Особенности образования загрязняющих веществ в дизелях тепловозов и разработка мероприятий по их снижению

• Автор: Скачкова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 146 с. : ил

1. ОБРАЗОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ЦИЛИНДРАХ ДИЗЕЛЯ

1.1. Состав отработавших газов дизелей.

1.2. Особенности рабочего процесса в цилиндрах дизеля

1.3. Основные факторы, влияющие на выбросы вредных веществ.

1.4. Методы и средства контроля выбросов вредных веществ.

1.5. Цель и основные задачи исследований.

ВЫВОДЫ

2. ОСОБЕННОСТИ И МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ДИЗЕЛЯХ ТЕ 1ЛОВОЗОВ.

2.1. Образование оксидов азота.

2.2. Образование оксида углерода.

2.3. Образование газообразных углеводородов

2.4. Физикохимическая модель образования и выгорания сажи.
2.5. Механизм и математическая модель процессов образования
кокса.
2.6. Расчетноэкспериментальные исследования процессов отложения
кокса в системах дизеля.
ВЫВОДЫ
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗОВА1ИЯ
ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ В ДИЗЕЛЯХ ТЕПЛОВОЗОВ.
3.1. Сравнительный анализ выбросов вредных веществ в локомотивных
з
3.2. Влияние режимов работы тепловозных дизелей на выбросы вредных
веществ.
3.3. Влияние параметров окружающей среды на выбросы вредных веществ.
3.4. Влияние технического состояния тепловозных дизелей на выбросы
вредных веществ.
ВЫВОДЫ
4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО СНИЖЕНИЮ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ.
4.1. Классификация мероприятий по снижению вредных выбросов
4.2. Разработка системы приготовления и подачи водотопливной эмульсии
4.3. Разработка системы подачи дополнительного воздуха на запуске и
переходных режимах.
ВЫВОДЫ.
5. МЕТОДИКА УЧЕТА ЭКОНОМИЧЕСКОГО УЩЕРБА ОТ ВЫБРОСОВ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ.
5.1. Методика учета экономического ущерба.
5.2. Экономический эффект от внедрения разработанных
мероприятий
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
С ИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ


На основании проведенных расчетов по разработанной модели установлено определяющее влияние температуры и расхода топлива, а также содержания кислорода в топливе на скорость образования кокса. Экспериментально показана особенность влияния конструкции, технического состояния и режимов работы дизелей тепловозов, а также параметров окружающей среды на дымность и выбросы оксидов азота, оксида углерода и несгоревших углеводородов. Экспериментально установлено взаимное влияние оксида углерода и несгоревших углеводородов на дымность отработавших азов. Предложен и опробован способ подачи дополнительного воздуха на запуске дизеля и переходных режимах его работы, разработана система подачи дополнительного воздуха в цилиндры дизеля. Разработана бортовая система подготовки и подачи водотопливной эмульсии, включающая контур циркуляции и гидродинамический диспергатор. Даны практические рекомендации по учету режимов работы и параметров окружающей среды при испытании тепловозов на пунктах экологического контроля. Результаты работы реализованы в технологии экологического контроля в локомотивном депо Самара. Разработанная математическая модель образования кокса реализована в алгоритме и программе расчета. Материалы диссертации явились основой учебною пособия. Методика оценки экономического ущерба внедрена в практику работы лаборатории экологического контроля Самарского отделения Куйбышевской железной дороги. Основные материалы диссертации поэтапно докладывались, обсуждались и получили одобрение на заседаниях первой, второй и третьей международных конференциях Безопасность транспортных систем г. Актуальные проблемы развития транспортных систем г. Гомель, па III научнопрактической конференции Молодые ученые транспорту г. Екатеринбург, на Всероссийской научнопрактической конференции Актуальные проблемы охраны и безопасности труда г. Самара, на Всероссийском симпозиуме с международным участием ХИФИ Химия фундаментальные и прикладные исследования, образование г. Хабаровск, на Всероссийской конференции молодых ученых Волжского региона Перспективы развития Волжского региона г. Тверь, на
Всероссийской конференции Техносферная безопасность. Наука, практика, образование г. Туапсе, на Международной научнотехнической конференции Актуальные проблемы создания и эксплуатации комбинированных двигателей внутреннего сгорания г. Хабаровск, . По теме диссертации опубликовано статей , тезисов докладов на конференциях 1, получено 1 свидетельство на интеллектуальный продукт. Всего работы. ОБРАЗОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ЦИЛИНДРАХ
1. Вопросы образования вредных веществ при горении углеводородных топлив нашли отражение в трудах Зельдовича Я. Б. , Теснера П. А. , Сковородникова Е. И. 6, Чичина 2,4,, Маркова В. А. , Бакирова Ф. Г. , Смайлиса В. И ,, и других авторов. По материалам работ проанализирована структура и состав отработавших газов дизелей тепловозов, проведен анализ особенностей рабочего процесса в цилиндрах дизелей. По своей природе отработавшие газы дизелей представляют собой сложную многокомпонентную смесь газов, паров, капель жидкостей и дисперсных твердых частиц. Всего отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания содержат около 0 компонентов, часть из которых является нетоксичными 9, . При использовании в дизелях углеводородных топлив нефтяного происхождения и атмосферного воздуха в качестве окислителя, отработавшие газы дизеля состоят на из нетоксичных компонентов продуктов полного сгорания диоксид углерода С и водяной пар Н и воздуха с пониженным содержанием кислорода см. Токсичность отработавших газов дизелей определяется, в основном, оставшимся одним процентом объема отработавших газов, в который входят оксиды азота x, монооксид углерода СО, несгоревшие углеводороды СХНУ, дисперсные твердые частицы, основным компонентом которых является сажа, а также оксиды серы, альдегиды, продукты конденсации и полимеризации 7, , , . Кроме продуктов сгорания топлива, в отработавших газах дизелей присутствуют продукты сгорания смазочного масла и вещества, образующиеся из присадок к топливу и маслу.