Введение к работе
}
Актуальность работы. Защита окружающей среды от токсичных выбросов промышленности и транспорта в настоящее время ставится по важности в один ряд с проблемами разоружения, борьбы с голодом на планете.
Выбросы от автотракторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) являются одними m основных загрязнителей атмосферы и фактором, ухудшающим условия труда обслуживающего персонала. В среднем одни автомобиль выбрасывает 100 г токсичных веществ на каждый километр пробега, а выбросы в атмосферу продуктов сгорания при работе двигателей тракторов достигают в РФ 5 млн т в год. В целом по России на долю автотракторной техники приходится около 60% вредных выбросов в атмосферу. Это заставляет вести интенсивные поиски путей снижения вредных выбросов в отработавших газах (ОГ) ДВС.
Nfepbt, связанные с внесением существенных изменений в конструкцию двигателей, а также применение альтернативных видов топлива потребуют серьезной перестройки отечественной промышленности, сырьевой базы, вложения крупных инвестиций.
Поэтому на сегодняшний день наиболее эффективным и экономически приемлемым является установка в выпускной системе двигателя каталитического нейтрализатора. Актуальность работы подтверждается также тем, что она включена в планы НИР СГАУ, являющиеся частью государственных и региональных научно-технических программ и постановлений ЛИ Российской Федерации.
Цель работы. Снижение токсичных выбросов дизелей мобильной сельскохозяйственной техники при эксплуатации путем совершснстовання каталитической очистки отработавших газов.
Объект исследований. Тракторные дизели Д-240. Д-242 и Л-11. оборудованные каталитическими нейтрализаторами отрабоїnmiim і ;i ion
Методика исследований включает использование современных методов и измерительных приборов. Для замера токсичных компонентов в ОГ дизеля использовался высокоточный газоанализатор "Testo 350" (ФРГ), хроматограф для проведения спектрального анализа ОГ дизеля. Теоретические исследования выполнялись на основе известных положений, законов газовой динамики и данных физического эксперимента. Для обработки результатов эксперимента и проведения оптимизации параметров нейтралн-затора использовалась ПЭВМ "Pentium" и современные методы пространственной компьютерной графики.
Научная новизна диссертации заключается в разработке математической модели процессов, происходящих в каталитическом нейтрализаторе при работе ДВС, на основании которой с учетом производственных, эксплуатационных и экологических затрат оптимизированы основные параметры нейтрализатора. Определена зона оптимальных значений (и их сочетаний) диаметра нейтрализатора и длины засыпаемого слоя катализатора. Получена уточненная теоретическая зависимость для определения величины гидравлического сопротивления, создаваемого нейтрализатором на выпуске (Д р), которая учитывает движение ОГ в ядре потока и граничном слое.
Практическая ценность и пути реализации работы. Разработана конструкция каталитического нейтрализатора, которая защищена положительным решением на выдачу патента на изобретение №95181838/06 (038636) от 26.12.96 г. Обоснованы параметры каталитических нейтрализаторов ОГ, что позволяет свести к минимуму затраты на изготовление и эксплуатацию нейірализа торов, снизить токсичные выбросы No» и СО на 50...70%.
Результаты исследований могут быть использованы при эксплуатации мобильной сельскохозяйственной техники в агропромышленном комплексе, а также при проектировании нейтрализаторов для новых образцов мобильной техники.
.Внедрение. Экспериментальные нейтрализаторы установлены на тракторах МТЗ-80 и ДТ-75М и проходят эксплуатационные испытания в хозяйствах Саратовской области: ТОО им. Кирова Калининского района, Мокроусском ЛПУ, АО "Маяк" Федоровского района. На защиту выносятся следующие научные положения:
-
Теоретическое обоснование основных параметров нейтрализатора.
-
Математическая модель оптимизации эксплуатационно - технологических показателей нейтрализатора.
-
Рекомендации по снижению токсичных пыбросов дизелей и результаты внедрения в агропромышленном комплексе.
Апробация, Основные положения работы доложены, обсуждены и одобрены:
— на научных конференциях профессорско - преподавательского со
става, научных работников и аспирантов СГАУ (г. Саратов, 1993-1997 гг.);
на Всероссийской конференции молодых ученых, г. Саратов, СГУ, 1997 г.;
на 3-й Международной конференции "Экология. Экологическое образование. Нелинейное мышление", г. Воронеж, ВГУ, 1997 г.;
на 2-й Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России, г. Москва, МГАНГ, 1997 г.
Публикации. Результаты диссертационной работы отражены в семи публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 26 рисунков, 10 таблиц, библиографию из 104 наименований, из них 10 на иностранном /лыке.
