1.Ciekłe:(-benzyna, ZI; -olej napędowy, ZS; -nafta, ZS; -alkohole( metylowy, etylowy) ZI i ZS –biopaliwa) 2.Gazowe. 3.Stałe.Właściwości paliw silnikowych:- wartość opałowa $\left\lbrack \frac{\text{MJ}}{\text{kg}} \right\rbrack$,$\left\lbrack \frac{\text{MJ}}{m^{3}} \right\rbrack$;-liczba opałowa LO; -liczba cetanowa LC;

-liczba metanowa LM; -gęstość paliwa $\left\lbrack \frac{\text{kg}}{m^{3}} \right\rbrack$; -lotność paliwa - skłonność do parowania; -prężność parowania - największe ciśnienie fazy gazowej pozostającej w równowadze z fazą ciekłą, określa zdolność paliwa do przejścia

w fazę gazową; -ciepło parowania; -lepkość - siła wiążąca cząstki -łatwość do tworzenia kropelek, rozpylenia;-temperatura krzepnięcia; -temperatura zapłonu - najmniejsza temperatura w której zapalają się pary paliwa

przy zetknięciu się ze źródłem ognia(<27°C - bardzo niebezpieczne - benzyna;21-55°C - niebezpieczne - nafta; 55-100°C - mało niebezpieczne - oleje napędowe) Benzyna – paliwo dla ZI;(-Mieszanina węglowodanów o

temperaturze wrzenia 30-200°C; -otrzymywanie(rafinacja, syntetyczne z węgla kamiennego i innych); -dodatki zwiększające LO(etylina): ((C₂H₆)₄P_b-czteroetylek ołowiu; (CH₃)₄P_b-czterometylek ołowiu; F_e(CO)₅ –karbonylek

żelaza;) –bezołowiowa); Olej napędowy – dla ZS; -temperatura wrzenia 170-380°C; -otrzymywanie: (95%- rafinacja; 5%- z olejów roślinnych); Nafta ( ZI- mały stopień sprężania ε < 5 LO = 35-50; ZS- małe prędkości obrotowe

LC= ok. 35); Alkohole – (CH₃OH- metylowy; C₂H₅OH- etylowy; mogą być stosowane jako paliwa samoistne lub jako dodatki do benzyn i olejów napędowych;); -Otrzymywanie( metylowy- z węgla lub metanu, drzewa, roślin;

etylowy- fermentacja roślin); Paliwa gazowe (-gaz ziemny (CNG- ok. 10%; LNG); -biogazy: (fermentacyjny; wysypisk owy); -miejski świetlny; -generatorowy( koksowniczy, wielkopiecowy; chemiczny ; gen na paliwa roślinne i

ich odpady); -generatorowy drzewny;-kopalniany; -LPG – propan-butan; -gazy czyste: (propan, butan, metan i inne)); Zastosowanie(- siniki ZI- ε=8,5-10,5; - silniki ZS- ε=9-11(odprężany, z systemem ZI); -ε=13,5-16(dwupaliwowy);)

Benzyna (LO- liczba oktanowa (izooktan C₈H₁₈ - LO=100; heptan C₇H₁₆- LO=0); Dla LO>100 odporność na spalanie stukowe ocenia się na podstawie wskaźnika wyczynowego PN(ang.) $\text{LO} = 100 + \frac{\text{PN} - 100}{3}$ (LOM- metoda motorowa;

LOB- metoda badawcza); LOB > LOM); Olej napędowy (LC- liczba cetanowa( skłonność do samozapłonu)( cetan- C₁₆H₃₄-LC=100; α- metylonaftalen- LC=0); LC = 55 ± 5 − 0, 45 • LOB; LC = 60 ± 5 − 0, 55 • LOM; LM- liczba

metanowa –odporność na spalanie stukowe paliwa gazowego; -metan CH₄ − LM = 100 - metan jest bardzo odporny na spalanie stukawe LO= ok130; -wodór H₂ − LM = 0 - jest bardzo skłonny do spalania stukowego LO=70

Własności paliw ciekłych
Paliwo
Benzyna
Olej napędowy
Nafta
CH3OH
C2H5OH

H₀- wartość opałowa mieszaniny stechiometrycznej

Własności paliw gazowych
Paliwo
Metan
Propan
Propan-Butan
Wodór
tlenek węgla

Destylacja ropy naftowej: (40°C gaz propan-butan; 40-150°C benzyna lekka; 150-200°C benzyna ciężka; 200-250°C nafta; 250-315°C olej napędowy; >320 pozostałości); Liczby cetanowe różnych olejów napędowych (25-40°C olej

napędowy, angielski olej napędowy; 40-50°C niemiecki olej napędowy; 50-70°C oleje z rop naftowych; 80-90°C oleje syntetyczne); Udziały masowe pierwiastków: (charakteryzacja paliwa C,H₂,S-palne, o₂,N₂); Olej napędowy

(H₂-12,5-13,5%; C-85-87%; S-0,2%; O₂ + N₂ -0,3-1,3%); Masowe związki ilościowe $1\text{kg}\ C + \frac{8}{3}\text{kg}\ O_{2} = \frac{11}{3}\text{kg}\text{CO}_{2}$ 1kg H + 8kg O₂ = 9kgH₂O 1kg S + 1kg O₂ = 2kgSO₂ C + O₂ → CO₂ 12 + 32 → 44

$1\text{kg} + \frac{4}{3}\text{kg} \rightarrow \frac{11}{3}\text{kg}$ 2H₂ + O₂ → 2H₂O 41 + 32 → 36 1kg + 8kg → 9kg Ilość powietrza do spalenia 23,2%- tlenu w powietrzu $L_{t} = \frac{1}{0,232} \bullet \left( \frac{8}{3} \bullet c + 8 \bullet h + s - o \right)\left\lbrack \frac{\text{kg}_{\text{pow}}}{\text{kg}_{\text{paliwa}}} \right\rbrack$ Współczynnik Moliera: $\sigma = 1 + \frac{3}{c} \bullet \left( h + \frac{s - o}{8} \right)$

$L_{t} = \frac{1}{0,232} \bullet \frac{8}{3} \bullet c \bullet \sigma$ Współczynnik nadmiaru powietrza: L > L_t $\lambda = \frac{L}{L_{t}} = \frac{m_{\text{pow}}}{m_{\text{pal}} \bullet L_{t}}\ $Dla ZI λ=1 (0,88-1,02) utrzymywane za pomocą sądy λ; Stechiometryczne; Dla ZS zależy od obciążenia silnika i przy pełnym obciążeniu:(-w silniku szybko

obrotowym z komorą dzieloną 12,14; -w silniku z bezpośrednim wtryskiem 1,4-1,6; -doładowanie 1,6-2,2; -bieg jałowy λ>5,0) $L_{t} = \frac{1}{0,21} \bullet \left( \frac{c}{12} + \frac{h}{4} + \frac{s}{32} - \frac{o}{32} \right)\left\lbrack \frac{\text{kmol}_{\text{pow}}}{\text{kg}_{\text{pal}}} \right\rbrack$ $L_{t} = \frac{22,41}{0,21} \bullet \left( \frac{c}{12} + \frac{h}{4} + \frac{s}{32} - \frac{o}{32} \right)\left\lbrack \frac{m_{\text{pow}}^{3}}{\text{kg}_{\text{pal}}} \right\rbrack\ $

Paliwo gazowe: $L_{t} = \frac{1}{0,21} \bullet \left( \frac{1}{2} \bullet \left( \text{CO} + H_{2} \right) + \sum_{i = 1}^{i = n}\left( n + \frac{m}{n} \right)_{i} \bullet \left( C_{n}H_{m} \right)_{i} - O_{2} \right)\left\lbrack \frac{m_{\text{pow}}^{3}}{m_{\text{gazu}}^{3}} \right\rbrack$ CO,H₂,O₂ –udziały objętościowe; Wartość opałowa mieszanin gazowych $H_{s} = H_{\text{CO}}\left( \text{CO} \right) + H_{H_{2}}\left( H_{2} \right) + \sum_{i = 1}^{i = n}\left( H_{\text{CH}_{i}}\left( \text{CH} \right)_{i} \right)\left\lbrack \frac{\text{MJ}}{m^{3}} \right\rbrack$ H_x – wartości opałowe;

() – udziały objętościowe; Wartość opałowa mieszanin palnych $H_{\text{miesz}} = \frac{H_{s}}{\lambda \bullet L_{t}}\left\lbrack \frac{\text{MJ}}{m^{3}} \right\rbrack$ -dla paliw ciekłych $H_{\text{miesz}} = \frac{H_{s}}{1 + \lambda \bullet L_{t}}\left\lbrack \frac{\text{MJ}}{m^{3}} \right\rbrack$ -dla paliw gazowych (V_s1=V_s2 dla λ1=1 λ₂=1,5; λ₁<λ₂ 30% mniej? Masy; N_e1>N_e2 ; V_s1<V_s2 dla λ1=1 λ₂=1,5; λ₁<λ₂

50% większa druga komora; N_e1=N_e2 ) Ilość spalin wilgotnych z 1kg paliwa$M_{\text{sw}} = \frac{11}{3} \bullet c + 9 \bullet h + 2 \bullet s + \left( \lambda - 0,232 \right) \bullet L_{t}\text{\ \ }\left\lbrack \frac{\text{kg}}{\text{kg}} \right\rbrack$ Suchych (po kondensacji pary wodnej)$M_{\text{sw}} = \frac{11}{3} \bullet c + 2 \bullet s + \left( \lambda - 0,232 \right) \bullet L_{t}\text{\ \ }\left\lbrack \frac{\text{kg}}{\text{kg}} \right\rbrack\ $Ze spaleniem 1kg paliwa

około 1,1-1,2 H₂O; -w spalinach CO – niezupełne spalanie; -C, CO, C_nH_m – niecałkowite; -w spalinach z całkowitego: (CO₂, H₂O, SO₂, N₂, dla λ>1 o₂ Przyjmując że spalanie jest całkowite i cały azot pochodzi z powietrza, w wyniku analizy

spalin suchych można określić wsp. Nadmiaru powietrza λ. $\lambda = \frac{1}{1 - 3,315 \bullet \frac{o_{2s}}{n_{2s}}}\ $O_2s, n_2s –procentowe, wagowe udziały w spalinach; CO₂ –normy albo O; N₂, H₂O, (SO₂ przekreślone) normy toksyczności (CO; CH, C_nH_m, TCH; NO_x, (NO, NO₂); p_m);

Funkcje spalania(Ciepło wywiązywane – ciepło powstające w wyniku wypalania się paliwa, ilość zmienna w czasie stosownie do postępu procesu; Ciepło przejmowane przez czynnik – skutkiem jego jest wzrost p, T, u, s.; Jest mniejsze od

wywieranego o: (straty wymiany ciepła; straty efektu szczelinowego; przedmuchu ładunków); Funkcje spalania – przedstawia czasowy postęp wypalania się paliwa w ładunku, nie uwzględnia: (zasięgu strugi paliwa, procesów parowania,

dyfuzji par w powietrzu; … czynnika w komorze spalania);) Formuła Wibego( $X = \frac{m_{s} \bullet \tau}{M}$ funkcja spalania; m_sτ -masa paliwa spalonego; M – całkowita masa paliwa; X = 1 − e^{−a • ym + 1} ; a - wsp. Uwzględniający stopień spalenia dawki.

Koniec gdy 99.9% się spaliło.; $y = \frac{\tau}{\tau_{c}}$ -względny czas spalania; τ - czas od początku spalania; τ_c –całkowity czaws spalania; m- wykładnik charakteryzujący dynamikę procesu spalania Przyjmując za koniec spalania ξ oraz $\text{\ \ }y = \frac{\tau}{\tau_{c}}$=1;

ξ = 1 − e^{−a • ym + 1} = 1 − e^{−a • 1m + 1} = 1 − e^−a ; Po logarytmowaniu $a = - \frac{\log\left( 1 - \xi \right)}{\text{loge}} = - \frac{\log\left( 1 - \xi \right)}{0,4343}$ dla ξ = 0, 999 współczynnik a=-6,908 Wtedy $X = 1 - \exp\left\lbrack - 6,908 \bullet \left( \frac{\alpha - \alpha_{\text{ps}}}{\alpha_{\text{ks}} - \alpha_{\text{ps}}} \right)^{m + 1} \right\rbrack$ α - aktualny kąt obrotu wału; α_ps – kąt początku spalania;

α_ks – kąt końca spalania; wartość wykładnika m: (m=0,1-0,6 dla ZS; m=1,5-5,0 dla ZI) –im m większe tym szybsze spalanie i mniejszy okres początkowy. Dla małych szybkie spalanie i duże dopalanie.;) Wykorzystanie funkcji do obliczeń

( Ciśnienie i srednia temperatura czynnika z I zasadt t. i r.s.; $\frac{\text{dQ}}{\text{dα}} = \frac{\text{dV}}{\text{dα}} + p \bullet \frac{\text{dV}}{\text{dα}} + h_{\text{pal}} \bullet \frac{\text{dm}_{\text{pal}}}{\text{dα}} + \frac{\text{dQ}_{s}}{\text{dα}}$ ; Szybkość wydzielania ciepła; $\frac{\text{dQ}}{\text{dα}} = \xi \bullet B_{\text{pal}} \bullet H_{\text{pal}} \bullet \frac{\text{dX}}{\text{dα}}$ ; Przyrost energii wewnętrznej $\frac{\text{dV}}{\text{dα}} = m \bullet C_{V}\left( T \right) \bullet \frac{\text{dT}}{\text{dα}}$ ; Przyrost energii … paliwa ;

$\frac{\text{dm}_{\text{pal}}}{\text{dα}}$ - wynika z charakterystyki wtrysku; h_pal - entalpia paliwa; Przyrost ciepła odprowadzanego do ścianek = suma ciepłe odprowadzających od głowicy, denka tłoka, ścianek cylindra.$\frac{\text{dQ}_{s}}{\text{dα}} = \frac{d}{\text{dα}}\left( h_{c}\left\lbrack A_{g}\left( T - T_{g} \right) + A_{t}\left( T - T_{t} \right) + A_{c}\left( \alpha \right)\left( T - T_{c} \right) \right\rbrack \right)$;

T_g, T_t, T_c - temperatury ścianek Powierzchnia styku ze ściankami $A_{c} = \pi \bullet D \bullet R \bullet \left( 1 - \text{cosα} + \frac{R}{2L}\sin^{2}\alpha + \frac{l}{R} \right)$; R= S/2 – promień wykorbienia; l-odległość między górną krawędzią a GMP; wsp. Przejmowania ciepła:(Sitke’a, Woschniego,

Pischinge, wg. Hohenberg); h_c = 130 • V^−0, 06 • p^0, 8 • T^−0, 4 • (C_sr+1,4) C_śr – 2*s*n ; Modelowanie (szybkie; pojedyncze zmiany badamy; zakresy parametrów większe; przy skrajnych zmianach parametrów nie ma niebezpieczeństwa

uszkodzenia.); Średnie ciśnienie tarcia (wzory Librowicza - Pietrowa); P_T=29,6+9,8-C_śr [kPa] ZI; p_T=88,2+14,7*C_śr[m/s] ZS; Straty wynikają z (tarcia tłoka i pierścienia o gładź cylindra ok50-56%; straty tarcia w łożyskach ok. 20-25%;

Rozrządu i wentylacyjne ok. 15-25%)) Sprawność silnika $\eta_{\text{tOTTO}} = 1 - \frac{1}{\varepsilon^{- 1}}$ ; $\eta_{\text{tDisel}} = 1 - \frac{1}{\varepsilon^{- 1}} \bullet \frac{1}{} \bullet \frac{q^{} - 1}{q - 1}$ ; $\eta_{\text{tSabat}he} = 1 - \frac{1}{\varepsilon^{- 1}} \bullet \frac{1}{} \bullet \frac{\rho q^{- 1}}{\left( \rho - 1 \right) + \bullet \rho \bullet \left( q - 1 \right)}$ ; Dla ε=const.; η_tOTTO > η_tSabathe > η_tSabathe ; Sprawność teoretyczna $\eta_{t} = \frac{L_{t}}{Q}$; Sprawność

indykowana $\eta_{i} = \frac{L_{i}}{L_{t}}$; Sprawność mechaniczna $\eta_{m} = \frac{L_{u}}{L_{i}}$; $\eta_{t} = \frac{L_{e}}{Q} = \frac{L_{t}}{Q} \bullet \frac{L_{i}}{L_{t}} \bullet \frac{L_{u}}{L_{i}} = \eta_{t} \bullet \eta_{i} \bullet \eta_{m}$; η_t • η_i = η_c - sprawność cieplna; Sprawność ogulna η_o = η_c • η_m

Rodzaj silnika	ηt	ηc	ηi	ηm	ηo
ZI	0,35-045	0,25-0,35	0,65-0,78	0,75-0,85	0,25-0,32
ZS	0,6-0,65	0,4-0,55	0,75-0,85	0,75-0,8	0,3-0,45(0,5)

Dwusuwowy silnik okrętowy osiągnął η_o=55% szczyt szczytów; Największy wpływ na sprawność ma( strata na wydechu; strata nachodzeniu); Sprawność mechaniczna$\eta_{m} = \frac{p_{e}}{p_{i}} = \frac{p_{e}}{p_{e} + p_{\tau}} = \frac{\text{OA}}{\text{BA}}$ wykres jakis; Przez wyznaczenie p_i z wykresu

indykatorowego i p_e z mocy; napęd zewnętrzny silnika i pomiar mocy potrzebnej do napędu; przez wyłączenie kolejnych cylindrów i pomiar mocy; Bilans cieplny ślimaka energia uzyskana 18-42%; Q = Q_e + Q_ch + Q_w + Q_n + Q_m + Q_r

(Q- dostarczone; Q_e- użyteczne; Q_ch- chłodzenia; Q_w- wylotowe; Q_n- nieszczelności; Q_m- mechaniczne, oporów ruchu; Q_r- reszta bilansu- wynika z błędu dopełnienia do 100%)q_e + q_ch + q_w + q_n + q_m + q_r = 100%