Комплекс транспортно-складского и заправочного оборудования для обеспечения сельскохозяйственной техники смесевым биотопливом на основе рапсового масла

• Автор: Островский, Евгений Александрович
• Шифр специальности: 05.20.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования

1.1 Физикохимические свойства рапсового масла и их влияние на операции с этим продуктом в условиях эксплуатации

1.2. Требования к чистоте топлива для дизелей и методы его

очистки

1.3. Способы и средства подогрева вязких и застывающих жидкостей

1.4. Оборудование для смешивания жидкостей и приготовления эмульсий

1.5. Методы и средства, используемые при контроле чистоты жидкостей

1.6. Выводы по главе и постановка задач исследования Глава 2. Теоретическое обоснование методов и устройств для

обеспечения операций со смесевым биотопливом на основе рапсового масла

2.1. Очистка рапсового масла и смесевого биотоплива с помощью ПГСполимеров
2.2. Методы контроля чистоты рапсового масла и смесевого биотоплива
2.3. Обеспечение температурного режима рапсового масла
2.4. Устройства для смешивания компонентов биотоплива
2.5. Выводы но главе Глава 3. Методическое обеспечение проведения экспериментальных
исследований
3.1. Методики определения физикохимических показателей рапсового масла и смесевого биотоплива
3.2. Методики исследований стойкости конструкционных материалов при взаимодействии с рапсовым маслом и смесевым биотопливом
3.3. Методика определения свойств ПГСполимеров используемых для очистки рапсового масла
3.4. Методика определения теплотехнических показателей при
подогреве рапсового масла
3.5. Методика проверки эффективности экспресс метода контроля загрязненности рапсового масла и смесевого биотоплива
3.6. Выводы по главе
Глава 4. Экспериментальные исследования процессов и
оборудования, применяемого при складских и заправочных операциях со смесевым биотопливом
4.1. Исследование физикохимических свойств рапсового масла и смесевого биотоплива
4.2. Лабораторные исследования прочностных и эксплуатационных свойств ПГСполимеров
4.3. Исследование стабильности смесевого биотоплива для дизелей при хранении
4.4. Результаты исследования процесса нагрева рапсового масла
4.5. Результаты проверки эффективности экспрессметода контроля загрязненности рапсового масла и смесевого биотоплива
4.6. Выводы по главе
Глава 5. Реализация результатов исследований и их техникоэкономическая эффективность
5.1. Разработка технологического оборудования для обеспечения операций по приготовлению, хранению смесевого биотоплива и заправке сельскохозяйственной техники
5.2. Эксплуатационные испытания комплекса технологического оборудования для операций со смесевым биотопливом
5.3. Техникоэкономическая оценка использования смесевого биотоплива на основе рапсового масла с применением разработанного технологического оборудования
5.4. Выводы по главе
Общие выводы
Список использованной литературы


Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении целесообразности создания и эффективности использования вновь разработанных оригинальных образцов технических средств для операции с биотопливом. Практическая полезность работы заключается в разработке комплекса средств хранения, заправки и очистки биотоплива и во внедрении этого комплекса при эксплуатации сельскохозяйственной техники. Вопросы использования растительных масел в качестве альтернативных топлив для транспортных и сельскохозяйственных дизелей достаточно успешно решаются во многих зарубежных странах и находятся на стадии практического внедрения результатов проведенных исследований в нашей стране. Осуществляются широкомасштабные работы по адаптации серийных двигателей для эксплуатации на биотопливе и по разработке новых конструкций 1, 2, 3, 5 и др В то же время вопросы создания инфраструктуры для обеспечения техники биотопливом на этапах жизненного цикла этого продукта от установки для получения растительного масла до топливного бака машин до настоящего времени достаточно глубоко не исследованы, хотя в комплексной программе по замещению традиционных топлив на биологические и созданию энергонезависимых хозяйств, принятой Российской академией сельскохозяйственных наук, одним из пунктов предусматривается создание технических средств, обеспечивающих технологические процессы транспортирования, хранения и использования биотоплива на энергоавтономных сельхозпредприятиях 4. Анализ физикохимических свойств растительных масел, приведенных в табл. Особенности транспортноскладских и заправочных операций при использовании рапсового масла в качестве моторного топлива обусловлены его физикохимическими свойствами, которые зависят от химического состава этого продукта. По составу рапсовое масло является смесью триглициридов с различной молекулярной массой . По химическому строению тригли цирид представляет собой три молекулы жирных кислот, соединенных молекулой глицерина. При этом вид жирных кислот, входящих в состав рапсового масла, зависит от природных условий, в которых возделывается рапс характера почвы, рельефа местности, наличия влаги, колебаний температуры а также от сорта применяемых при посеве семян. Поэтому свойства масла, полученного в различных рапсосеющих районах, могут существенно различаться. При централизованном производстве рапсовое масло поступает на завод для химической переработки, которая заключается в этерификации рапсового масла с помощью метанола в присутствии щелочного катализатора. В результате получается рапсовой метилэфир, который но своим эксплуатационным характеристикам практически не отличается от дизельного топлива и не требует для своего использования никакой модификации серийных дизелей. Это горючее на базе рапсового масла получило название биодизель. Физикохимические свойства исследованных образцов дизельного топлива и рапсового метилэфира приведены в табл. Однако при получении биодизеля требуются значительные затраты на монтаж и эксплуатацию оборудования химических предприятий для его производства, а также повышенные транспортные расходы. В настоящее время в Российской Федерации заводов по производству биодизеля не существует. Таблица 1. Цстановое число, ед. Таблица 1. Цетановое число, ед. При децентрализованном производстве конечным продуктом является рапсовое масло, получаемое путем холодного отжима и последующего фильтрования. Процесс осуществляется с минимальными затратами и с применением несложного оборудования. Однако применение полученного рапсового масла в качестве топлива для дизелей требует модификации двигателя для его адаптации к работе на рапсовом масле. Необходимость модификации дизелей связана с тем, что у рапсового масла по сравнению с дизельным топливом более продолжительный период задержки воспламенения, что обусловлено различиями физикохимических свойств этих продуктов. Теплота сгорания у рапсового масла меньше на 7 по сравнению с аналогичным показателем дизельного топлива, цетановое число ниже на единиц, вязкость при стандартных температурных условиях в пятнадцать раз выше.