Автореферат (Методы повышения эффективности работы дизеля при использовании этанола в качестве экологической добавки к дизельному топливу), страница 4

Полученные при исследованиях результаты сводятсяк следующим основным выводам и рекомендациям:1. В качестве наиболее перспективных биотоплив для дизелейрассматриваются биоэтанол и топлива, производимые из растительных масел.Использование этих биотоплив осложняется различиями физико-химическихсвойств этих биотоплив от аналогичных свойств нефтяного ДТ.2. Разработана методика расчета вязкости нефтяного дизельного топлива,биотоплив на основе растительных масел и эмульгированного биотоплива сдобавкой этанола и проведены расчетные исследования. Полученныеаппроксимационные формулы для определения вязкости указанных топливхорошо согласуются с экспериментальными данными.143.

Разработана методика расчета показателей потока эмульгированногобиотоплива с добавкой этанола в проточной части распылителей дизельныхфорсунок с использованием ПК Fluent. Проведены расчетные исследованияпоказателей потока смеси РМ и ЭС в распылителях форсунок.4. При работе на смеси 70% РМ и 30% ЭС отмечена существенно меньшаятурбулентная энергия потока смеси по сравнению с нефтяным ДТ. Припротиводавлении 8,878 МПа и работе на нефтяном ДТ средняя по поперечномусечению распыливающего отверстия на выходе из него аксиальная скоростьтечения составила 224,7 м/с против 188,7 м/с у эмульгированного топлива.

Вэтом сечении турбулентная энергия потока нефтяного ДТ была равна 2198,9м2/с2, а у эмульгированного топлива - 1452,4 м2/с2.5. Проведенные на установке ИДТ-69 испытания показали, чтоиспользование смесей ЭС в количестве 10 и 30% с РМ приводит к снижениюдымности ОГ по сравнению с работой на ДТ. При добавлении в РМ 30% спиртадостигнуто снижение дымности ОГ в 2 раза большее, чем при добавлении 10%ЭС. Эффект по снижению дымности сохраняется при изменении УОВТ от 10 до26 град. п.к.в.

до ВМТ и изменении степени сжатия от 18 до 22.6. При использовании смесевых биотоплив, степени сжатия s=18 и УОВТ0=13 град. п.к.в. до ВМТ максимальный эффект при снижении дымности ОГдостигнут при работе на РМ с 10% ЭС и составил 1,6 единиц по шкале Boschили 24% по сравнению с работой на ДТ. При степени сжатия s=22 и УОВТ 0=13град. п.к.в.

до ВМТ максимальный эффект при снижении дымности ОГдостигнут при работе на смеси РМ с 30% ЭС и составил 2,0 единицы по шкалеBosch или 38% по сравнению с работой на ДТ.7. Рассмотрена возможность использования в дизеле Д-245.12С смеси 96%ДТ и 4% абсолютного этанола. При смешении этих компонентов образуютсястойкие однородные смеси, обладающие хорошими экологическимикачествами из-за наличия в их составе значительного количества кислорода.8. Проведены экспериментальные исследования дизеля Д-245.12С нанефтяном ДТ и на смеси 96% ДТ и 4% абсолютного этанола на режимах ВСХ ирежимах 13-режимного цикла ЕСЕ R49.

При переходе от нефтяного ДТ к смеси96% ДТ и 4% абсолютного этанола интегральный на режимах 13-режимногоцикла удельный массовый выброс оксидов азота снизился на 17,4%, выбросмонооксида углерода возрос на 9,0%, выброс несгоревших углеводородов еСНхувеличился на 8,6%. При этом дымность ОГ на режимах ВСХ снизилась на 15­25%.9. Разработана методика сравнительной оценки экологических качествнефтяного ДТ и смесевого биотоплива с добавкой этанола, базирующаяся наиспользовании обобщенного критерия оптимальности в виде суммыотносительных безразмерных критериев, характеризующих выбросы оксидовазота и сажи (дымность ОГ). Указанные частные критерии оптимальностиопределены на двух основных режимах работы дизеля - на режимахмаксимальной мощности и максимального крутящего момента.1510.

Оптимизационные расчеты показали, что смесь 96% нефтяного ДТ и 4%абсолютного этанола обладает заметно лучшими экологическими качествамипо сравнению с чистым нефтяным ДТ. Для дизеля Д-245.12С, работающего нанефтяном ДТ, обобщенный критерий оптимальности равен единице, а припереводе дизеля на указанную смесь он снизился до 0,818.11. Проведенные расчетно-экспериментальные исследования подтвердилиэффективность использования предложенной методики сравнительной оценкиэкологических качеств нефтяного ДТ и смесевого топлива с добавкой этанола,ее информативность при оценке экологических качеств различных топлив исравнительно небольшой объем расчетных исследований.Основные положения диссертации опубликованы следующих работах:1.

Сравнительные испытания альтернативных топлив для дизельныхдвигателей / В.В. Бирюков [и др.] // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана.Машиностроение. 2014. № 6. С. 59-72 (1,00 п.л. / 0,25 п.л.).2. Марков В.А., Бирюков В.В., Девянин С.Н. Работа дизеля на дизельномтопливе с добавкой этанола // Транспорт на альтернативном топливе. 2015. № 2.С. 18-28 (0,80 п.л. / 0,25 п.л.).3. Марков В.А., Вальехо Мальдонадо П.Р., Бирюков В.В. Спиртовыетоплива для дизельных двигателей // Известия ВУЗов. Машиностроение. 2015.№ 11. С.

39-52 (1,00 п.л. / 0,25 п.л.).4. Марков В.А., Бирюков В.В., Каськов С.И. Использование этанола какэкологическогоэнергоносителядлятеплоэнергетическихустановок// Теплоэнергетика. 2016. № 9. С. 28-35 (0,60 п.л. / 0,20 п.л.).5. Markov V.A., Biryukov V.V., Kas’kov S.I. Ethanol used as anenvironmentally sustainable energy resource for thermal power plants // ThermalEngineering. 2016. Vоl.

63. №. 9. P. 628-635 (0,60 п.л. / 0,20 п.л.).6. Вязкостные характеристики многокомпонентных и эмульгированныхтоплив / В.В. Бирюков [и др.] // Автогазозаправочный комплекс +альтернативное топливо. 2017. № 3. (1,00 п.л. / 0,25 п.л.).7. Моделирование течения эмульгированного биотоплива в распылителедизельной форсунки. Часть 1 / В.В. Бирюков [и др.] // Грузовик.

2017. № 8(0,60 п.л. / 0,20 п.л.).8. Моделирование течения эмульгированного биотоплива в распылителедизельной форсунки. Часть 2 / В.В. Бирюков [и др.] // Грузовик. 2017. № 9(0,60 п.л. / 0,20 п.л.).16.