Лекция 5. Топлива на основе природного газа (1037680), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Получение синтетических моторных топлив изприродного газаСвойства синтетических моторных топлив изприродного газаТопливоПоказательВязкость 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 массовое содержаниесеры, %ДТКПГ(метан)Топливо изприродногогазаТопливоУФС4,58-3,454,90833,241678083642,54550,33437542,556-10---40,32--0,2650Отсутствует-33Отсутствует0,5330,20Сравнение дизельноготоплива №2 (справа) исинтетического топлива,полученного по процессуФишера-Тропша (слева)18Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Физико-химические свойства легких синтетическихпарафиновых углеводородов (СПУ)19Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования легких синтетических парафиновыхуглеводородов (СПУ) в качестве моторного топливаПараметры двигателя (Россия):Тип: дизель Д-242 (4Ч11/12,5), Ne = 44 кВт при n = 1800 мин-1.Особенности: режимы внешней скоростной характеристики.Виды топлива: Дизельное топливо «Л» ГОСТ 305-82. Смесевое топливо – 70% легкого газойля каталитическогокрекинга (ЛГКК) и 30% СПУ. Смесевое топливо – 70% топлива утяжеленного фракционногосостава (УФС) и 30% СПУ.20Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Оценка эффективных и экологических показателейработы ПД на альтернативном топливеУдельный эффективный расход топлива при эксплуатации двигателя:kg e cp экс GTi Kii 1k Nei Kii 1Здесь GTi - часовой расход топлива на i-ом режиме;Nei - мощность двигателя на этом режиме;Ki – коэффициент, отражающий долю времени каждогорежима;k – число режимов.Удельные выбросы токсичных компонентов:keNOx ENOi 1kx Ki Nei Kii 1keCO ECO Kii 1k Nei Kii 1keCH x ECHi 1kx Ki Nei Kii 1Здесь ENOx , ECO , ECHx - массовые выбросы токсичных компонентов на i-омрежиме.21Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования легких синтетических парафиновыхуглеводородов (СПУ) в качестве моторного топлива22Московский государственный технический университет им. Н.Э.
БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования легких синтетических парафиновыхуглеводородов (СПУ) в качестве моторного топливаЗависимость параметров работы дизеля 4Ч11/12,5 при его работе на режимахвнешней скоростной характеристики и различных топливах:1 – ДТ «Л» по ГОСТ 305-82;2 – смесь 70% ЛГКК и 30% СПУ;3 – смесь 70% УФС и 30% СПУ.23Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Получение синтетических моторных топлив изприродного газаСопоставление цен производства традиционных иальтернативных моторных топлив в России24Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахПараметры установки (Национальная лаборатория сгорания):Тип: камера с прозрачными стенками.Объем: 1,2 л.Особенности: форсунка Common Rail и две свечи зажигания.Виды топлива: Дизельное топливо Phillips DF2. Бензин RFG каталитического риформинга с оксигенатами. Синтетическое топливо FTD.Физико-химические свойства исследуемых топливВиды топливаПоказателиСодержание, масс.
%CHOПлотность при 25 °C, кг/м3Теплоемкость жидкой фазы Cp при 101 кПа и25 °C, кДж/кг∙градТеплота парообразования, кДж/кгдизельное топливоPhillips DF2бензин RFGсинтетическоетопливо FTD8614084584142728851507823,1972242,2573343,19722425Московский государственный технический университет им. Н.Э.
БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахЗависимость длины струи Lраспыливаемого топлива от еготемпературы T для дизельного топливаPhillips DF2 (а), бензина RFG (б) исинтетического топлива FTD (в) при ихвпрыскивании в камеру с противодавлением,соответствующим плотности воздуха,кг/м3: 1 – 3,6; 2 – 7,3; 3 – 14,8; 4 – 30,0; 5 –45,0; 6 – 59,0.26Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахПараметры исследуемых двигателей (университет Западной Вирджинии):1)Caterpillar 3176B (6L, iVh = 10,3 л, Ne = 257 кВт, режим испытаний – см.
ниже)Тип топлива: - калифорнийское ДТ марки D2 (CAD);- синтетическое топливо, полученное из природного газа с использованиемпроцесса Фишера-Тропша (FT-SMD).2)Detroit Diesel 6V-92 (6V, Ne = 186 кВт, режим испытаний CBD)Тип топлива: - штатное ДТ (D2);- синтетическое топливо, полученное из природного газа с использованиемпроцесса Фишера-Тропша (FT-MGCOD).Пятиступенчатый дорожный цикл для испытанийгрузовых автомобилей27Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахФизико-химические свойства исследуемых топливПоказателиСодержание, масс. %CHONПлотность при 15 °C, кг/м3Вязкость кинематическая при 40 °C, мм2/сЦЧТеплота сгорания, МДж/кгвысшаянизшаяТемпература вспышки, °CТемпература застывания, °CТемпература помутнения, °CСодержание фактических смол в 100 млтоплива, мг, не болееСодержание углеводородов, об.
%насыщенныеолефиновыеароматическиеСодержание серы, масс. %CADМарки топливаFT-SMDD2FT-MGCOD832,953,784,714,700,6784,53,5773,786,1113,370< 0,0348,785,314,700800,72,97451,442,85845,608-43,90047,133720+343,03945,859-42,77645,566100--0,2--18,10,0199,80,10,1< 0,00573,81,524,7-10,1< 0,00128Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахУдельные выбросы NOx, CO, CHx и твердых частиц дизеля Caterpillar 3176B дляГА (а), и дизеля Detroit Diesel 6V-92 автобуса (б) при работе на топливах:1 – ДТ CAD;2 – синтетическое FT-SMD;3 – смесь CAD и FT-SMD (50:50);4 – дизельное D2;5 – синтетическое FT-MGCOD;6 – смесь D2 и FT-MGCOD (50:50)29Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахПараметры двигателя (исследования Sasol Ltd.):Тип: V-образный двигатель фирмы International Truck and Engine Corporation(iVh = 7,3 л) в составе ГА Ford F250 грузоподъемностью 3,4 т.Особенности: исследовались два поршня с разными КС (штатный с ε = 16,9и опытный с ε = 15,3).Виды топлива: Дизельное топливо D2 (на двигателе с ε = 16,9). Синтетическое топливо FT-A (на двигателе с ε = 16,9). Синтетическое топливо FT-B (на двигателе с ε = 15,3).Характеристики испытательного цикла FTPСтупень(режим)12345678Частотавращенияn, мин-17001350110016001350248026002700СреднееЭффективныйэффективноекрутящийдавление pe, МПа момент Me, Н∙м0,0019,30,1057,40,35202,40,35203,30,60348,61,12651,80,62360,20,20116,2ВесовыеВесовыекоэффициентыкоэффициенты"легкого" цикла "тяжелого" цикла0,2510,3820,2210,0000,0950,0320,0960,0000,0580,0630,0000,0730,0040,2070,0950,08430Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахФизико-химические свойства исследуемых топливМарки топливаПоказателиСодержание, масс. %CHOПлотность при 15 °C, кг/м3Вязкость кинематическая при 40 °C, мм2/сЦЧТеплота сгорания, МДж/кгвысшаянизшаяТемпература вспышки, °CТемпература застывания, °CТемпература помутнения, °CСодержание фактических смол в 100 млтоплива, мг, не болееСодержание углеводородов, об. %насыщенныеолефиновыеароматическиедизельное D2синтетическоеFT-AсинтетическоеFT-B86,213,8≈0842,52,455084,815,2≈0769,52,08> 7484,915,1≈0782,53,35> 7443,16746,11772-27-1843,91547,11059-30-2043,90247,098101-3+114,10,51,886,63,59,998,11,20,798,80,60,631Московский государственный технический университет им.
Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Особенности использования синтетических топлив изприродного газа на транспортных установкахУдельные выбросы NOx, и твердых частиц, удельный пробег автомобиля SТ иудельный эффективный расход топлива ge дизеля Ford F250 для ГА,испытываемого на режимах цикла FTP - «легкого» (а) и «тяжелого» (б)при работе на топливах:1 – ДТ D2;2 – синтетическое FT-A;3 – синтетическое FT-B.32Московский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаПрименение топлив на основе природногогаза в силовых установках с ПДКафедра поршневых двигателей (Э2)Примеры использования КПГ на транспортныхустановкахГазовые двигатели КАМАЗавтомобильной (820.60-260) иавтобусной (820.61-260)комплектации33Московский государственный технический университет им.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
