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羽通儀器專業提供：關于影響燃料霧化性能的因素
閱讀：5269發布時間：2013-8-3
霧化是指液體燃料在發動機中以一定壓力（或在負壓作用下）從噴油器中噴射出來，形成細小的霧狀油滴的過程。霧化性則是指液體燃料是否容易被霧化的能力。
霧化對燃料的蒸發、混合氣的形成和發動機工作具有重要的意義。首先霧化可以大大增加燃料的表面積。加快燃料的蒸發，保證混合氣的快速形成。例如，135型柴油機單缸功率為14.7kW，全負荷工作時每次循環供油量約為130毫米立方。當形成1個油滴時，其表面積約為124毫米平方。如果將該油噴散為直徑等于20μm的油滴，則可形成3.lx107個顆粒，總表面積可達3.9x104毫米平方，比原面積增加約314倍。其次，霧化可以大大增加燃料與氧接觸的機會，加快燃料燃燒前的氧化，這一點對保證柴油機工作尤為重要。
燃料的霧化性是指燃料本身是否容易霧化的特性。燃料霧化性受粘度、表面張力、餾分輕重等的影響，其中粘度是決定燃料霧化性的zui重要因素。
（1）粘度對霧化性的影響
粘度和燃料的霧化有密切的關系。燃料霧化時，噴出的油束要破裂為無數細小的顆粒，就必須克服液體內部分子間的作用力或內聚力，這種內聚力表現為液體的粘度和表面張力。因而粘度愈大的燃料，霧化愈困難。粘度愈小，噴霧錐角越大，霧化后液滴直徑愈小，但油束的射程也減小。反之，粘度增大，霧化時噴霧錐角則減小，射程增大，霧化質量降低，導致燃燒不*，燃料消耗量增加。粘度不僅對霧化質量有重要影響，還會影響燃油的供應量和燃油泵壽命，特別是柴油機和噴氣發動機，噴油壓力較高，影響更大。
燃料粘度過高。噴油阻力增大，噴油量會減少，同時由于霧化不良，燃燒性能變壞，能使消耗量增加。但粘度過低，也會使柴油的供油量減少，因為發動機燃油泵柱塞和套筒之間都有一定間隙。如果柴油粘度很小，通過間隙而滲漏的油料便會增多，導致供油量隨粘度的減小而降低。當粘度低于一定值時，滲漏損失迅速增加。
不同轉速下油泵供油系數與柴油粘度有一定的相關性。當粘度降低時，油泵供油系數也減少，結果引起噴油壓力降低，發動機功率下降。
燃料粘度大小對燃油泵磨損的影響也很明顯。由于柴油機和噴氣發動機的高壓油泵和噴油嘴都是配合緊密的精密部件，它們高速運動中的摩擦面都是利用燃料自身潤滑的。如果燃料的粘度過低，不能保證良好的潤滑，磨損增加，油泵壽命縮短。同時由于磨損引起的油泵間隙增大，供油量會進一步減少。反之，如粘度過高，也不利于配合緊密零件之間的潤滑，同樣也會加大油泵的磨損。
因此，為了保證發動機可靠工作和較高的經濟性，柴油和噴氣燃料都必須具有適當的粘度。
燃料的粘度隨溫度和壓力的改變而變化，其中以溫度的影響較為顯著。
燃料的粘度隨溫度升高而減小，隨溫度降低而增大。不同燃料粘度隨溫度的變化程度也不一樣。例如，各種牌號的輕柴油在20度以上的運動粘度度都很相近，約為2-5mm2/s。但是當溫度下降至零下20℃以下時，各種輕柴油粘度出現較大的差異（相差可達幾倍）。因此，在選用燃料時，不僅要考慮常溫下的粘度，還要考慮低溫下的粘度，在寒區冬季低溫條件下應使用粘度較小的燃料，以保證燃料在發動機燃料系統中能順利流動并保證機件的良好潤滑。
燃料的粘度隨壓力升高而增大，但在壓力較低的情況下這種影響非常小，只有壓力很高時對粘度的影響才比較明顯。例如，在壓力不超過50. 70MPa條件下對柴油的粘度影響很小，但有的柴油在122MPa高壓下粘度可增大為原來粘度的16倍左右。
燃料的粘度大小與化學組成有關。一般而言，相對分子質zui越大或餾分越重，燃料的粘度越大，在分子大小相近的各種烴中，芳香烴粘度zui大，其次是環烷烴，烯烴和烷烴粘度較小。例如，環烷芳香基柴油的粘度較大，石蠟-環烷基柴油次之，而含烷烴較多的石蠟基柴油粘度則較小。由于各種燃料的化學組成不同，特性各異，在溫度和壓力變化時所表現出的粘度變化也不相同。一般地，石蠟基柴油隨溫度而產生的粘度變化zui小，石蠟-環烷基柴油稍大.而以環烷-芳香基柴油的粘度變化zui大。這對大多數柴油調和企業指導作用比較大，對于燃料粘度的測定，可以選用上海羽通儀器儀表廠專業提供的YT-265系列石油產品運動粘度測定儀。
（2）表面張力對霧化的影響
燃料的表面張力與燃料的餾分組成有關。餾分愈重的燃料，其表面張力也愈大。由于餾分較重的燃料粘度也較大，這就使得重質燃料霧化困難，不易迅速蒸發。在各類烴中，芳香烴的表面張力zui大，烷烴的表面張力zui小，因而含高芳烴的燃料比含高烷烴的燃料霧化較困難。
燃料的表面張力隨燃料的密度增大而增大。對于密度為0.60-0.92g/cm3之間的燃料，其表面張力與密度成直線關系，并可用公式表示:張力=10（5*20度密度-1.5）
沸點為65-300℃的各種烴類，20℃時表面張力大致如下:烷烴0.018-0.028N/m;環烷烴0.029一0.032N/m;芳香烴0.028-0.032N/ma
燃料的表面張力還隨溫度的升高而降低。例如一種相對密度為0.907的柴油，在101.3kPa下10℃時的表面張力為0.0316N/m，在20'C時降為0.0308N/m，在40℃時則降為0.0292N/m。
與粘度對霧化的影響相比，表面張力的影響要小一些。
由于霧化質量對發動機中混合氣的形成和燃燒都有重要影響，液體燃料都應具有良好的霧化性。車用汽油和航空汽油本身很容易霧化和蒸發，因此，其規格中并無霧化性指標要求。對于柴油和噴氣燃料，根據霧化和燃油泵潤滑的要求.均對粘度大小作了相應規定。因表面張力對霧化的影響相對較小，各種燃料均未作要求。
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