엔진배출물 생성 원인

목차

1 연료의 연소

2 화학평형 연소

3 비평형연소

4 엔진의 효율

5 엔진의 성능인자

6 가솔린과 디젤엔진의 특성

7 엔진의 열발생율

8 공연비

9 각 성분의 발생원인

본문내용

이론공연비 (Stoichiometric Air-Fuel ratio)
이론적 화학반응에서 요구하는 완전연소를 위한 공기-연료의 질량비
Gasoline, Diesel의 이론공연비 = 14.7
Example ; Gasoline(iso-octane) Combustion
공기과잉률 (Excess Air Factor)
이론공연비와 실제 공기-연료비와의 비
1 이상 ; 공기과잉, 연료부족 (Fuel Lean)
1 이하 ; 공기부족, 연료과잉 (Fuel Rich)
당량비 (Equivalence Ratio)
공기과잉률의 역수로, 연료-공기비를 기준으로 한 값
1 이하 ; 공기과잉, 연료부족 (Fuel Lean)
1 이상 ; 공기부족, 연료과잉 (Fuel Rich)
발열량 (Calorific Value, Heating Value)
단위량의 연료가 연소되어 그 연소가스의 온도가 최초 상태와 같게 될 때까지 발생되는 열량
연료가 완전히 연소되어 내어 놓는 에너지량
고위발열량 (Higher Heating Value, HHV)
저위발열량 (Lower Heating value, LHV)
실제의 엔진 연소와 화학평형 연소 (Chemical Equilibrium)
공급공기량이 충분한 경우라도 국부적인 공기부족, 열해리 등에 의해 완전연소는 거의 불가능하며, 완전연소에서는 발생하지 않는 여러가지 화학성분이 발생함
여러 화학반응식에 화학적 평형원리와 질량보존법칙을 적용하여 계산하면 화학평형 이론에 의한 연소결과를 예측할 수 있다.

비평형연소
실제의 엔진 연소와 비평형 연소 (Chemical Kinetics)
화학평형 연소는 연소즉시 화학평형 상태에 있다고 가정되나 실제로 평형상태에 도달하는 데에 걸리는 시간은 화학식에 따라 차이가 있다.(Zeldovich Mechanism)
화학평형 이론에 반응속도함수를 추가하여 문제를 예측하면 그 결과는 보다 실제 엔진의 실험결과와 잘 일치하며, 특히 NO의 결과는 보다 실제에 근접해진다.

엔진의 효율
복합공기사이클의 열효율
단열압축-정적연소-정압연소-단열팽창-열방출

엔진의 효율
엔진의 열효율
도시열효율 (Indicated thermal efficiency) ; 작동유체가 피스톤 위에서 실제로 하는 이르이 열효율로서, 연소시간 지연, 불완전연소, 가스교환 및 실린더 유동손실, 누출 등에 의해 이론열효율보다 낮다.
정미열효율 (Brake thermal efficiency) ; 엔진 축에서 얻어지는 일의 열효율로서, 도시열효율에 의한 에너지로부터 엔진의 구동에 의해 소모되는 에너지, 즉 냉각수 회전, 마찰, 밸브구동 및 펌프 등의 손실을 제외한 것이다.

엔진의 성능인자
출력 ; ihp = bhp + fhp
ihp : indicated horsepower (도시출력) = shaft horsepower
bhp : brake horsepower (정미출력)
fhp : friction horsepower (마찰출력)

도시평균유효압력
1사이클동안의 일을 행정체적으로 나눈 값으로 엔진 성능의 중요한 비교인자로 사용된다.

Pi = imep : indicated mean effective pressure (도시평균유효압력)
Pb = bmep : brake mean effective pressure (정미평균유효압력)
Pf = fmep : friction mean effective pressure (마찰평균유효압력)

키워드

연료의 연소,   화학평형,   비평형연소,   엔진의 효율,   성능인자,   배출물,   가솔린,   공연비