מודלים מתמשכים של תהליכי הבעירה לניקוי הרשאות

יסודות של הדבקה Thermodynamics

הדבקה, בליבתה, היא תגובה כימית קיצונית בין דלק לבין חמצון – חמצן חד-משמעי מהאוויר – המשחרר חום ואור.מודלים של התרמודינמיקה מספקים מסגרת מתמטית לחיזוי השינויים באנרגיה, ריכוזי מינים ומצב סופי של מוצרי הבעירה. ההבנה הזו חיונית לתכנון, מערכות בעירה יעילות יותר בדור, תחבורה תעשייתית, וליישם ככל הנראה את המהנדסים היעילים.

שינויים באנרגיה והחוק הראשון

חוק ראשון של Thermodynamicssph1 (FLT:0) לחוק הראשון של Thermodynamicssssal Revast 1 (החוק הראשון של ההרחבה: 1) - עקרון שימור האנרגיה הכימית המאוחסן באיגרות דלק אינו מומר לאנרגיה תרמית (חום) ואולי עבודה מכנית (למשל, פי הטבעת במנוע).

מאזן אנרגיה מעשי גם אחראי על התלקחות לא שלמה, שבו חלק מהדלק נשאר ללא צרבת או חלקית חמצון (ייצור CO, H2, או פחמימנים) אלה חוסר יעילות לא רק אנרגיה פסולת אלא גם לתרום לזיהום אוויר.לכן, מודלים תרמודינמיים חייבים לשלב תעריפים ושערות איזון כדי לחזות את הרכב של גזים ממצה.

חוק אנטרופיה והחוק השני

בעוד החוק הראשון מספר לנו כמה אנרגיה זמינה, החוק השני של התרמודינמיקה והיעילות של ה-ArmodynamicsFLT:1 חושף את איכות האנרגיה הזו - היכולת שלו לעשות עבודה מועילה.כל תהליך אמיתי מגביר את השטף הכולל של היקום, ובעירה היא גם לא יוצאת דופן.

כימיקלים Equilibrium ו Kinetics

המודל התרמודינמיקה לעתים קרובות מניח איזון כימי במצב מוצרי הבעירה – כלומר התגובות התקדמו לנקודה שבה האנרגיה החופשית של גיבס של המערכת מצטמצם.הנחה זו של איזון זה עובד טוב עבור טמפרטורה גבוהה, תהליכים ארוכי טווח כגון כוויות מצב יציבים של המדינה.עם זאת, במנועי טורבינות גז שבו הם זמני מגורים קצרים, חומרים כימיים שולטים.

מודלים מרכזיים

מודלים Equilibrium לעומת Kinetics מפורט

המודלים התרמודדימיים הפשוטים ביותר מניחים איזון מוחלט, באמצעות ה-FLT:0NASA מזהמים פולינומיים (FLT:1) עבור חום ספציפי ונשני מינים אלה הם מהירים חישוביים ומתאים למהנדסים ראשוניים.הם צופים טמפרטורה של אש ומינים מרכזיים (CO2, H2O, N2) עם דיוק סביר.

אינטגרציה של Fluid Dynamics (CFD)

(הופנה מהדף Thermodynamic Models חייב לממשק עם דגמי FLT:0) Fluid Dynamics (CFD) ,FLTx:1 כדי להסביר שילוב, העברת חום, והפרעות הפיכה מתקדמות ב-CFD, משוואות ניהוליות עבור מסה, אנרגיה, ומין, נפתרות על פני רשת של חום, וחיזוי של הסתברות לשילוב (למשל, תאורה) של מחלות חום (זיהום אוויריות)

השפעות ומודלים של נכסים

בלחץ גבוה - טקטיקות במנועי בעירה פנימית וטורבינות גז - חוק הגז האידיאלי מתחיל להמעיט בצפיפות ובהתאמה מופרזת של משוואות גז אמיתי של המדינה (למשל, Peng-Robinson, Soave-Redlich-Kwong) יש להשתמש כדי לחזות במדויק תכונות תרמודינמיקה.

איזון אנרגיה ואופטימיזציה של יעילות

חישוב שיעורי שחרור חום

קצב שחרור החום (HRR) הוא פרמטר קריטי הנגזר ממודל תרמודינמי.זה קוונטית כמה אנרגיה כימית מומרת לאנרגיה תרמית.במנועי Reciprocating, פרופיל HRR כתפקוד של זווית crank קובע לחץ גלילי, פלט עבודה, היווצרות תזמון בו זמנית של דלק תזמון, ומודלים זיהום זיהום כי משלב את החוק הראשון עם פונקציה Wiebe (קצב כוויות מסיבי) משמשים לעתים קרובות עבור מודלים של ניקוי תרמיים, כלומר, על ידי ניקוי איטי יותר, כגון ניקוי תרמיים.

הפסדים וקשיים

כל תהליך של הבעירה אמיתית סובל מהפסדים: אובדן חום לרכיבים קרירים, לא שלמים, חיכוך, וליטפטים ממצה עוזב את המערכת.ניתוח חוק שני שובר את ההפסדים האלה לרכיבים בלתי נמנעים ובלתי נמנעים.לדוגמה, בטור טורבינות גז טיפוסי, כ-30% ממקרי הפחתת הפחתת החמצן או הפחתת הפחתת הפחתת הזיהומים: גם כן, כתוצאה מתגובה של זיהום חום (צורך הפחתת זיהום), אך 10-15% אחרים יכולים להיות מעורבים כתוצאה משינוי של מחלות, גם כן, גם כן, הן באמצעות גירויים, הן מנזקים, הן באמצעות גירויים, הן באמצעות אובדן יעיל יותר, הן באמצעות זיהום אוויריות.

השפעה על הרשאות

יעילות ופליטות הן בשילוב הדוק במערכות הבעירה.יעילות תרמית גבוהה בדרך כלל פחות דלק נצרך עבור אותו פלט, ישירות להפחית פליטות CO2.עם זאת, יעילות כי העלאת טמפרטורות שיא יכולה להגדיל את היווצרות NOx.לכן, thermoדינמית מודלים חייב לחקור את המטענים פחמן רזה, למשל, פליטת גז ממצה (EGR) מורידה את טמפרטורת האש - צמצום לאקס - אבל יכול להפחית את היעילות הקוונטית נמוכה מאוד, אך לאזן יעיל באופן מדויק יותר.

יישומים ב-Emission Reduction Technologies

תהלוכה דלת-בית נמוכה

אסטרטגיות של פיזור (LTC) נמוך, כגון Hoogeneous Compression (HCCI) ו Reactivity Controlled Compression (RCCI), מסתמכות על שליטה תרמודינמית מדויקת של תנאי in-cylinder.LTC שואפת לשמור על טמפרטורות שיא מתחת לסף עבור היווצרות אנרגיה תרמית (כ 1800 K) תוך הימנעות מעיצוב אזורי sootiteing את המודל האוטומטי של CIS - לדוגמה, לחץ כימי של טמפרטורה יעילה של דלק (FIS) עבור דלק יעיל עבור ייצור אנרגיה סטנדרטית של לחץ דם (RI) עבור מודלים סטנדרטי של טמפרטורה יעילה של דלק CRMLSfluicial של דלק.

תהלוכה ופלולה גז Recirculation

בכוויות תעשייתיות וליטנטים, אספקת האוויר או הדלק יוצרת אזורי בעירה נפרדים.באופטימיזציה אווירית, כוויות ראשוניות מפעילות חישובים עשירים בדלק (הייצור של NOx) בעוד אוויר משני משלים את הבעירה בטמפרטורות גבוהות יותר.מודל התרמודינמיקה של אי-דלקת חישובית בשלב זה דורש פתרון מספר רב של איזון / אזורים עם תערובת בין-אזורים.

דלקים חלופיים ודלקים

הדחף לעבר פליטות נקיות עורר עניין בדלקים חלופיים: מימן, אמוניה, דלקים ביותרפיים, דלקים סינתטיים ומזגני גז טבעיים (לכל דלק יש התנהגות תרמודינמית וקנטית מובהקת. הידרוגן, למשל, יש מהירות גבוהה מאוד של דלקים עמידים (למשל, ירידה במשקל) של דלקים מהירים יותר, כלומר, טיפול תרופתי (DVallow-Flowicial) יכול להגדיל את יעילות גבוהה יותר, כדי להעריך את הביצועים של דלק (Ricial) ו-Flowericial) ו-Flowicial Reduction) כדי להגדיל את רמת דלק (Ricial Reduction) ו-Flid) כדי להגביר את רמת דלק (D2DVallowericial Reduction) כדי להגדיל את רמת דלק יעילה יותר של טיפול תרופתי (DValphine) ו-Flimatealphine) כדי להגדיל את יעילות גבוהה יותר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, טיפול תרופתית (DValtenlitenlimatealphine-Flimateericial Reduction) של טיפול תרופתי (למשל, כלומר, כלומר, כלומר, טיפול יעיל יותר של טיפול תרופתית טיפול תרופתית טיפול בדגמיציפיד

טכניקות מתקדמות וכיוונים עתידיים

מכונות למידה ומודלים נפרדים

מנגנונים קינטיים כימיים מפורטים יכולים לערב אלפי מינים ותגובות, מה שהופך אותם איטיים מדי לשליטה בזמן אמת או סימולציות CFD בקנה מידה מלא, החוקרים פונים יותר ויותר ללמידה מכונה - רשתות עצביות ספציפיות ותהליך גאוסיאן - כדי ליצור מודלים חלופיים המחקים את התנהגות הקלט- ⁇ של מודלים תחליפיים מפורטים.

מעקב בזמן אמת ובקרה

מערכות הבעירה מודרניות יותר ויותר כלי היברידית עם לחץ, טמפרטורה וחיישנים פליטה.הנתונים מזינים למודלים המבוססים על פיזיקה או מונעים נתונים אשר מתאמתים פרמטרים תפעוליים בזמן אמת.לדוגמה, מודל תרמודינמיקה הפועל על בקר יכול להפר את הטמפרטורה in-cylinder מניתוח מעקב לחץ ולאחר מכן לשנות את התזמון כדי לשמור על טמפרטורות מתחת לסף NOx. גישה סגורה זו הודגמה במחקר וצריכה אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט אט

מערכות ההפעלה Zero-Emission Combustion

(התכלית הסופית) היא מערכות של בעירה המייצרות פליטות כמעט אפס מזיקות.(FLT:0) מחזורי דלק-דלק (Oxy-דלק) ו-H2O, תוך שימוש בדלק עם חמצן טהור במקום אוויר – מגנים גז פלואוקס בעיקר של CO2 ו- H2O, ומאפשרת שיפורי של דלק יעיל של דלק חמצן-אוקס-דלק חייב לקחת בחשבון את התכונות הרדיקליות (FI) באופן קבוע, באופן קבוע, באופן קבוע, באופן קבוע, כמו:

לסיכום, המודל התרמודינמי של תהליכי הבעירה הוא כלי חיוני להפחתת פליטות.זה מאפשר למהנדסים לנתח זרמי אנרגיה, לחזות היווצרות מזוהמת, וייעל את תנאי התפעול לפני ביצוע שינויים בחומרה.כפי שכוח חישובי גדל ומודל טכניקות מתקדמות - במיוחד באמצעות ההיתוך של שיטות המבוססות על פיזיקה ומבוססת על נתונים - הדיוק והמהירות של מודלים אלה ימשיכו לשפר את ההתפתחות של מנועי טורבינות, ניקוי עתידיים, פריוריות, תורפות, תורפות יותר, תורפות, יצרניים תעשייתיות יותר.