Лекция 3. Топлива на основе угля (1037678), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности рабочих процессов поршневыхдвигателей, работающих на угольном топливеGeneral Motors (1989 г.)Индикаторная диаграммадвигателя EMD 567B(τ = 2, D/S = 216/254 мм/мм, ε = 16,Ne = 160 кВт/цил при n = 835 мин-1)при работе на ВУС (сплошнаялиния) и ДТ (пунктир)Сравнение скоростейтепловыделения двигателя EMD567B при работе на ВУС (сплошнаялиния) и ДТ (пунктир)27Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности рабочих процессов поршневыхдвигателей, работающих на угольном топливеВыводы: для повышения эффективности рабочего процесса необходимоуменьшить задержку воспламенения ВУС, чего можно достичь за счетповышения температуры заряда к началу впрыска топлива до 1000 Кподогревом впускного воздуха, повышением степени сжатия, илиприменением теплоизоляции КС.28Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности рабочих процессов поршневыхдвигателей, работающих на угольном топливеDetroit Diesel Corporation (с 1992 г.)Изменение давления и скорости тепловыделения от угла ОВТ вцилиндре двигателя 8V-149 (τ = 2, D/S = 146/146 мм/мм, Ne = 50кВт/цил при n = 2000 мин-1) при работе на ВУС: 1 – впрыск топливаза 30, 2 – за 20, 3 – за 10 °ПКВ до ВМТ29Московский государственный технический университет им. Н.Э.
БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности рабочих процессов поршневыхдвигателей, работающих на угольном топливеCooper-Bessemer, США (1992 г.)Влияние температуры воздуха на входе в двигатель JS-1 фирмыCooper-Bessemer на изменение давления и скорость тепловыделенияпри работе на ВУС: 1 – Tвозд= 223°С, 2 – Tвозд= 121°С30Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности рабочих процессов поршневыхдвигателей, работающих на угольном топливеCaton, Rosegay (1986 г.)Влияние размеров частиц на показатели ПД при нагрузке 80%: ___ индикаторный КПД; _ _ _ - угол ОВТ; _ .
_ - коэффициент неполноты сгорания31Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности рабочих процессов поршневыхдвигателей, работающих на угольном топливеГрехов Л.В. (кафедра Э2 МГТУ им. Н.Э.
Баумана, 1998 г.)Скорость тепловыделения при работе на полнойнагрузке исходного дизеля (1Ч 8,5/11; Ne = 4,4кВт/цил) на ДТ (1) и ВУС со стандартной (2) ифорсированной (3) ТПАОпределены способы быстроговоспламенения ТУС и ВУС путемподбора состава суспензии иизменениями конструкциидвигателя (подогрев заряда навпуске, теплоизоляция КС,изменение конструкции форсунки).На основе экспериментальныхданных проанализированыхарактеристики тепловыделения инайдены способы ускорениядиффузионного сгорания частицугля.В результате удалось добитьсяминимального ухудшенияэффективных показателей:мощность снизилась на 18%,эффективный КПД – на 13,5%,индикаторный КПД – на 3%.32Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности рабочих процессов поршневыхдвигателей, работающих на угольном топливеГрехов Л.В.
(кафедра Э2 МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998 г.)Индикаторная диаграмма и скорость тепловыделенияпри работе вихрекамерного двигателя (1Ч 8,5/11; Ne =4,4 кВт/цил) на ДТ (1) и ТУС (2)33Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Определение задержки самовоспламенения в цилиндредвигателя, работающего на угольном топливеЛ.В. Грехов (кафедра Э2 МГТУ им. Н.Э. Баумана)τ = 1,19 exp(/)L.J. Spadaccini, J.A. Te Velde (United Technologies Research Center EastHartford Ct.)0,239τ = 2 exp,ггде A = 2,34∙10-9; E = 174,17 кДж/кмоль34Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Применение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДОсобенности горения топлив на основе угляМоделирование аэродинамики ведется набазе трехмерных нестационарныхуравнений движения в форме Рейнольдса,замыкаемых модифицированной дляучета влияния частиц k-ε модельютурбулентности35Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Использование присадок для повышенияхарактеристик угольных топливПрисадки используют с целью: повысить физическую стабильность ВУС, снизитьсклонность суспензии к расслоению при длительномхранении; уменьшить вязкость; придать раствору смазочные свойства; снизить величину поверхностного натяжения для улучшенияраспыла топлива; повысить самовоспламеняемость ВУС (пример – до 10%ДТ); снизить температуру замерзания (пример – метанол); снизить коррозионное воздействие ВУС на резервуары дляхранения и элементы двигателя (пример – формальдегиды).36Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Исследование альтернативных носителей дляугольных суспензий37Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаИсследование альтернативных носителей дляугольных суспензий7Максимальная индикаторная мощность, кВтПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)n = 900 об/минn = 900 об/минn = 1500 об/минn = 1500 об/мин1265432101ДТ2ВУСТУСВМУСИндикаторные показателивихрекамерного высокооборотногодвигателя (D/S = 96,5/95,2 мм/мм) прииспользовании различных суспензий: 1 –двигатель в обычном исполнении, 2 –двигатель в теплоизолированномисполненииСхема теплоизоляции поршня игильзы: 1 – слой керамики, 2 –поршень, 3 – теплоизоляционнаянакладка, 4 – крепежный болт38Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Экономические аспекты использования угольноготопливаДобыча угля,транспортировка,производство ВУСТранспортировкаВУС, очистка ОГ39Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Применение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДСхема получения синтетических моторных топлив из угля40Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Применение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДПолучение синтетических моторных топлив из угляГазификация угляНазначение: получение высококалорийного горючего газа, богатого водородом.Схемы газификации угляЛургиКоппера-ТотцекаKellog(стационарный слойкускового угля)(аэрозольный потоктоплива)ВинклераНизкотемпературная(3000-3500°С) плазма,в результате – CO, H2(в расплав карбонатанатрия вводятсяугольная пыль иводяной пар, врезультате получаютсяCO, H2 и CH4)(кипящий слой мелкихугольных частиц)Средний состав горючего газа (объемн.
%) при газификации угля41Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Применение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДПолучение синтетических моторных топлив из угляПроцесс Фишера-Тропша (1920-е годы)Определение: это химическая реакция, происходящая в присутствии катализатора(железо, кобальт), в которой монооксид углерода (CO) и водород H2 преобразуются вразличные жидкие углеводороды.
+ 2 + 1 22 + + 1 2 2+2 + 2 2+2 + 2Назначение: производство синтетических углеводородов для использования вкачестве синтетического смазочного масла или синтетического топлива.Особенности: реакция протекает с большим выделением теплоты (165-205 кДж накаждую СН2-группу углеводорода).Пример: метанирование – процесс производства метана из угля, предварительноподвергающегося газификации. + 32,200−300°4 + 2 42Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Применение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДПолучение синтетических моторных топлив из угляРеакторы синтеза Фишера-ТропшаРеактор с неподвижнымслоем катализатораРеактор с циркулирующимслоем катализатораTреакции = 220-250 °CTреакции = 310-340 °Cр = 3,0 МПа43Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаКафедра поршневых двигателей (Э2)Применение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДПолучение синтетических моторных топлив из угля44Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Физико-химические свойства нефтяных исинтетических топливТопливоПоказательВязкость кинематическаяпри 20°С, мм2/сПлотность при 20°С, кг/м3Теплота сгорания низшая,МДж/кгЦетановое числоТемпература застывания,°СДавление насыщенныхпаров при 100 кПа и 38°С, кПаСодержание смол в 100 млтоплива, мгОбщее массовоесодержание серы, %ТопливнаяфракцияугляЛегкаяфракциясланцевойсмолыГазовыйконденсатДТТопливоУФССНГ(пропан)Топливо изприродногогаза4,58833,24,908360,17**490**3,457808635,58422,1*82042,545-104256-446,516-75-42,643-1540,1130-35-6046,531-0,320,260,84----5033--20--0,200,5330,015Отсутствует0,040,8-Примечание: «-» - свойства не определялись; * - при 50 °С; ** - плотность и вязкость притемпературе кипения.45Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе каменногоугля в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Спасибо за внимание!Грузовой паровоз серии ЭР750-01.Мощность паровоза - 1500 л.с., скорость - 65 км/ч.Построен в 1943 году на Коломенском машиностроительном заводе имени В.В. Куйбышева.46.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
