Метод улучшения показателей работы дизеля подачей на впуск водородосодержащего газа

• Автор: Сидоров, Михаил Игоревич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
Глава 1. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВИДЫ ЭНЕРГОНОСИТЕЛЕЙ КАК СРЕДСТВО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ
ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЕЙ
1.1. Проблемы экологии и энергетики транспорта
1.2. Альтернативные виды топлива для дизелей: состояние проблемы и перспективы развития
1.3. Водород как перспективное топливо для ДВС
1.4. Способы получения водородного газа на борту транспортного средства
1.5. Влияние продуктов конверсии спиртового топлива на внутрицилиндровые процессы дизеля и изменение
его экологических качеств
1.6. Заключение по главе. Цель и задачи исследования
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОТЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ В СОСТАВЕ ДИЗЕЛЯ И СИСТЕМЫ ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СПИРТОВОГО ТОПЛИВА В ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩИЙ ГАЗ
2.1. Предварительный анализ возможности реализации промотированного процесса сгорания
углеводородно - воздушной смеси в дизеле
2.2. Исследование энергетических параметров конверсионного процесса в системе выпуска дизеля
2.3. Об эффекте регенерации энергии ОГ опытной энергетической установки
2.4. Исследование параметров рабочего цикла дизеля и механизма окисления азота при работе на водородно-дизельной топливной композиции
2.5. Выводы по главе
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ПРИБОРЫ И
ОБОРУДОВАНИЕ. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОЦЕНКА ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Задачи эксперимента
3.2. Концепция и техническое решение опытной энергетической установки, как объекта исследования
3.3. Методика проведения исследований
3.4. Оценка погрешностей измерений

Глава 4. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ В СОСТАВЕ ДИЗЕЛЯ И ТЕРМОХИМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ТОПЛИВА
4.1. Проверка достоверности методики расчета параметров рабочего цикла дизеля, работающего на
водородно-дизельной топливной композиции
4.2. Исследование эффективности процесса термохимического преобразования спиртового топлива в реакторе
4.3. Анализ топливо экономических показателей дизеля
при работе на водородно-дизельном топливе
4.4. Анализ экологических показателей дизеля при работе
на водородно-дизельном топливе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ СОКРАЩЕНИЯ:
АТ - альтернативное топливо;
М - метанол;
ГЖМ - продукты конверсии метанола;
ТХР - термохимический реактор;
АТС - автотранспортное средство;
ВВ - вредные вещества;
ДВС - двигатель внутреннего сгорания;
ДТ - дизельное топливо;
КС - камера сгорания;
ОТ - отработавшие газы;
ОС - окружающая среда; п.к.в. - поворот коленчатого вала;
ТЧ - твердые частицы;
ФМ - функциональная модель.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ: g' - удельный эффективный расход топлива, г/кВт-ч;
Ае - эффективная мощность, кВт; п - частота вращения коленчатого вала двигателя, мин1; де - эффективный КПД;
Ре - среднее эффективное давление, МПа;
А, - индикаторная мощность, кВт;
77, - индикаторный КПД;
- удельный индикаторный расход топлива, г/кВт-ч;
Р1 - среднее индикаторное давление, МПа;
тСрт см - средняя молярная изобарная теплоемкость свежей смеси; да - массовая доля синтез - газа в топливной смеси;

По условию энергетического баланса системы располагаемая тепловая мощность греющего теплоносителя (ОГ) должна превосходить или, по крайней мере, соответствовать тепловой мощности, необходимой для организации конверсионного процесса:
Qнeoбx — 0-ог распол ,
0,ог распол = ( Т- Тог') Оог , (2.3 )
где: Сгр - средняя для принятого интервала температур изобарная теплоемкость ОГ;
Т0г', Тог"- температура ОГ на входе в теплообменный модуль реактора и на выходе из него соответственно;
Сог- расход ОГ через систему конверсии.
Современные катализаторы конверсии метанола обеспечивают условия полной или совершенной конверсии ((рк ~ 100%) при рабочих температурах не ниже 280 ... 300 °С [73], что определяет минимально возможный предел по температуре выпускных газов двигателя, ниже которого реализация эффективного конверсионного процесса невозможна.
При изменении режима работы двигателя параметры, определяющие величину энтальпии выпускных газов (расход, температура и теплоемкость), варьируются в довольно широком диапазоне. При этом согласование энергетических потоков теплоносителя (выпускных газов) и потребителя теплоты (реактора), обеспечивается лишь для тех режимов работы двигателя, когда достигается условие, определяемое зависимостями (2.2) и (2.3), а температура отработавших газов превышает указанный выше уровень. В реальных условиях эксплуатации двигателя, например, в качестве силовых установок транспортных средств, возможен достаточно широкий диапазон изменения мощностей. При этом возможны режимы (режимы холостого хода и малых нагрузок), при которых указанные условия по температурным и энергетическим требованиям к конверсионной системе не обеспечиваются.