA N l = 0,48 1,35 Alkoholy l = 0,3,1 LG NG l = 0,4 1,7 l = 0,7,1 l = 0,5 10,5 0 0.5 1 1.5.5 3 3.5 4 l [-] Energie jiskry nutná pro zážeh ivové sěsi N etanol Etanol BA ropan Butan NG 0,0 J Zvyšující se požadavek na nožství energie 0,35 J ožár vozu po 1 in. BA
rodukce O Eleentární stechioetrická slučovací rovnice 9 / 9 1 kg + 8/3 kg O 11/3 kgo rodukce O při dokonalé sování O 11 3 [kg O / kg iva] [kg/kg] O [kg/kg iva] u [J/kg] * O [g/kwh] Nafta 0,869 3,19 4,8 68 Benzin 0,851 3,1 43,4 59 Etanol 0,51 1,91 7,7 48 Butan 0,87 3,03 45,7 39 ropan 0,817 3,00 46,3 33 etan 0,749,75 50,0 198 Vodík 0 0 10,0 0 růěrné eise O při výrobě elektrické energie v různých zeích v r. 015 O [g/kwh] Francie 60 Itálie 350 Velká Británie 440 O [g/kwh] Něecko 470 USA 480 Čína 690