Совершенствование судовой топливной системы на основе вихревого эффекта и комплексной обработки воды для водотопливной эмульсии

• Автор: Панов, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.08.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 151 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений
Список основных условных обозначений Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы повышения экономичности и улучшения экологичности существующих дизелей
1.1. Аналитический обзор основных «внешних» методов совершенствования рабочего процесса дизелей
1.2. Анализ схем устройств и сравнительная характеристика судовых систем подготовки топлива
1.3. Цель и задачи исследования
Глава 2. Разработка метода комплексной обработки топлива в аппарате вихревого слоя в присутствии озонированного католита
2.1. Влияние содержания серы и смолистых веществ в топливе на износ деталей двигателей
2.2. Обоснование эффективности применения водотопливной эмульсии
2.3. Разработка математического описания работы аппарата вихревого слоя
2.4. Выводы по главе
Глава 3. Экспериментальные исследования процесса обработки топлива на испытательном стенде
3.1. Разработка испытательного стенда
3.2. Описание работы стенда и методики для проведения исследований
3.3. Обоснование выбора материалов ферромагнитных частиц и рабочей камеры
3.4. Исследование влияния вязкости обрабатываемого топлива на зависимость критического коэффициента заполнения рабочей камеры от размеров ферромагнитных частиц
3.5. Исследование влияния коэффициента заполнения рабочей камеры ферромагнитными частицами на эффективность работы
аппарата вихревого слоя
3.6. Математическое моделирование системы приготовления водотопливной эмульсии для среднеоборотных двигателей и котлоагрегатов
3.7. Выводы по главе
Глава 4. Разработка методики проектирования системы приготовления водотопливной эмульсии
4.1. Создание новой принципиальной схемы системы
приготовления водотопливной эмульсии
4.2. Разработка блок-схемы проектирования системы
приготовления водотопливной эмульсии
4.3. Внедрение методики проектирования системы
приготовления водотопливной эмульсии
4.4. Социально-экологический и экономический эффекты
от внедрения системы приготовления водотопливной эмульсии
4.5. Выводы по главе
Заключение
Список библиографических источников
Приложения
Приложение 1. Графические диаграммы значений
виброускорений на корпусе рабочей камеры аппарата вихревого слоя 119 Приложение 2. Результаты лабораторных испытаний
исходных топлив и водотопливных эмульсий
Приложение 3. Акт о внедрении результатов диссертационной работы 142 Приложение 4. Награды, дипломы и сертификаты
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АД - асинхронный двигатель.
АВС - аппарат вихревого слоя.
ВОД - высокооборотные двигатели.
ВТЭ - водотопливная эмульсия.
ОВТЭ - озонированная водотопливная эмульсия, овп - окислительно-восстановительный потенциал ДВС - двигатель внутреннего сгорания.
МОД - малооборотные двигатели.
ОГ - отработавшие газы.
СЭУ — судовая энергетическая установка.
ТА - топливная аппаратура, цпг - цилиндропоршневая группа.
ДТ - дизельное топливо.
СМТ - судовое маловязкое топливо.
СОД - среднеоборотные двигатели.
СВС - судовое высоковязкое сверхтяжелое (топливо).
СВТ - судовое высоковязкое тяжелое (топливо).
СВЛ - судовое высоковязкое легкое (топливо).
СКЗ - среднеквадратическое значение.
С Л - судовое легкое (топливо).
СПВТЭ - система приготовления водотопливной эмульсии. ЭДС - электродвижущая сила.
УЗИ - ультразвуковой излучатель.

Данная установка состоит из двух функциональных блоков: блок обработки воды и блок диспергирования ВТЭ. В качестве диспергирующего устройства, применен гидродинамический насос (эжектор). Система автоматизирована по основным режимам работы энергетической установки. Для этого дроссельные клапаны 11(1) и 12(2) отрегулированы на расход воды 7% и 13% от объема топлива. На режимах малых нагрузок к двигателю поступает ВТЭ с 7% содержанием воды, на средних - 13% и на номинальной нагрузке 20%, за счет открытия обоих дроссельных клапанов.
Следующая установка, которая получила достаточно широкое распространение на судах Московского, Волжского и Астраханского пароходств, так же была разработана сотрудниками Волжской государственной академии водного транспотра [61,98, 109, 118,119].
В основе данной установки лежит принцип циркуляционного контура. -Количественное соотношение топлива и воды в эмульсии осуществляется подбором соответствующих гидравлических характеристик всасывающих магистралей топлива и воды. Такой подбор производится на стадии проектирования установки путем оптимального распределения потерь давления в этих магистралях. Гидравлические характеристики окончательно, настраиваются в процессе работы дизеля на номинальном режиме. На долевых нагрузках соотношение количества воды и топлива в эмульсии поддерживается автоматически.
Автоматическое регулирование количества воды и топлива заключается в следующем. При нулевом расходе ВТЭ давление в приемной полости эжектора определяется статическим напором всасывающих магистралей топлива и воды. В процессе расхода эмульсии давление в приемной камере эжектора устанавливается в соответствии с гидравлическими потерями приемных трубопроводов. Путем подбора геометрических размеров элементов приемных трубопроводов топлива и воды можно добиться требуемого количественного соотношения воды в