Влияние структурных особенностей воды на стабильность смеси "вода - спирты - лёгкие углеводороды (бензины)"

• Автор: Смельцов, Михаил Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава 1. Физико-химические свойства многокомпонентных жидких моторных топлив для автономных силовых установок
1.1. Автономные силовые установки и перспективы их развития
1.2. Современные двигатели внутреннего сгорания и моторные топлива..
1.2.1. Поршневые двигатели внутреннего сгорания
1.2.2. Классические моторные топлива
1.2.3. Альтернативные моторные топлива
1.2.4. Моторные топлива с добавкой воды
1.3. Требования к современным моторным топливам
1.4. Постановка задачи по созданию и изучению нового жидкого
моторного топлива
Выводы к главе
Глава 2. Техника эксперимента
2.1. Материалы и аналитическое оборудование
2.2. Тестирование лазерного анализатора «Ласка-1 К»
2.3. Общие принципы получения устойчивых смесей воды и лёгких углеводородов
2.4. Матричная структура воды и смеси «бензин - спирт — вода»
2.4.1. Физические свойства воды и некоторых углеводородов
2.4.2. Структура смеси «бензин - спирт - вода»
Выводы к главе
Глава 3. Экспериментальное исследование композитного моторного топлива на основе смеси воды, спиртов и бензина
3.1. Исследование партий композитной смеси «бензин - спирт - вода»
3.2. Малоугловое лазерное рассеяние в технике получения и исследования свойств нового композитного топлива

3.3. Расчёт регулировок двигателя модели ВАЗ-2103, необходимых для
работы на композитном моторном топливе
Выводы к главе
Заключение
Общие выводы по диссертации
Литература
Приложения

Введение
Конденсированные среды в виде различных жидкостей всегда были востребованы в науке, медицине и технике, поскольку на практике приходится часто иметь дело с эмульсиями, маслами, спиртами, бензинами и растворами. В XXI веке интерес к изучению свойств жидких веществ возник в связи с тем, что выявились особенности сверхкритических жидкостей. В сверхкритическом состоянии, например, С02 и Н20, приобретают необычные свойства: они становятся безопасными и мощными растворителями, сравнимыми с традиционными органическими. Поэтому одной из проблем физики конденсированного состояния является изучение структуры многокомпонентных растворов и создание на этой основе жидких сред со стабильными свойствами, в том числе новых жидких топлив. Смесь «вода -спирты - лёгкие углеводороды (бензины)» для таких целей весьма перспективна.
Разработка экологически безопасных жидких топлив занимает одно из центральных мест в современной физике конденсированной среды, поскольку ни применение метил-трет-бутиловых эфиров в качестве антидетонационной добавки в бензинах, ни переход на биотоплива пока не оправдали ожиданий инженеров и экологов.
Постоянно увеличивающийся парк автомобилей требует возрастания добычи сырья и производства топлива. Однако мировые запасы нефти неуклонно сокращаются. Разработка труднодоступных и малоэффективных месторождений связана с увеличением стоимости моторного топлива и сопутствующих товаров. Кроме того, неравномерность распределения природных энергоресурсов приводит к негативным конфликтам в мире. Таким образом, складываются две противоречивые тенденции: с одной стороны, спрос на моторное топливо неуклонно растёт, а нефтяные запасы сокращаются; с другой - обеспечение повышения общего уровня жизни

: ! - 1 ■;..«*■1 , Ж!Д1К‘!!-у ■;, ■ "-ЗК 1 ■ ‘ Ч;"* _ ! ]Г ' ,|!».:.у|*!4!

техническая программа по расширению ресурсов и экономии топлива при помощи добавок из воды. В программе участвовали несколько министерств, научное руководство осуществлял крупнейший специалист в области химии профессор А.М. Братков. Однако результаты работы в прессу не попали, существует предположение, что они были засекречены. В открытую печать попали лишь сведения о «химическом эксперименте», который показал, что созданные водно-углеродные эмульсии способны сохранять стабильность в течение 2-3 дней. А затем в научной печати было объявлено, что создание устойчивых водно-углеводородных эмульсий вообще невозможно [70]. Но уже в 1986 году появились публикации о создании подобного топлива доктором химических наук, профессором Э.Н. Исаевым и его учениками. Новое горючее профессор Э.Н. Исаев назвал «Аквазин». Бессвинцовое высокооктановое топливо получается путем смешивания воды с продуктами нефтепереработки, либо с природным или попутным газом, при помощи эмульгатора. Этот третий компонент и не дает расслаиваться воднобензиновой смеси. Как отмечалось в публикации, «Аквазин» может служить прекрасным заменителем различных марок бензина, авиакеросина, дизельного топлива. Его несомненные преимущества перед традиционными видами топлива- пониженное содержание вредных веществ и отсутствие соединений свинца в отработанных газах. Так, например, в них в 35 раз меньше окиси углерода, а количество окислов азота уменьшается на 25-30%. Другие достоинства «Аквазина»- повышенная антидетонационная устойчивость: уменьшение теплонапряжённости двигателя на 200°С и увеличение его мощности за счет повышения степени сжатия. Топливо содержало от 10 до 30% воды и было адаптировано к серийному двигателю с искровым зажиганием, без каких либо переделок. А в планах, была разработка топлива для нового двигателя, который будет максимально использовать преимущества водно-топливной эмульсии с содержанием воды до 70%. Водно-топливная эмульсия Э.Н. Исаева прошла пробы на стендах