Verbranding
1. Verbranding in gasvormige fase
1.1. bespreking verschillende verbrandingstypes
1.2. chemie verbranding
1.3. verbranding voorgemengde gassen
1.4. verbranding niet voorgemengde gassen (diffusie verbr.)
2. Verbranding in ottomotoren
3. Verbranding in dieselmotoren
1. Verbranding in gasvormige fase
definitie verbrandingsreactie:
→ geen absoluut criterium dat verbrandingsreactie
differentieert van alle andere oxidatiereacties
→ plotse toename van reactiesnelheid R onder bepaalde
(kritische) voorwaarden van p, en T voor bepaalde
concentratie (en katalysator)
→ plotse R ↑ geeft T ↑ (en p ↑ in gesloten volume)
→ vorming brandbaar mengsel en verloop van reacties nog
beïnvloed door:
- fysische processen (massa en warmtetransport)
- aërodynamische fenomenen (turbulentie, drukgolven)
± interacties tussen scheikundige reacties en fysische
fenomenen geven aanleiding tot verschillende
verbrandingstypes
verbranding slide 1.
,1. 1. Bespreking verschillende verbrandingstypes
1.1.1. Verbranding voorgemengde gassen
→ reagentia homogeen gemengd vóór verbranding
a) verbranding door voortplanting vlam
verbranding ingeleid door ontstekingsbron en
onderhouden door massatransport (radicalen) en
energietransport (warmte) vanuit reactiezone
→ onverbrande producten
- laminaire voorgemengde vlam i.v.f. (gastroom)
- turbulente voorgemengde vlam
beide :
- subsone voortplantingssnelheid (deflagratie)
- supersone voortplantingssnelheid (detonatie)
b) verbranding door zelfontsteking (explosie)
ontsteking zonder uitwendige bron
- als p en (of) T kritische waarden
- statistisch onmogelijk dat alle brandstof partikels
gelijk ontsteken
→ steeds een deel door vlamvoortplanting
wel volledige verbranding door zelfontsteking
als oorzaak : SCHOKGOLF
verbranding slide 2.
, 1.1.2 Verbranding niet voorgemengde gassen
→ DIFFUSIEVERBRANDING
→ gassen niet homogeen gemengd bij inzetten verbranding
Interdiffusie regentia (+ menging + verdamping br.)
a) verbranding door voortplanting vlam :
verbranding ingeleid door ontstekingsbron of nabij
liggende vlam
→ (vlam heeft invloed op verdamping, menging, …)
- laminaire diffusievlam (kaars), als gasstroom laminair
- turbulente diffusievlam (bunsenbrander,
chauffageketel), als gasstroom turbulent
• supersoon of subsoon niet realistisch
b) verbranding door zelfontsteking :
- sommige partikels bij (p en T)krit → zelfontsteking
- brandende partikels zullen naastliggende ontsteken
→ voor een deel vlamvoortplanting
1.1.3. Verbrandingstypes in zuigermotoren
a) motoren met vonkontsteking :
- normaal : turbulente voorgemengde vlam
voortplanting → zelfs Large Scale Turbulence
- abnormaal : zelfontsteking in voorgemengde gassen
(kloppen – explosie)
b) motoren met compressieontsteking :
- p en T >>
- injectie
- ontstekingsuitstel
- in meerdere punten zelfontsteking
- verdere verbranding door turbulente diffusievlam
verbranding slide 3.
1. Verbranding in gasvormige fase
1.1. bespreking verschillende verbrandingstypes
1.2. chemie verbranding
1.3. verbranding voorgemengde gassen
1.4. verbranding niet voorgemengde gassen (diffusie verbr.)
2. Verbranding in ottomotoren
3. Verbranding in dieselmotoren
1. Verbranding in gasvormige fase
definitie verbrandingsreactie:
→ geen absoluut criterium dat verbrandingsreactie
differentieert van alle andere oxidatiereacties
→ plotse toename van reactiesnelheid R onder bepaalde
(kritische) voorwaarden van p, en T voor bepaalde
concentratie (en katalysator)
→ plotse R ↑ geeft T ↑ (en p ↑ in gesloten volume)
→ vorming brandbaar mengsel en verloop van reacties nog
beïnvloed door:
- fysische processen (massa en warmtetransport)
- aërodynamische fenomenen (turbulentie, drukgolven)
± interacties tussen scheikundige reacties en fysische
fenomenen geven aanleiding tot verschillende
verbrandingstypes
verbranding slide 1.
,1. 1. Bespreking verschillende verbrandingstypes
1.1.1. Verbranding voorgemengde gassen
→ reagentia homogeen gemengd vóór verbranding
a) verbranding door voortplanting vlam
verbranding ingeleid door ontstekingsbron en
onderhouden door massatransport (radicalen) en
energietransport (warmte) vanuit reactiezone
→ onverbrande producten
- laminaire voorgemengde vlam i.v.f. (gastroom)
- turbulente voorgemengde vlam
beide :
- subsone voortplantingssnelheid (deflagratie)
- supersone voortplantingssnelheid (detonatie)
b) verbranding door zelfontsteking (explosie)
ontsteking zonder uitwendige bron
- als p en (of) T kritische waarden
- statistisch onmogelijk dat alle brandstof partikels
gelijk ontsteken
→ steeds een deel door vlamvoortplanting
wel volledige verbranding door zelfontsteking
als oorzaak : SCHOKGOLF
verbranding slide 2.
, 1.1.2 Verbranding niet voorgemengde gassen
→ DIFFUSIEVERBRANDING
→ gassen niet homogeen gemengd bij inzetten verbranding
Interdiffusie regentia (+ menging + verdamping br.)
a) verbranding door voortplanting vlam :
verbranding ingeleid door ontstekingsbron of nabij
liggende vlam
→ (vlam heeft invloed op verdamping, menging, …)
- laminaire diffusievlam (kaars), als gasstroom laminair
- turbulente diffusievlam (bunsenbrander,
chauffageketel), als gasstroom turbulent
• supersoon of subsoon niet realistisch
b) verbranding door zelfontsteking :
- sommige partikels bij (p en T)krit → zelfontsteking
- brandende partikels zullen naastliggende ontsteken
→ voor een deel vlamvoortplanting
1.1.3. Verbrandingstypes in zuigermotoren
a) motoren met vonkontsteking :
- normaal : turbulente voorgemengde vlam
voortplanting → zelfs Large Scale Turbulence
- abnormaal : zelfontsteking in voorgemengde gassen
(kloppen – explosie)
b) motoren met compressieontsteking :
- p en T >>
- injectie
- ontstekingsuitstel
- in meerdere punten zelfontsteking
- verdere verbranding door turbulente diffusievlam
verbranding slide 3.
