Повышение экологической безопасности автотракторных дизелей путем разработки и совершенствования методов и технических средств очистки отработавших газов

Повышение экологической безопасности автотракторных дизелей путем разработки и совершенствования методов и технических средств очистки отработавших газов

Автор: Стрельников, Владимир Александрович

Шифр специальности: 05.20.03

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2004

Место защиты: Саратов

Количество страниц: 381 с. ил.

Артикул: 2635492

Автор: Стрельников, Владимир Александрович

Стоимость: 250 руб.

СОДЕРЖАНИЕ.
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Социальноэкологические аспекты воздействия мобильной
сельскохозяйственной техники на окружающую среду.
1.2. Состав и воздействие отработавших газов дизелей на организм
человека и окружающую среду
1.2.1. Состав отработавших газов на различных режимах работы ДОС
1.2.2. Образование токсичных компонентов в цилиндре двигателя и их воздействие на человека и окружающую среду.
1.3. Пути снижения токсичных выбросов двигателей внутреннего
сгорания.
1.3.1. Совершенствование конструкции ДОС и организация малотоксичных рабочих процессов
1.3.2. Применение альтернативных видов топлива и специальных присадок.
1.4. Современные системы термической и каталитической очистки
отработавших газов ДОС.
1.4.1. Теоретические основы и классификация систем снижения токсичности
1.4.2. Термические нейтрализаторы.
1.4.3. Каталитические нейтрализаторы
1.4.4. Системы рециркуляции отработавших газов
1.4.5. Комплексные системы снижения токсичности отработавших
газов.
1.5. Влияние эксплуатационных факторов на токсичность отработавших газов дизелей.
1.6. Обоснование направлений теоретических исследований процессов, протекающих в нейтрализаторах отработавших газов при работе дизеля
1.7. Выводы. Цель и задачи исследования
2. ОБЩАЯ МЕТОДИКА И СТРУКТУРА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Содержание и общая структура исследований.
2.2. Методика проведения теоретических исследований.
2.3. Методика проведения параметрической оптимизации
нейтрализаторов отработавших газов
2.4. Методика проведения экспериментальных исследований.
2.4.1. Задачи экспериментальных исследований.
2.4.2. Оборудование, используемое для стендовых и
эксплуатационных исследований.
2.4.3. Особенности методик экспериментального исследования
нейтрализаторов отработавших газов.
2.4.4. Обработка результатов испытаний, оценка точности и ошибок
экспериментальных исследований
2.5. Выводы.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЕ
ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В НЕЙТРАЛИЗАТОРАХ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ И КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ
ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ ДИЗЕЛЕЙ.
3.1. Обоснование направлений теоретических исследований.
3.2. Структурная схема моделируемой системы.
3.3. Тепловой баланс и теплоизоляция корпуса нейтрализатора
3.4. Кинетика химических реакций, протекающих в нейтрализаторе
отработавших газов дизеля.
3.5. Газодинамические процессы в нейтрализаторе отработавших
газов дизеля
3.5.1. Разработка геометрических параметров входной части диффузора нейтрализатора отработавших газов
3.5.2. Разработка геометрических параметров выходной части
конфузора нейтрализатора отработавших газов.
3.5.3. Разработка конструкции реакторной части зоны засыпки катализатора.
3.6. Термический нейтрализатор отработавших газов дизеля
3.6.1. Расчет толщины слоя тепловой изоляции корпуса термического нейтрализатора
3.6.2. Определение коэффициента газодинамического сопротивления термического нейтрализатора.
3.6.3. Механизм сепарации сажи в циклоне термического
нейтрализатора
3.7. Каталитический нейтрализатор КН отработавших газов дизеля.
3.8. Термокаталитический нейтрализатор отработавших газов дизеля
НОГД
3.8.1. Выбор схемы НОГД и обоснование его конструкции
3.8.2. Разработка конструкции блока концентрических экранов НОГД
3.8.3. Теплопередача в зоне блока концентрических экранов
3.8.4. Общее газодинамическое сопротивление в НОГД.
3.9. Электротермокаталитический нейтрализатор отработавших
газов дизеля ЭТКН с закручивающим устройством ЗУ лопаточного типа
3.9.1. Выбор схемы ЭТКН и обоснование его конструкции
3.9.2. Функциональная схема ЭТКН для математического моделирования
3.9.3. Г азодинамика движения потока в лопаточном закручивающем устройстве ЗУ с конусным отражателем и осевым подводом потока отработавших газов
3.9.4. Толщина пограничного слоя в коническом диффузоре с кольцевым сечением по характеристикам пограничного слоя.
3.9.5. Г азодинамика движения потока ОГ в зоне термического нейтрализатора, рециркуляционная зона, прецессирующее вихревое ядро
3.9.6. Динамика движения закрученного потока в цилиндрическом слое катализатора с осевым подводом потока отработавших
газов.
3.9.7. Газодинамические потери в элементах ЭТКН
3.9.8. Динамика движения и сепарации частиц сажи в струе закручивающего устройства с конусным отражателем в ЭТКН.
3.9.9. Диффузия и кинетика химических реакций в термической и каталитической зонах ЭТКН
3.9 Тепловые потоки в ЭТКН.
3.9 Оценивание параметров точности и адекватности математических моделей процессов в ЭТКН.
3.9 Результаты математического моделирования процессов, протекающих в ЭТКН
ЗЛО. Выводы.
4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТНОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ
УСТРОЙСТВ ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ТОКСИЧНЫХ ВЫБРОСОВ
ДИЗЕЛЕЙ
4.1. Постановка задачи параметрической оптимизации конструкции
нейтрализатора
4.2. Формирование и расчет критериев качества устройств для
уменьшения токсичности выбросов ДВС.
4.3. Результаты оптимизации основных параметров термического
УСТ и каталитического КН нейтрализаторов
4.4. Комплексный критерий эффективности нейтрализатора
отработавших газов дизеля.
4.5. Результаты параметрической оптимизации конструкции ЭТКН.
4.6. Методика оценки эффективности устройств для снижения
токсичных выбросов дизелей на различных режимах работы машиннотракторного агрегата
4.7. Выводы.
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
5.1. Исследование мощностных и топливноэкономических
показателей дизеля Д0 с экспериментальными нейтрализаторами.
5.2. Исследование показателей и характеристик изменения концентраций токсичных компонентов и сажи в отработавших газах дизеля Д0 с экспериментальными нейтрализаторами
5.3. Исследование показателей и характеристик эффективности
разработанных нейтрализаторов
5.4. Результаты измерений уровня шума
5.5. Результаты эксплуатационных испытаний.
5.6. Выводы
6. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ПРОИЗВОДСТВО И ИХ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКАЯ И
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА.
6.1. Внедрение результатов исследований в производство.
6.2. Техникоэкономическая и экологическая оценка применения
нейтрализатора на тракторном дизеле
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Уравнение не оп исывает действительного механизма образования твердых частиц сажи. Механизм этот сложен, недостаточно изучен и связан с большим числом химических реакций. В общем случае он включает гидрогенизацию, дегидрогенизацию, крекинг т. Выделение сажи в процессе сгорания можно представить в виде трех фаз , образование зародыша рост зародышей в частицы сажи коагуляция первичных сажевых ча стиц. С Н СО Н2 1. С С 2СО. В периферийных зонах камеры сгорания и пристеночных слоях, где температура топливовоздушной смеси умеренная, частицы сажи подвергаются закалке и в дальнейшем сгорании практически не участвуют. Это является основной причиной выброса сажи с ОГ дизелей . Количество сажи, содержащейся в ОГ дизелей, зависит от следующих факторов геометрических параметров распылителя форсунки, закона и организации процессов теплопередачи температуры впускного воздуха и топлива, типа топлива, угла опережения начала впрыскивания топлива, степени турбулизации заряда, состава смеси, подтекания и подвпрысков топлива, а также попадания смазочного масла в камеру сгорания. Рядом исследователей , установлены концентрации окислителя, при которых начинается выделение сажи из пламени. Эти концентрации оценивают коэффициентом избытка воздуха а. Диапазон а, в котором происходит образование сажи, составляет 0,. С повышением температуры начало образования сажи сдвигается в сторону более богатых топливовоздушных смесей, с увеличением давления в сторону более бедных смесей. Токсичность сажи в первую очередь обусловлена тем, что она выступает в роли накопителя канцерогенных веществ, а именно полициклических ароматических углеводородов ПАУ. ОГ с большим содержанием сажи попадают из выпускной системы двигателя в атмосферу в виде черного дыма, который ограничивает видимость на дорогах. Если относительно крупные частицы сажи размером 2. Сажа выгорает в цилиндре дизеля при температуре С, но такая температура редко достигается в ОГ дизелей. Для этой цели используются как активные системы электрические нагреватели, микроволновые системы, дросселирование потока с целью увеличения температуры ОГ, так и пассивные системы регенерации, служащие для понижения температуры, при которой выгорает сажа слой катализатора, нанесенный на рабочую поверхность фильтра, присадки в топливо на основе мелкодисперсных порошков платины, меди, железа, церия и др Способы пассивной регенерации позволяют выжигать сажу не только при максимальных нагрузочных режимах дизеля, но и на частичных нагрузках. Однако, эти способы весьма дороги и часто малоэффективны см. Оксид углерода представляет собой основной промежуточный продукт сложного многостадийного процесса горения углеводородных топлив. Образование СО в двигателях внутреннего сгорания может происходить в ходе холоднопламенных реакций в дизелях, при сгорании топливовоздушных смесей с некоторым недостатком кислорода, а также вследствие диссоциации диоксида углерода, происходящей при высоких температурах. Сухие без водяных паров СО и взаимодействуют крайне медленно. Но так как в камере сгорания всегда имеется водяной пар, то СО реагирует с гидроксильной группой, появляющейся в результате прохождения цепной реакции. Модель механизма цепной реакции разработана учеными Я. Б.Зельдовичем, Семеновым, В. Н2 Н. ОН СО С Н. О Н2 ОН Н. Н стенки Н2. Реакция 1. У дизеля максимальная концентрация СО в камере сгорания может достигать нескольких процентов по объему, но вследствие интенсивного догорания СО в такте расширения и выпуска при общем избытке воздуха содержание СО не превышает 0,,2 8. К,с СО ОН, 1. К,с константа скорости реакции, 7, x 0 см3моль с универсальная газовая постоянная, Джмоль К Т абсолютная температура СО и ОН концентрация СО и ОН. Изза недогорания части топлива в цилиндрах дизеля образуются зоны, насыщенные СО. Оксид углерода СО прозрачный, не имеющий запаха газ, практически не растворимый в воде, плотность по воздуху 0,. Попадая в организм человека вместе с вдыхаемым воздухом, СО снижает функцию кислородного питания, выполняемую кровью.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.231, запросов: 227