Снижение интенсивности образования оксидов азота в судовых дизелях

• Автор: Рослякова, Оксана Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 100 с. : ил.

ГЛАВА 1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Экологический анализ выпускных газов
1.2 Механизм образования оксидов азота в КС в дизеле
1.3 Анализ дизельного парка речного флота и его технического состояния
♦ 1.4 Методы снижения концентрации оксидов азота в ДВС
1.5 Выводы по обзору. Постановка задач исследования
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ СПОСОБА СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДЕТАЛЕЙ ЦПГ НА ВЫБРОСЫ ОКСИДОВ АЗОТА СУДОВЫМИ ДИЗЕЛЯМИ
2.1. Описание экспериментальных установок и методики проведения опытов
2.2. Анализ погрешностей измерений
2.3. Экспериментальное исследование влияния способа

смесеобразования двигателя на выбросы оксидов азота
2.4. Влияние технического состояния дизелей на выброс ими оксидов азота
2.5. Обобщенная зависимость для оценки выбросов оксидов азота судовыми дизелями
2.6. Основные результаты исследования. Выводы
ГЛАВА 3. СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОКСИДА АЗОТА
СУДОВЫМИ ДИЗЕЛЯМИ ПОСРЕДСТВОМ СНИЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНОГО И ОБЩЕГО И ОБЩЕГО ТЕМПЕРАТУРНОГО УРОВНЕЙ (* РАБОЧЕГО ТЕЛА
3.1. Теоретический анализ влияния ВТЭ на динамику образования
<#' оксидов азота в КС дизелей
3.2. Исследование влияния ВТЭ на образование оксидов азота
3.3. Исследование влияния испарительного охлаждения на образование оксидов азота
3.4. Основные результаты исследования. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ СПЕЦИАЛЬНЫХ
МЕТОДОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС I* ДИЗЕЛЯ С ЦЕЛЬЮ УМЕНЬШЕНИЯ ВЫБРОСОВ
ОКСИДОВ АЗОТА
4.1. Влияние на выбросы оксидов азота присадки к топливу, улучшающей качество рабочего процесса
4.2. Влияние химических присадок к ВТЭ на выброс дизелем оксидов азота
4.3. Влияние некоторых присадок к воздуху, поступающему в цилиндры дизеля, на выбросы оксидов азота
4.4. Влияние керамического покрытия донышка поршня на выброс оксидов азота
4.5. Основные результаты исследования. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

В настоящее время охрана окружающей среды стала одной из важнейших проблем человечества. Особое внимание при этом уделяется вопросам сокращения вредных выбросов энергетических установок и, в частности, вредных выбросов ДВС. Поэтому все работы, направленные на улучшение экологических показателей этих двигателей, несомненно, являются актуальными.
Показано, что основными типами ДВС, используемыми на судах речного флота, являются дизели с объемным, объемно-пленочным и вихрекамерным смесеобразованием.
На основе анализа литературных данных установлено, что основным вредным компонентом выпускных газов дизелей является оксиды азота. Учитывая последнее, была сформулирована основная цель данной диссертационной работы - снижение выбросов оксидов азота судовыми дизелями посредством разных методов воздействия на их рабочий процесс.
Экспериментально подтвержден раннее полученный результат о том, что наибольший выброс оксидов азота имеет место у дизелей с объемным '* смесеобразованием, наименьший - у вихрекамерных двигателей. Дизели с
объемно-пленочным смесеобразованием занимают в этом вопросе промежуточное положение. Принимая во внимание полученный результат, в качестве главного объекта исследования были выбраны дизели с объемным смесеобразованием.
На основании специального эксперимента установлено, что ухудшение технического состояния деталей Ц11Г дизеля ведет к уменьшению выбросов оксидов азота, что объясняется снижением температурного уровня рабочего цикла.
При помощи теории подобия и на основе обработки собственного 4 опытного материала, получены новые обобщенные критериальные
зависимости для оценки выбросов оксидов азота. Формулы справедливы для
ГЛАВА 3 СНИЖЕНИЕ ВЫБРОСОВ ОКСИДА АЗОТА СУДОВЫМИ
ДИЗЕЛЯМИ ПОСРЕДСТВОМ СНИЖЕНИЯ ЛОКАЛЬНОГО И ОБЩЕГО ТЕМПЕРАТУРНОГО УРОВНЕЙ РАБОЧЕГО ТЕЛА
ЗЛ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВТЭ НА ДИНАМИКУ ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В КС ДИЗЕЛЕЙ.
Как было показано в первой главе, применение ВТЭ в дизелях является мощным средством уменьшения выбросов оксидов азота. Обычно это объясняется снижением общего температурного уровня рабочего процесса двигателя, вызванным испарением влаги. Однако, как правило, количество воды во ВТЭ весьма незначительно (10 - 20 % от массы сжигаемого топлива) и это не может оказать существенного влияния на температуру рабочего тела в целом. В связи с этим, объяснение эффекта снижения выбросов Ж)х при использовании ВТЭ по-прежнему остается актуальным. Попытаемся решить заданную задачу исходя из закономерностей струйного смесеобразования, т.е. применительно к дизелям с объемным смесеобразованием.
Выше было отмечено, что главную роль в процессе образования оксидов азота играют локальные температуры, которые заметно выше осредненных по массе газа. Оценим этот параметр при помощи весьма упрощенной условной модели процесса сгорания топлива в дизеле, которая базируется на следующих допущениях:
1. Распределение топлива и ВТЭ по объему струи подчиняется закономерностям, полученным для комнатных температур среды;
2. Распределение по объему топлива и ВТЭ одинаково.
3. Процессы сгорания топлива и ВТЭ происходят мгновенно по всему объему струи. При этом в каждом элементарном объеме сгорает столько топлива, сколько позволяет количество находящегося в нем кислорода.