Введение к работе
Актуальность работы, В последнее время увеличилось количество публикаций, оценивающих мировые запасы нефти. Существуют различные оценки, в которых время истощения разведанных запасов нефти при сохранении темпов ее добычи колеблется от 20 до 50 лет. В эти же сроки прогнозируется появление дефицита в балансе производства нефти и потребления топлива Для двигателей внутреннего сгорания.
Значительным перспективным резервом для погашения дефицита между производством нефти и потреблением топлива для двигателей внутреннего сгорания могут быть топлива, изготавливаемые на основе биомасс, прежде всего растительные масла и спирт. За последние годы ведущие двигателестроительные фирмы и научно- исследовательские центры стран Западной Европы, США, Японии и Китая проводят исследование по применению растительных масел непосредственно в качестве дизельного топлива, в качестве сырья для получения топлива для дизелей или в качестве добавок к дизельному топливу. Решение этой проблемы весьма важно для тех стран Ближнего Востока, которые не обладают запасами нефти, но имеют широкие возможности для производства растительных масел, в первую очередь рапсового иасла.
Использование биотоплив в качестве топлива для дизелей позволяет решить еще одну весьма важную проблему- защиту окружающей среды. При сжигании традиционных нефтяных топлив в атмосферу выбрасывается большое количество диоксида углерода, накопление которого в атмосфере приводит к парниковому эффекту.
Использование биотоплив позволяет сохранить в природе баланс диоксид углерода, т.к. его выбросы при сжигании биотоплив сопоставимы с количеством диоксида углерода, поглощаемого при выращивании этого сырья в процессе фотосинтеза.
Применение биотоплив на основе растительных масел
наталкивается на ряд трудностей, которые до настоящего времени
мало изучены. Это высокая вязкость растительных масел,
пониженные характеристики воспламеняемости, склонность к
повышенным углеродистым отложениям на днище поршня, в
головки двигателя и клапанах, смолистым отложениям в распылителе
форсунки. Мероприятия по их устранению в настоящее время
малоэффективны, требуют изменения конструкции двигателя и
физико- химических свойств растительных масел, т.е. достаточно
сложной их химической г.ореработки. Для ряда развивающихся
стран, в том числе для ряда стран Ближнего Востока, которые не
имеют сложных химических технологий и развитой
двигателесгроительной промышленности, эти вопросы должны решаться без существенной модернизации двигателя и его систем, и глубокой физико- химической переработки растительного масла/
Целью работы яьляется исследование работы дизеля на биотопливе, составленном нз компонентов биологического происхождения (т.е. целиком заменяющего топливо нефтяного происхождения) и разработке рекомендаций по его применению.
Научную новизну работы составляют новые данные о параметрах рабочего процесса дизеля, работающего на биотопливе и влиянии различных композиций биотоплива на его энергетические, экономические и экологические показатели.
* Методы исследования. При выполнении работы применялись
расчетные и экспериментальные методы исследования.
Эксперименты проводились в лаборатории рабочих процессов ДВС кафедры комбинированных двигателей внутреннего сгорания на установке ИДТ-69, в лабораториях кафедры обі"ей химии, а также на моторном стенде с дизелем А 190 S фирмы "Агрострой", Славия. Для анализа привлечены результаты, полученные при испытаниях дизели 1ч 8,5/11 и СН-6Д на стендах лаборатории рабочих процессов кафедры комбинированных двигателей внутреннего сгорания и фирмы "Агродизель". Достоверность результатов подтверждена . сходимостью экспериментальных результатов теоретическим положениям, а также обусловлена точностью использованной аппаратуры и достаточным объемом экспериментов.
Практическая ценность работы может рассматриваться в двух
аспектах. Во- первых, использование рекомендаций по
сопоставлению композиции биотоплива и его применению позволит перевести часть парка дизелей на биотопливо, . чт<5 дает существенную" экономию ва-чггных средств в бюджете стран, не обладающих запасами нефти. Во- вторых, методики исследовании могут быть использованы в последующих работах, посвященных проблеме поиска других композиций биотоплива и его применению в дизелях автотракторного типа.
Реализация работы . Результаты работы используются в учебном процессе кауфедры комбинированных ДВС РУДН при подготовке аспирантов и стажеров, а также для разработки рекомендаций предприятиям агропромышленного комплекса, занимающихся утилизацией рапсового масла.
Апробации работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на XXXIII научно- технической конференции РУДН 1997 года и опубликованы п тезисах конференции.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 64 наименований. Диссертация изложена на 107 страницах машинописного текста, включая 22 рисунка н 8 таблиц.