Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метанола с двойной системой топливоподачи

• Автор: Анфилатов, Антон Анатольевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Киров
• Количество страниц: 184 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Перспективы применения метанола в дизелях

1.2. Анализ работ по применению метанола в дизелях

1.3. Влияние применения метанола с двойной системой топливоподачи на содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля

1.4. Особенности химических реакций и горения в газофазных углеводородных пламенах

1.5. Образование оксидов азота при сгорании углеводородного топлива в цилиндре дизеля

1.5.1. Образование термических оксидов азота при горении углеводородных топлив

1.5.2. Образование оксидов азота из гемиоксида азота при горении углеводородных топлив
1.5.3. Образование быстрых оксидов азота в процессе горения углеводородных топлив
1.5.4. Образование топливных оксидов азота при горении углеводородных топлив
1.6. Задачи исследований
2. ТЕОРИЯ ОБРАЗОВАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ЦИЛИНДРЕ ДИЗЕЛЯ ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛЕ С ДСТ
2.1. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля 24 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ
2.2. Математическая модель расчета содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 24 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ
2.3. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля 24 10,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ
3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СНИЖЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ОГ ДИЗЕЛЯ 2410,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ НА МЕТАНОЛЕ С ДСТ
3.1. Объект исследований
3.2. Методика исследований дизеля 2410,5/12,0 по снижению содержания оксидов азота в ОГ при работе на метаноле с ДСТ. Особенности экспериментальной установки, приборов и оборудования
3.3. Расчет выбросов вредных газообразных веществ с ОГ дизеля 2410,5/12,0 при работе на метаноле с ДСТ
3.4. Обработка полученных результатов исследований. Ошибки измерений
4. СНИЖЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ ДИЗЕЛЯ 24 10,5/12,0 ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТАНОЛА С ДСТ
4.1. Влияние применения метанола на экономические, токсические пока-

затели и показатели рабочего процесса дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.1. Влияние применения метанола на экономические показатели дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.2. Влияние применения метанола на индикаторные показатели и показатели процесса сгорания дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.3. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в ОГ дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.1.4. Влияние применения метанола на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в ОГ дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения установочного УОВТ
4.2. Влияние применения метанола на эффективные и токсические показатели дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки и частоты вращения
4.3. Влияние применения метанола на показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от угла поворота коленчатого вала
4.3.1. Влияние применения метанола на показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от угла поворота коленчатого вала при номинальной частоте вращения
4.3.2. Влияние применения метанола на показатели процесса сгорания, объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в цилиндре дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от угла поворота коленчатого вала при частоте вращения максимального крутящего момента
4.4. Влияние применения метанола на объемное содержание и массовую концентрацию оксидов азота в ОГ, показатели процесса сгорания в цилиндре дизеля 24 10,5/12,0 при работе с ДСТ в зависимости от изменения нагрузки и частоты вращения
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИ4ЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАНОЛА В ДИЗЕЛЕ 24 10,5/12,0 ПРИ РАБОТЕ С ДСТ
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
1- две - двигатель внутреннего сгорания
2.ДТ - дизельное топливо
з. дет - двойная система топливоподачи
4. ЕЭК - Европейская экономическая комиссия
5.ЖН - жидкостный нейтрализатор
6.КН - каталитический нейтрализатор
7. КС - камера сгорания
8.МВС - метаноло-воздушная смесь
9. МВБ - метаноло-воздушный вихрь
10. ОГ - отработавшие газы
11. ПДК - предельно допустимая концентрация
12. ПЗВ - период задержки воспламенения
13.ТНВД - топливный насос высокого давления
14. ТПА - топливоподающая аппаратура
15.УОВТ - угол опережения впрыскивания топлива
16. к.п.д. - коэффициент полезного действия
17. в.м.т. - верхняя мертвая точка
18. н.м.т. - нижняя мертвая точка
19. п.к.в. - поворот коленчатого вала
20. N0 - оксид азота, %, ppm, г/(кВт’ч)
21. NO* - оксиды азота, %, ppm, г/(кВт'ч), мг/л
22. Cnox - массовая концентрация оксидов азота, %, ppm, г/м3
23. гкох - объемное содержание оксидов азота, %, ppm, г/(кВт-ч)
24. СО - оксид углерода, %, ppm, г/(кВт-ч)
25. С02 - диоксид углерода, %, ppm, г/(кВт-ч)
26. С - сажа, ед. по шкале Bosch
27. СНХ - углеводороды, %, ppm, г/(кВт-ч)
28. ТЧ - твердые частицы, г/(кВт-ч)
29. ре - среднее эффективное давление газов в цилиндре, МПа
30. pz - давление сгорания в цилиндре, МПа
3 1 Р z шах - максимальное давление газов в цилиндре, МПа
32. р с - давление в конце такта сжатия, МПа
зз.Рвп - давление во впускном трубопроводе, МПа
34. 0 ВПр - установочный угол опережения впрыскивания топлива, градус п.к.в.
35. ф - угол поворота коленчатого вала, градус
36. ф; - угол, соответствующий периоду задержки воспламенения, градус
37. ф tz - угол, соответствующий максимальной температуре

ш„Т, Ю-4 К
г/т„
ил, Т, 10 4 К
з, мм
г/г(),«, м/с
г, мм
Рис. 1.17. Горение с противотоком монодисперсного аэрозоля метанола в воздухе при: а - высокой деформации; б - низкой деформации потока
1.5. Образование оксидов азота при сгорании углеводородного топлива в цилиндре дизеля
Оксид азота N0 образуется во время горения в КС дизеля в различных концентрациях. По мнению ряда авторов, цепные реакции начинаются с появления атомарного кислорода, который образуется вследствие диссоциации молекул кислорода при высоких температурах, достигаемых в процессе горения [101... 103]. В соответствии с этим механизмом атомы азота не начинают цепной реакции, так как их равновесная концентрация во время горения относительно низка по сравнению с равновесной концентрацией атомарного