Введение к работе
Актуальность проблемы. На современном этапе развития науки и техники, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) остается одним из наиболее крупных потребителей топливно-энергетических ресурсов. Потребляемыми ресурсами, в первую очередь, являются моторные топлива (МТ), получаемые из нефти, а дизельные двигатели остаются наиболее массовыми силовыми установками автомобилей. Запасы нефтяных топлив ограничены, а потребление их растёт от года к году. В связи с этим возникает вопрос использования альтернативных видов топлива. Одним из перспективных альтернативных источников МТ является метиловый спирт или метанол (СН3ОН), получаемый из любого газообразного топлива или пищевых и сельскохозяйственных отходов. Наиболее простым и доступным способом применения метанола в качестве МТ в существующих дизелях является использование его в виде эмульсии. Указанный способ позволяет экономить дизельное топливо (ДТ) и может быть реализован в двигателях, уже находящихся в эксплуатации.
Таким образом, улучшение экологических показателей дизеля 44 11,0/12,5 при работе на метаноло-топливной эмульсии (МТЭ) является актуальной научной задачей, имеющей важное народнохозяйственное значение.
Связь с планами научных исследований. Диссертационная работа выполнена в соответствии с темой № 24 плана НИР ФГОУ ВПО Вятская ГСХА (г. Киров) на 2006...2010 гг. (номер государственной регистрации 01.2.006-09891).
Целью исследований является улучшение экологических показателей дизеля 44 11,0/12,5 при работе на метаноло-топливной эмульсии путем снижения дымности отработавших газов.
Объект исследований. Дизель 44 11,0/12,5 (Д-240) жидкостного охлаждения производства ММЗ (г. Минск), с камерой сгорания типа ЦНИДИ, работающий на альтернативном топливе - МТЭ.
Предмет исследования: процессы образования и выгорания сажи, экологические, мощностные и экономические показатели дизеля 44 11,0/12,5 с камерой сгорания типа ЦНИДИ при работе на МТЭ.
Научную новизну работы представляют:
Результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения МТЭ на процессы образования и выгорания сажи, экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 с камерой сгорания типа ЦНИДИ;
Зонная модель образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на МТЭ;
-Химизм процесса образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на МТЭ;
Математическая модель расчета массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на МТЭ;
Результаты теоретических расчетов массовой концентрации сажи в цилиндре и отработавших газах дизеля 44 11,0/12,5 при работе на ДТ и МТЭ;
-Рекомендации по улучшению экологических показателей дизеля 44 11,0/12,5 путем снижения дымности отработавших газов при работе на МТЭ.
Практическая ценность работы и реализация результатов исследований.
Материалы диссертации используются в учебном процессе Вятской и Нижегородской государственных сельскохозяйственных академий, 4ебоксарском политехническом институте (филиале) Московского государственного открытого университета при чтении лекций, выполнении курсовых работ и дипломном проектировании для студентов, обучающихся по специальностям 110301 и 190601.
Экономическая эффективность. Экономия денежных средств от перевода дизеля 44 11,0/12,5 работающего на альтернативном моторном топливе - МТЭ, составляет 48142 руб. на 1 мобильное энергетическое средство при средней наработке 500 мото-часов в год.
Апробация работы. Основные результаты и материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались: на I и II Всероссийских научно-практических конференциях «Наука - Технология - Ресурсосбережение», 2007, 2008 гг. (Вятская ГСХА, г. Киров); I, II и III Международных научно-практических конференциях «Наука - Технология - Ресурсосбережение», 2009...2010 гг. (Вятская ГСХА, г. Киров); Международных научно-практических конференциях «Энергетика предприятий АПК и сельских территорий: состояние, проблемы и пути решения» 2009, 2010 гг. (Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, г. Санкт-Петербург); 7, 8 и 9 городских научных конференциях аспирантов и соискателей «Науке нового века - знания молодых», 2007...2009 гг. Вятская ГСХА, г. Киров); I Всероссийской научной конференции аспирантов и соискателей «Науке нового века - знания молодых», 2010 г. (Вятская ГСХА, г. Киров); XV и XVI Туполевских чтениях: Международной молодежной научной конференции 2007, 2008 гг. (Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань); IX, X, XI и XII Международных научно-практических конференциях «Актуальные вопросы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». (Мосо-ловские чтения), 2007.. .2010 гг. («Марийский ГУ», г. Йошкар-Ола); X Международной научной школе «Гидродинамика больших скоростей», Международной научной конференции «Гидродинамика. Механика. Энергетические установки», посвященной 145-летию со дня рождения академика А.Н. Крылова. 2008 г. (Чебоксарский политехнический институт (филиал) МГОУ, г. Чебоксары); 5 Всеросийских научно-технических конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ» 2009 г. (Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, г. Казань).
Публикации результатов исследований. Основные положения диссертационной работы опубликованы в 25 печатных работах, включая монографию объемом 8,94 п.л., две статьи в журнале, входящем в перечень ВАК РФ и статьи общим объемом 6,5 п.л., в т.ч. в сборниках трудов Международных и Всероссийских конференций опубликовано 20 статей. Без соавторов опубликовано 9 статей общим объемом 5,63 п.л.
На защиту выносятся следующие основные результаты исследований:
Результаты лабораторно-стендовых и теоретических исследований влияния применения МТЭ на процессы образования и выгорания сажи, экологические показатели дизеля 44 11,0/12,5 с камерой сгорания типа ЦНИДИ;
Зонная модель образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на МТЭ;
-Химизм процесса образования и выгорания сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на МТЭ;
Математическая модель расчета массовой концентрации сажи в цилиндре дизеля 44 11,0/12,5 при работе на МТЭ;
Результаты теоретических расчетов массовой концентрации сажи в цилиндре и отработавших газах дизеля 44 11,0/12,5 при работе на ДТ и МТЭ;
-Рекомендации по улучшению экологических показателей дизеля 44 11,0/12,5 путем снижения дымности отработавших газов при работе на МТЭ.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 172 страницах, в том числе 135 стр. текста, содержит 31 рисунок и 6 таблиц. Список литерату-
ры изложен на 19 стр. включает 177 наименований, в том числе 33 на иностранных языках.
