1. Współczynnik nadmiaru powietrza. Spalanie niezupełne i niecałkowite

2. Spalanie Spalaniem nazywamy reakcję chemiczną polegającą na szybkim łączeniu się elementów palnych z tlenem przy równoczesnym wydzielaniu się dużych ilości ciepła. Jest to zatem reakcja egzotermiczna. Spalanie może być zewnętrzne na przykład w kotłach przy ciśnieniu zbliżonym do otoczenia lub wewnętrzne – w silnikach spalinowych, gdzie ciśnienia są wysokie i zmienne w czasie.

3. Spalanie Spalanie jest procesem utleniania, zatem do jego przeprowadzenia należy doprowadzić tlen. Na ogół jest to tlen zawarty w powietrzu.

4. Spalanie niecałkowite Spalanie niecałkowite ma miejsce, gdy nie cała masa spalanej substancji ulegnie utlenieniu. Występuje ono wtedy, gdy część substancji spalanej nie utleni się, lecz pozostanie w postaci sadzy, dymu, czy popiołu. Zdarza się to przy niedostatecznym dostępie tlenu do spalanej substancji. Alkiny w powietrzu spalają się zawsze niecałkowicie np. etyn: 2C2H2+ O2 -> 4C + 2H2O

5. Spalanie niezupełne Spalanie niezupełne - reakcja chemiczna, zachodząca w sytuacji gdy substancja nie może z jakichś powodów utlenić się do końca. Np.: 2C + O2 -> 2CO O tym czy spalanie będzie zupełne czy niezupełne decyduje współczynnik nadmiaru powietrza

6. Idealna mieszanka Idealny skład mieszanki paliwowo-powietrznej w silniku benzynowym jest wtedy, gdy 14,7 kg powietrza przypada na 1 kg paliwa. Taka mieszanka określana jest również nazwą "mieszanki stechiometrycznej". W tym przypadku ilość powietrza doprowadzona podczas spalania odpowiada dokładnie teoretycznemu zapotrzebowaniu na powietrze.

7. Idealna mieszanka Ten idealny stan mieszanki oznacza się także grecką literą lambda (λ). Tylko przy takim stosunku gwarantowane jest pełne spalanie i katalizator może szkodliwe spaliny prawie w całości przekształcić w gazy zgodne z zasadami ochrony środowiska. Wartość lambda odpowiada 1. Obecnie prawie wszystkie silniki benzynowe zasilane są taką mieszanką. Dla innych rodzajów paliwa zmienia się skład mieszanki paliwowo-powietrznej.

8. Idealna mieszanka Idealny skład mieszanki paliwowo-powietrznej w silniku benzynowym jest wtedy, gdy 14,7 kg powietrza przypada na 1 kg paliwa

9. Współczynnik nadmiaru powietrza Wzór definicyjny: gdzie: L- rzeczywista masa suchego powietrza, w którym następuje spalanie paliwa, Lt - teoretyczne zapotrzebowanie na suche powietrze. Współczynnik nadmiaru powietrza można obliczyć na podstawie składu spalin. gdzie: O2, N2, CO - udziały objętościowe związków w spalinach.

10. Współczynnik nadmiaru powietrza Współczynnik nadmiaru powietrza λ - stosunek rzeczywistej ilości (masy) powietrza, w której spalane jest paliwo, do ilości potrzebnej do całkowitego spalenia paliwa (ilość stechiometryczna). W celu uzyskania całkowitego spalania konieczne jest zwykle doprowadzenie większej ilości powietrza, niż to wynika z równań stechiometrycznych. Dotyczy to szczególnie paliw stałych (np. pył węglowy). Jeśli spalane jest paliwo gazowe lub dobrze odparowane paliwa ciekłe, to ilość powietrza konieczna do uzyskania całkowitego spalania jest niewiele większa od stechiometrycznej.

11. Współczynnik nadmiaru powietrza Współczynnik nadmiaru powietrza zyskał na znaczeniu w technice po wprowadzeniu trójfunkcyjnych katalizatorów stosowanych w samochodach do zmniejszenia emisji toksycznych składników spalin. Do ich prawidłowego działania konieczne jest spalanie stechiometryczne i zachowanie współczynnika λ w bardzo wąskich granicach, zwykle od 0,997 do 1,003 (w nowoczesnych rozwiązaniach technicznych). Możliwe jest to dzięki zastosowaniu sondy lambda, która jest czujnikiem ilości tlenu w spalinach, i zaawansowanej aparatury wtryskowej benzyny.

12. Współczynnik nadmiaru powietrza Oczywiście są także stany robocze poza lambda = 1. Tak zwany współczynnik nadmiaru powietrza dostarcza informacji o składzie mieszanki paliwowo-powietrznej. Na przykład, jeśli mieszanka zawiera więcej paliwa, mówi sie o mieszance bogatej - silnik pracuje z niedoborem powietrza. Współczynnik powietrza wynosi lambda < 1. Jeśli mieszanka zawiera porównywalnie mniej paliwa i stosunkowo dużo powietrza, mówi sie o mieszance ubogiej. W komorze spalania jest nadmiar powietrza. Odpowiedni współczynnik powietrza wynosi lambda > 1.

13. Dziękuje za uwagę Karol Bartosiewicz