Улучшение экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на метаноло-топливной эмульсии путем снижения дымности отработавших газов

• Автор: Торопов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1Л. Влияние отработавших газов дизелей на окружающую среду

1.2. Методы снижения сажесодержания в отработавших газах дизелей

1.3. Снижение содержания сажи в отработавших газах дизелей при применении метанола

1.4.-Модели строения сажевых частиц

1.5. Теории образования и выгорания сажи

1.5.1. Низкотемпературный феиильный механизм (НТФМ)

1.5.2. Высокотемпературный ацетиленовый механизм (ВТАМ)

1.5.3. Теория концентрации молекул С2 и свободных атомов С
1.5.4. Теория образования сажи по цепному радикальному процессу
1.6. Выгорание сажи
1.7. Задачи исследований
2. ТЕОРИЯ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ И ВЫГОРАНИЯ' ЧАСТИЦ САЖИ В ЦИЛИНДРЕ ДИЗЕЛЯ 44 11,0/12,5 ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ
2.1. Зонная модель образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на метаноло-топливной эмульсии
2.2. Химизм процесса образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на метаноло-топливной эмульсии
2.3. Математическая модель расчета массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на метаноло-топливной эмульсии
2.4. Результаты теоретических расчетов массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на дизельном топливе и метаноло-топливной эмульсии в зависимости от изменения угла поворота коленчатого вала
3. ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДИК В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ, ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ
3.1. Методика проведения стендовых исследований по улучшению экологических показателей дизеля 44 11,0/12,5 путем применения в качестве альтернативного топлива метаноло-топливной эмульсии
3.1.1. Общая методика исследований
3.1.2. Методика исследований свойств метаноло-топливных эмульсий с присадками целенаправленного действия
3.2. Особенности экспериментальной установки, приборов и оборудования для исследования рабочего процесса дизеля при работе на метаноло-топливной эмульсии

3.3. Методика обработки результатов исследований. Ошибки измерений
4. УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДИЗЕЛЯ 44 11,0/12,5 ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТАНОЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА
4.1. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на эффективные, экологические и показатели рабочего процесса дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.1. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на эффективные показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.2. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.3. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания, массовую и относительную концентрацию сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.2. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на эффективные и экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.2.1. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на эффективные показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.2.2. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на эффективные показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
4.2.3. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.2.4. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала
4.3. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и сажесодержание в цилиндре дизеля 44 11,0/12
4.3.1. Изменение показателей процесса сгорания и сажесодержание в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на метаноло-топливной эмульсии в зависимости от угла поворота коленчатого вала
4.4. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и сажесодержание в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от режимов работы
4.4.1. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и сажесодержание в цилиндре дизеля

44 11,0/12,5 в зависимости от изменения нагрузки
4.4.2. Влияние применения метаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 в зависимости от изменения частоты вращения
5. ОЦЕНКА ЭКОНОМИ4ЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАНОЛО-ТОПЛИВНОЙ ЭМУЛЬСИИ В КА4ЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА ДЛЯ ДИЗЕЛЯ 44 11,0/12
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

структурой. Резонансная стабилизация, являющаяся следствием сопряженной структуры, обеспечивает необходимую устойчивость в отношении разложения радикалов и ионов, в то время как полярная природа этих резонансных форм делает более вероятной быструю реакцию с другими радикалами или ионам.
Процесс коагуляции частиц идет одновременно с процессом их поверхностного роста при взаимодействии с углеводородами газовой фазы. Увеличение массы частиц сажи происходит приемущественно посредством роста вследствие низкой числовой плотности сажевых частиц. Коагуляция характерна для относительно небольших частиц, размером до 10 нм. Коагуляция частиц сажи представляет собой физический процесс коалесценции, заимного сцепления частей под действием поляризованных (дисперсных) сил, которые являются результатом ярко выраженных радикальных свойств «молодой» сажи [79].
Начало времени отсчета для процесса коагуляции принято равным времени образования первичных сажевых частиц по П.А. Теснеру при взрывном распаде ацетилена: 10 = 10"7с.
Явление коагуляции практически мгновенно сопровождает процесс образования зародышей. За время, равное 0,05 мс, численная плотность частиц снижается в 10...30 раз. По истечении этого времени частицы принимают сферическую форму. Рост частиц прекращается, когда заканчивается выгорание начального количества углеводородов газовой фазы [79].
1.5.3. Теория конденсации молекул С2 и свободных атомов С
Смит, Кламенс, Вагнер, Венсберг, исследуя пламя этиленовых смесей, обнаружили, что при небольших изменениях давления или состава смеси происходит изменение цвета пламени от зеленого (С2) к сплошному желтому свечению (твердый углерод) [26, 27]. На основании этого они сделали вывод, что углерод образуется путем конденсации молекул (С2).