Метод расчета содержания окислов азота в отработавших газах судовых среднеоборотных дизелей флота рыбной промышленности

• Автор: Сапожников, Эдуард Викторович
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Калининград
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения

Введение

Глава 1. Токсичность ДВС и методы ее измерения

1.1 Токсичные вещества в атмосфере и судовой двигатель,

как источник их выброса

1.2 Оксиды азота (N0 или №ЭХ) и их образование при сгорании топлива в цилиндрах дизелей

1.3 Основные пути снижения токсичности ОГ дизелей

Глава 2. Анализ исследований по теории образования окислов

азота, процессов топливоподачи, распыливания,

смесеобразования и сгорания
2.1 Анализ существующих моделей образования окислов азота
2.2 Анализ исследований процессов распыливания, смесеобразования
и сгорания
2.3 Модели процессов воспламенения и сгорания топлива
2.4 Кинетика химических реакций окисления углеводородов
и азота при сгорании
Глава 3. Теоретическое исследование по расчету содержания
окислов азота в отработавших газах дизелей
3.1 Разработка математической модели для расчета содержания
окислов азота в отработавших газах
3.2 Математическая модель
3.3 Методика расчета величины удельного выброса окислов азота емох на основе математической модели в зависимости от влияния конструктивных и эксплуатационных факторов

3.3.1 Теоретический расчет влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на величину удельного выброса окислов азота е>юх
3.3.2 Расчет параметров двигателей для использования
в разработанной модели
3.4 Результаты теоретического исследования влияния характеристик топлива и параметров рабочего процесса на величину выбросов
окислов азота
Глава 4. Экспериментальные исследования по определению
удельного выброса окислов азота
4.1 Методика проведения экспериментальных исследований
и измерительная аппаратура
4.2. Результаты расчета величин удельных выбросов исследуемых двигателей
4.3 Определение граничных условий работы дизеля по нагрузке
при допустимых количествах выбросов окислов азота а атмосферу
с отработавшими газами
Заключение
Список использованной литературы
Приложение!

Условные обозначения:
ОГ - отработавшие газы дизеля;
1ЧОх - окислы азота, содержащиеся в ОГ дизеля; еыох - удельный выброс окислов азота Ж)х (г/кВт-час);
Сыох - концентрация окислов азота ТчГОх в ОГ (%);
Еыох - скорость выделения выбросов;
8мох - выброс N0* на 1кг топлива (г/кг);
Vnox - скорость образования окислов азота в цилиндре дизеля;
Ст - расход топлива на двигатель; вв - массовый расход воздуха; вг - массовый расход газов;
№ - эффективная мощность двигателя;
Фа - коэффициент продувки; а - коэффициент избытка воздуха при сгорании;
- воздушно-топливное соотношение при сгорании;
Ь0 - теоретическая масса воздуха для сгорания 1 кг топлива;
Ф - угол ПКВ;
^тах , и> ср - максимальная и средняя скорости нарастания давления по углу ПКВ;
Я - степень повышения давления при сгорании; т]е - эффективный КПД;
Вс - массовый расход топлива (кг/час); gc - удельный эффективный расход топлива; gll - цикловая подача; р. - кинематическая вязкость топлива;
Ц| - динамическая вязкость топлива; о - коэффициент поверхностного натяжения топлива; рт - плотность топлива; рв - плотность воздуха;

Объёмные доли кислорода и азота предлагается рассчитывать:
ro^ = 0,00260 +0,00511х х, +0,0017 хх,2 +
+ 0,00588хх2 +0,00310x22+ 0,00393хх, хх2 -0,00146хх3 — 0,00087 х X] х х3 - 0,00075 х х2 х х3 - 0,00015 х х3;
rN = 0,5757 + 0,163 х Ю'3ГЯС - 0,394 х 1(Г7 х Т

+ 0,267 х 10 6 х Тпс х р - 0,699 х 10 3 х р
Глс-3000 _ а- 0,825. _р-1
(2.4)
’ Хз=-Т7— • (2.5)
500 0,175 л
Расчёт концентрации атомарного кислорода выполняется по
г0 = 0,15 х 10 3 х К0 х 7^7,
где Ко - константа равновесия, (моль/см3)0'5 ;
(2.6)
„ , 59000 + 60,3.
К о = 4,1 х ехр( 1>985 — ) . (2.7)
Недостатком метода является наличие констант и отсутствие их взаимосвязи с конструктивными и эксплуатационными факторами
Методы 2-го направления, отражающие процессы теплообмена
В статье «Моделирование кинетики образования оксидов азота в дизелях» [67], д-р техн. наук, профессор A.B. Николаенко предложил термодинамическую модель образования оксидов азота в цилиндрах дизелей, которая по сравнению с кинетической, по мнению автора, обладает рядом преимуществ и позволяет исследовать влияние на образование окислов азота NOx различных факторов.