氣體燃料——?dú)錃?/span>
評(píng)論： 更新日期：2013年04月11日
二、氫氣的物化特性
氫氣的分子組成為H2，表2-1列出了氫氣的主要物化特性。
表2-1 H2的主要物化特性
特性參數(shù) | 數(shù)值 | 特性參數(shù) | 數(shù)值 |
質(zhì)量熱值 | /(MJ·kg-1) | 高? 141.8 | 最大火焰速度時(shí)當(dāng)量比 | 1.7 |
/(MJ·kg-1) | 低? 120.1 | 理論燃空比/(kg·kg-1) | 0.02915 |
摩爾熱值 | /(MJ·kmol-1) | 高? 285.8 | 理論空燃比/(kg·kg-1) | 34.38 |
/(MJ·kmol-1) | 低? 242.1 | 空氣中燃燒界限/% | 4.1～75 |
標(biāo)態(tài)體積熱值 | /(MJ·m-3) | 高? 12.74 | 極限過量空氣系數(shù) | O.15～7.O |
/(MJ·m-3) | 低? 10.80 | 著火溫度/℃ | 571 |
與空氣理論混合氣熱值/(MJ·m-3) | 3.186 | 與空氣燃燒理論體積百分比[F/(A+F)]% | 29.5 |
理論混合氣點(diǎn)火能量/J | 3.18×10-5 |
最小點(diǎn)火能量/J | 1.34×10-5 | 氣態(tài)密度/(kg·m-3) | 0.08987 |
空氣中最大火焰速度/(cm·s-1) | 291 | 氣態(tài)粘度/(MPa·S) | 0.0202 |
最大火焰速度時(shí)溫度/K | 2380 | 氣化熱/(kJ·kmol-1) | 90.4 |
三、氫氣的燃料特點(diǎn)
??? 氫氣可以單獨(dú)作為內(nèi)燃機(jī)的燃料，也可以與汽油作為混合燃料。氫氣在后一情況下不僅自身參與燃燒而成為火花點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)的一部分(一般摻燒量不大)，而且可改善汽油的燃燒。氫氣作為內(nèi)燃機(jī)燃料有下列特點(diǎn)：
??? (1) 盡管質(zhì)量低熱值高(表2-1)，是汽油低熱值的2.73倍。，但由于氫的相對(duì)分子質(zhì)量小(1.016)，質(zhì)量輕，以致其標(biāo)態(tài)體積熱值只有10.80MJ/m3，與弛放氣的體積熱值相近(10.95MJ/m3)。氫氣與空氣的理論混合氣標(biāo)態(tài)熱值也只有3.186MJ/m3，與沼氣相近(3.230MJ/m3)，比汽油低約15%。
??? (2) 著火界限很寬?在空氣中燃燒的著火界限為4.1%～75%，比汽油和柴油的著火界限大很多。這就是說可以稀薄燃燒。這對(duì)于降低發(fā)動(dòng)機(jī)的部分負(fù)荷時(shí)的能耗率有重要意義。
? ??(3) 有很高的火焰?zhèn)鞑ニ俣?其火焰?zhèn)鞑ニ俣雀哌_(dá)2.91m/s，是汽油的7.72倍，比乙炔還高87%。這就說明氫氣在汽油機(jī)中燃燒時(shí)抗爆性比汽油好。表2-2列出了一些燃料最大火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊谋容^。
??? (4) 點(diǎn)火能量較低?最小可以低到0.013～0.020MJ，比汽油低得多。所以，汽油摻氫燃燒后，其所需點(diǎn)火能量可以降低。
? ??(5) 氫氣是一種清潔燃料?其燃燒產(chǎn)物是水，沒有碳和碳煙。
表2-2 一些燃料最大火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊谋容^??? (單位：cm/s)
氫 | 汽油 | 航空煤油 | 乙炔 | 苯 | 甲苯 | 一氧化碳 | 甲醇 | 二乙醚 |
291.2 | 37.7 | 36.9 | 155.3 | 44.6 | 38.6 | 42.9 | 52.3 | 43.7 |
甲烷 | 乙烷 | 丙烷 | 正丁烷 | 正戊烷 | 正已烷 | 正庚烷 | 環(huán)戊烷 | 環(huán)乙烷 |
37.3 | 44.2 | 42.9 | 41.6 | 42.5 | 42.5 | 42.5 | 41.2 | 42.5 |
