1893年,魯道夫狄賽爾發明了柴油發動機,其原理是藉由壓縮過程所產生 的高熱來引燃燃料,將化學能直接轉變為動力而作功,而不需要外部點火 與混合裝置。1990年實際應用以來,已成為工業界最有效的動力來源,如 車、船舶、營建機具等等,甚至用於發電機以供應商業上所需的電力來源 。迄今,柴油發動機仍為工商業界可靠的經濟動力來源,其原因乃是所使 用的燃料為低級油,價格較便宜,而其動力大小由數匹馬力到數萬匹馬力 皆有,適用的範圍較廣所致,然而吾人所關切的不是其動力輸出的大小與 適用範圍,而是壓縮期間內的壓力變化對油滴引燃延遲現象的影響。一般 來說,較常見的理想壓縮過程有絕熱壓縮與等溫壓縮循環,前者是在沒有 能量散失,也就是與外界絕緣的情形下進行壓縮,具有較大的輸出功,而 後者是在有能量損耗,也就是有冷卻裝置的狀況下壓縮,可避免溫度過高 所導致機具的損壞,但輸出功較小。本文則是針對絕熱壓縮過程以數值模 擬來進行單一油滴(n-heptane)在壓力效應及暫態油滴加熱過程下的引燃 現象。壓力形式則分為線性增壓及週期性壓力振盪。結果顯示在線性增壓 模式下,增壓快會縮短引燃時間,而油滴大小只有在緩慢壓縮過程時才會 影響引燃延遲時間。環境開始處於低溫時,大油滴利於引燃而環境開始處 於高溫時,小油滴則利於引燃。當油滴在一較快的壓縮過程時,油滴大小 不會影響引燃時間。若是週期性壓力振盪時,振幅越大,蒸發快且引燃快 ,但振盪頻率與油滴引燃所需時間並無一定的關係,而呈現出不規則的現 象。此外,也探討環境中油氣存在時,對於引燃延遲時間的影響。
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