Улучшение качества и экологических свойств дизельного топлива за счет использования биологического компонента

• Автор: Ликсутина, Анна Павловна
• Шифр специальности: 05.20.01, 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Мичуринск- Наукоград
• Количество страниц: 231 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1 Эксплуатационные требования к дизельному топливу

1.2 Основные факторы, обуславливающие необходимость замены светлых нефтепродуктов возобновляемыми видами топлив

1.3 Анализ опыта использования для дизелей топлив из растительных масел.

1.4 Анализ полноты изучения физикохимических свойств биотоплива

1.5 Выводы по главе

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ БИОТОПЛИВА.

2.1 Математическое моделирование технологического процесса .

2.2 Описание технологического процесса получения биодита.

2.3 Выводы по главе
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ .
3.1 Программа экспериментальных исследований.
3.2 Методика получения биотоплива
3.3 Методика определения эксплуатационных свойств биотоплива и биодита
3.4 Методика определения теплоемкости биотоплива.
3.5 Методика проведения исследований работы дизеля.
3.6 Выводы по главе
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Анализ исследования углеводородного состава топлива.
4.2 Результаты разработки технологии получения биотоплива. ЮЗ
4.3 Результаты исследований физикохимических характеристик масел, биотоплив и биодита.
4.4 Результаты исследований термоокислительной стабильности биотоплив.
4.5 Результаты сравнительных моторных испытаний работы полнометражного дизельного двигателя на товарном и биодизельном топливах.
4.6 Выводы по главе
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1 Экономическая эффективность применения биодита
5.2 Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Стандартная комплектация топливной системы низкого давления (ТСНД) дизеля рассчитана на использование дизельного топлива. Применение биотоплива требует конструктивных изменений ТСІ1Д. Для ТСНД трактора МТЗ-, необходимо увеличить внутренний диаметр топливопровода системы «бак-топливопод-качивающий насос» до мм. На линии «топливоподкачивающий насос-насос высокого давления» элементом, определяющим работоспособность данного участка, является фильтр тонкой очистки топлива: при переводе трактора на биотопливо он должен обеспечивать необходимую тонкость фильтрации, сохраняя при этом определенный техническими характеристиками перепад давления до и после фильтра. Поскольку перепад давления увеличивается прямо пропорционально увеличению динамической вязкости при неизменной конструкции фильтрующего элемента, то для сохранения работоспособности данного участка линии низкого давления необходимо приблизить вязкость биотоплива к вязкости дизельного топлива. В соответствии с вязкостно-температурной характеристикой биотоплива это достигается при нагреве его до °С. Проведя расчет теплообменного аппарата, использующего в качестве теплоносителя жидкость системы охлаждения, найдена площадь поверхности нагрева теплообменника - 0, м2. В качестве теплообменника принят испаритель сжиженных нефтяных газов, входящий в комплект оборудования для газобаллонных автомобилей. Возможно применение любого другого теплообменника с такой же гшощадыо поверхности наїрева, и проходным сечением каналов не менее мм. Исходными данными расчета характеристики впрыскивания явились параметры топливной системы трактора МТЗ-. При этом показатели впрыска биотоплива приближаются к показателям впрыска дизельного топлива с четырехдырчатым распылителем. Зона наиболее эффективного использования биотоплива по мощностпым показателям и удельному расходу находится в пределах - гр. На второй топливный бак устанавливается заливная горловина. Магистраль, соединяющая баки, оборудуется запорным устройством, позволяющим использовать оба бака для биотоплива (при открытом запорном устройстве) или один бак для биотоплива, второй для дизельного топлива (при закрытом запорном устройстве). Топливный бак для биотоплива оборудуется магистралью слива топлива с головки топливного насоса. Слив производится в зону топливозаборника. На рисунке 1. МТЗ-, рекомендуемые изменения схемы системы питания двигателя с целью адаптации дизеля к работе на смеси рапсового масла с дизельным топливом. Конец сливной трубки должен располагаться выше среза топливозаборника на - мм. При работе с закрытым запорным устройством на дизельном топливе и сливе его в бак для биотоплива, для исключения его переполнения следует предусмотреть соединительную магистраль в верхней части баков. В топливной системе устанавливается трехходовой кран переключения питания с дизельного топлива на биотопливо. Диаметры проходных сечений трехходового крана не должны быть менее мм, для обеспечения прокачиваемости биотоплива. Место установки крана - на кабине под правым нижним смотровым окном с приводом ручки из кабины. Пуск и прогрев двигателя осуществлялся на дизельном топливе. Температура охлаждающей жидкости доводится до - °С, после чего при помощи трехходового крана происходит переключение на питание биотопливом. Для широкого использования растительных масел в качестве моторного топлива для дизелей требуется: во-первых, предотвращения образования высокомолекулярных отложений на днище поршня, головке, клапанах, распылителях форсунок и т. Рисунок 1. В Германии накоплен опыт применения в качестве горючего рапсового масла. Опытные двигатели до 0 ч. Рисунок 1. Применение неочищенного рапсового масла как топлива затруднительно, из-за его высокой вязкости, забивания форсунок, нагароотложен и й на поршневых кольцах и клапанах. Тем не менее, его можно использовать в некоторых модификациях двигателей, например, немецкий фермерский двигатель German Elsbett & Gththf. Для дальнейшего развития этого направления требуются дополнительные исследования. Во многих промышленно развитых странах разрабатываются технологии получения топлива из органического сырья /,,4.