Влияние применения природного газа на общую токсичность дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала

В данной статье рассмотрено влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала.

Ключевые слова:дизель, альтернативное топливо, природный газ, экологические показатели.

Скоростные характеристики изменения содержания токсичных компонентов в ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ на оптимальных установочных УОВТ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала представлены на рис. 1 [1–18].

Из графиков видно, что при работе дизеля на ДТ при увеличении частоты вращения коленчатого вала содержание углеводородов СН_х в ОГ уменьшается с 0,016 % при n = 1400 мин ^-1 до 0,007 % при n = 2400 мин ^-1. Уменьшение составляет 62,1 %. При увеличении частоты вращения уменьшается содержание оксидов азота NO_х в ОГ от 750 ppm при n = 1400 мин ^-1 до 650 ppm при n = 2400 мин ^-1. Снижение содержания NO_х составляет 13,3 %. При увеличении частоты вращения уменьшается содержание СО₂ в ОГ. Так, при n = 1400 мин ^-1 значение СО₂ составляет 5,50 %, а при n = 2400 мин ^-1 значение СО₂ составляет 3,75 %. Содержание СО₂ в ОГ уменьшается на 31,8 %. Содержание СО в ОГ повышается с 0,006 % при n = 1400 мин ^-1 до 0,029 % при n = 2400 мин ^-1, или 4,8 раза. Дымность ОГ с увеличением частоты вращения увеличивается. Так, при n = 1400 мин ^-1 дымность ОГ составляет 0,8 единицы по шкале Bosch, а при частоте n = 2400 мин ^-1–1,95 единицы по шкале Bosch, т. е. дымность повышается в 2,4 раза [19–26].

Если рассматривать изменение токсических показателей при работе дизеля на ПГ можно сделать следующие выводы. При увеличении частоты вращения уменьшается содержание NO_х в ОГ от 583 ppm при n = 1400 мин ^-1 до 499 ppm при n = 2400 мин ^-1. Снижение содержания NO_х составляет 14,4 %. При работе дизеля на ПГ при увеличении частоты вращения коленчатого вала содержание СН_х в ОГ повышается с 0,10 % при n = 1400 мин ^-1 до 0,20 % при n = 2400 мин ^-1, т. е. в 2 раза. При увеличении частоты вращения снижается содержание СО₂ в ОГ. Так, при n = 1400 мин ^-1 содержание СО₂ в ОГ составляет 5,78 %, а при увеличении частоты вращения до максимальной, т. е. при n = 2400 мин ^-1, содержание СО₂ в ОГ составляет 4,72 %. Содержание СО₂ снижается на 18,3 %. Содержание СО в ОГ повышается с 0,060 % при n = 1400 мин ^-1 до 0,100 % при n = 2400 мин ^-1, или на 66,7 %. Дымность ОГ (С) с увеличением частоты вращения увеличивается. Так, при n = 1400 мин ^-1 дымность ОГ составляет 0,1 единицы по шкале Bosch, а при n = 2400 мин ^-1 — 0,95 единицы по шкале Bosch, т. е. повышается в 9,5 раза.

Рис. 1. Влияние применения ПГ на токсические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала: —— — дизельный процесс, — – — — газодизельный процесс

Анализируя изменение содержания токсичных компонентов в ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при переходе с ДТ на ПГ при работе дизеля на оптимальных установочных УОВТ в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала, можно отметить следующее. Содержание NO_х в ОГ при работе дизеля на ПГ меньше, чем при работе дизеля на ДТ. Так, при n = 1400 мин ^-1 содержание NO_х снижается с 750 ppm при работе дизеля на ДТ до 583 ppm при работе дизеля на ПГ. Снижение составляет 22,3 %.

Анализируя изменение содержания токсичных компонентов в ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ при переходе с ДТ на ПГ отметим, что при работе дизеля на ПГ на всем скоростном диапазоне увеличивается содержание в ОГ дизеля оксида углерода СО, диоксида углерода СО₂, в несколько раз возрастает содержание суммарных углеводородов СН_х. При этом значительно снижается содержание оксидов азота NO_х, и уменьшается дымность ОГ [27–33].

Литература:

1.Гребнев А. В. Улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением надувочного воздуха 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе путем совершенствования процессов сгорания и тепловыделения. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2009. — 211 с.

2.Гребнев А. В. Улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением надувочного воздуха 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе путем совершенствования процессов сгорания и тепловыделения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2009. — 18 с.

3.Лиханов В. А., Гребнев А. В. Улучшение эффективных показателей дизеля с промежуточным охлаждением надувочного воздуха 4ЧН 11,0/12,5 при работе на природном газе путем совершенствования процессов сгорания и тепловыделения: Монография. — Киров, 2008. — 154 с.

4.Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путём применения метанола с двойной системы топливоподачи. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук/Киров, 2009. — 184с.

5.Анфилатов А. А., Лиханов В. А., Лопатин О. П. Исследование процессов образования и разложения оксидов азота в цилиндре дизеля 2Ч 10,5/12,0 путем применения метанола с двойной системой топливоподачи: Монография. — Киров, 2008. — 156 с.

6.Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Изменение образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2015. № 4. с. 3–5.

7.Лиханов В. А., Лопатин О. П., Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля путём применения метанола с использованием двойной системы топливоподачи // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 5. с. 5–8.

8.Анфилатов А. А. Снижение содержания оксидов азота в отработавших газах дизеля 2Ч 10,5/12,0 путём применения метанола с двойной системы топливоподачи. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. Санкт-Петербург, 2009. — 18 с.

9.Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение экологических показателей дизеля 2Ч 10,5/12,0 при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 3. с. 4–5.

10.     Лиханов В. А., Чувашев А. Н., Глухов А. А., Анфилатов А. А. Улучшение эффективных и экологических показателей дизеля при работе на метаноле // Тракторы и сельхозмашины. 2007. № 4. с. 10–13.

11.     Анфилатов А. А. Влияние метанола на оксиды азота при сгорании в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). с. 151–154.

12.     Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). с. 139–142.

13.     Анфилатов А. А. Теоретические расчеты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле для номинальной частоты вращения // Молодой ученый. 2015. № 10 (90). с. 142–145.

14.     Лиханов В. А., Анфилатов А. А. Исследование применения метанола в дизеле на оптимальных установочных углах // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 42–44.

15.     Анфилатов А. А. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 45–47.

16.     Анфилатов А. А. Исследование токсичности на скоростном режиме дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 47–50.

17.     Анфилатов А. А. Исследование дымности в отработавших газах дизеля при работе на метаноле // Современная наука: актуальные проблемы и пути их решения. 2015. № 4 (17). С. 50–53.

18.     Анфилатов А. А. Особенности экспериментальной установки для исследования рабочего процесса дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 223–225.

19.     Анфилатов А. А. Результаты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 226–228.

20.     Анфилатов А. А. Особенности расчета периода задержки воспламенения при работе дизеля на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 229–231.

21.     Анфилатов А. А. Теоретические расчеты содержания оксидов азота в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 232–234.

22.     Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 235–237.

23.     Анфилатов А. А. Изменение экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 238–240.

24.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Образование и нейтрализация оксидов азота в цилиндре газодизеля: Монография. — Киров: Вятская ГСХА, 2004. -106 с

25.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля 4Ч 11,0/12,5 путем применения природного газа и рециркуляции // Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 4 (40). С. 21–25.

26.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Применение природного газа и рециркуляции на тракторном дизеле 4Ч 11,0/12,5 // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 6. С. 7–9.

27.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение экологических показателей дизеля путем применения этаноло-топливной эмульсии // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 2. С. 6–7.

28.     Лиханов В. А., Лопатин О. П. Улучшение эксплуатационных показателей тракторного дизеля Д-240 путем применения этаноло-топливной эмульсии // Научно-практический журнал Пермский аграрный вестник: 2013. № 1 (1). С. 29–32.

29.     Лопатин О. П. Применение природного газа и рециркуляции отработавших газов для снижения токсичности тракторного дизеля // Молодой ученый. 2015. № 6–5 (86). С. 11–13.

30.     Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Киров, 1999.

31.     Лиханов В. А. Улучшение эксплуатационных показателей тракторных дизелей путем применения альтернативных топлив. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Санкт-Петербург, 1999.

32.     Лиханов В. А., Полевщиков А. С. Особенности развития топливных факелов в цилиндре дизеля при работе дизеля на этаноле // Транспорт на альтернативном топливе. 2013. № 1 (31). С. 62–65.

33.              Скрябин М. Л. Улучшение экологических показателей дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха при работе на природном газе путем снижения содержания оксидов азота в отработавших газах. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Киров, 2009. — 202 с.