Исследование и разработка устройств каталитической обработки топлива для двигателей речных судов

• Автор: Митрофанов, Игорь Васильевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Состояние вопроса
1.1. Обзор методов совершенствования процессов сгорания
1.2. Методы каталитической обработки топлива
1.3. Каталитическая обработка топлива с помощью низкотемпературных катализаторов
1.4. Постановка задачи исследования
Глава 2. Теоретическое описание физико-химических процессов,
происходящих при обработке топлива с помощью катализатора на основе цинка
2.1. Предварительные замечания
2.2. Физико-химические процессы, протекающие на катализаторе при электростатической обработке топлива
2.3. Физико-химические процессы, протекающие в камере сгорания дизеля
2.3.1. Влияние электризации топлива на процесс распыливания и размер получаемых капель
2.3.2. Влияние электростатической обработки топлива на процесс тепломассообмена с окружающей средой
2.3.3. Принципы молекулярно-кинетического подхода к оценке процесса теплообмена капли с окружающей средой
2.3.4. Влияние заряда капли на кинетику предпламенного окисления топлива в газовой фазе
2.3.5. Влияние заряда на процесс горения капель
2.3.6. Свойства материала сердечника, как основы катализатора электростатической обработки топлива
Глава 3. Создание катализатора на основе выполненного
теоретического анализа
3.1. Требования, предъявляемые к конструкции и режимам работы устройства каталитической обработки топлива
с активным сердечником
3.2. Разработка конструкции

Глава 4. Экспериментальные исследования работы судовых дизелей
с устройствами каталитической обработки топлива
4.1. Общая методика экспериментальных исследований
4.2. Стендовые испытания устройств каталитической обработки топлива на двигателе
4.2.1. Описание стенда
4.2.2. Порядок проведения экспериментов
4.2.3. Результаты испытаний двигателя на топливе, обработанном никелем Ренея
4.2.4. Результаты испытаний двигателя на топливе, обработанном сплавом на основе цинка
4.3. Испытание устройства каталитической обработки топлива в виде сплава на основе цинка в судовых условиях
4.3.1. Описание устройства и места его расположения
на двигателе
4.3.2. Порядок проведения эксперимента
4.3.3. Результаты испытаний катализатора на основе цинка
в судовых условиях
4.4. Анализ экспериментальных результатов
4.4.1. Обработка топлива на скелетном никелевом катализаторе
4.4.2. Обработка топлива катализатором с сердечником
на основе цинка на стенде
4.4.3. Обработка топлива при помощи катализатора с активным сердечником на основе цинка в судовых условиях
Глава 5. Обоснование экономической эффективности устройств каталитической обработки по результатам стендовых и судовых испытаний
5.1. Определение затрат на модернизацию двигателя устройством каталитической обработки топлива на основе цинка
5.2. Расчет экономической эффективности устройства
Заключение и выводы
Список использованных источников
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВМТ - верхняя мертвая точка;
ВТЭ - водотопливная эмульсия;
ГД - главный двигатель;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
ДП - диаметральная плоскость;
ДЭС - двойной электрический слой;
КС - камера сгорания;
ТНВД - топливный насос высокого давления;
ЦПГ - цилиндропоршневая группа;
ЦЧ - цетановое число;
ЭДА-комплекс - электронный донороноакцепторный комплекс.

деленного знака). Механизм заряжения топлива при его протекании в зазоре катализатора аналогичен описанному выше механизму заряжения топлива при протекании в трубе. Описанный механизм справедлив при насыщении топлива как положительными, так и отрицательными зарядами.
Количество электрического заряда, которое образуется в единицу времени на единице длины катализатора: на корпусе
РР(С„-С5)
и на сердечнике

ОР(С0-С8)

(2.4)
где Со - мольная концентрация положительных и отрицательных ионов в объеме топлива, моль/м3;
С5 - мольная концентрация разряжающихся ионов определенного знака на стенке, моль/м3;
61,62 - толщина диффузного слоя на стенке, т.е. корпусе и сердечнике соответственно, м;
п - число переноса ионов;
Б - коэффициент диффузии, м2/с;
Утечка заряда зависит от напряженности электрического поля на граничных поверхностях. Потенциал в зазоре найдется из выражения:

4ее0

1— +
Ь2 1п5

Ь2 1п1
(2.5)
где г - текущий радиус, м.
Напряженность электрического поля равна: