Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива | Статья в журнале «Молодой ученый»

Библиографическое описание:

Анисимов А. С., Карасёв Ю. В., Ивашкин А. А. Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива // Молодой ученый. — 2016. — №26. — С. 1-3. — URL https://moluch.ru/archive/130/36155/ (дата обращения: 16.11.2018).



Авторы статьи рассматривают возможные способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива.

Ключевые слова: дизельное топлива, обработка, кавитация

В настоящий момент существует множество способов улучшения качества дизельного топлива, которые в свою очередь делятся на два метода воздействия на качественные характеристики дизельного топлива:

Первый химический метод — применение специальных присадок, способствующих интенсификации процесса сгорания и нейтрализующих действие серы.

В основном присадки изменяют свойства дизельных топлив с помощью некоторых химических веществ. Условно присадки можно разделить на два типа [1]:

– используемые для доведения качества дизельных топлив до требований стандартов. К ним относят противоизносные, цетаноповышающие и депрессорно-диспергирующие присадки;

– улучшающие эксплуатационные свойства топлива сверх требований спецификации и придающие топливу отличительное качество.

На сегодняшний момент в РФ производство присадок только набирает свой промышленный потенциал, а спросом на рынке пользуются преимущественно присадки от зарубежных производителей. Стоимость импортных противоизносных присадок, как правило, выше — по причине того, что закупаемое в РФ сырье перерабатывается на зарубежных заводах и поставляется обратно в виде товарного продукта.

Экономические и токсические показатели дизелей во многом зависят от качества протекания процессов смесеобразования и сгорания. Одним из действенных методов совершенствования смесеобразования и интенсификации процесса горения топлива является использование водо-топливных эмульсий [2]. Многочисленными исследованиями при этом установлено: происходит снижение теплонапряженности деталей дизеля при сохранении мощности; сокращается нагарообразование в цилиндрах; снижается выброс сажи и оксидов азота с отработанными газами; увеличивается ресурс распылителей; снижается расход топлива и смазочного масла и др. Однако до настоящего времени способы использования воды как присадки к топливу разработаны и изучены недостаточно.

Второй метод является физическим воздействием — использование дополнительной гидродинамической, магнитной, электродинамической или ультразвуковой обработки.

Самым перспективным и эффективным методом физического воздействия является метод ультразвуковой обработки за счет процесса кавитации. При добыче и транспортировке высокопарафинистой нефти возникает проблема ее текучести, так как парафиновые углеводороды при положительной температуре происходит процесс кристаллизации. В настоящие время есть множество способов решения этой проблемы, но самым перспективным методом является применения ультразвуковой обработки.

С помощью ультразвуковых колебаний при добыче нефти достигаются следующие эффекты [4]: увеличение проницаемости призабойной зоны пластов; депарафинизация; акустическая дегазация и снижение вязкости нефти в ультразвуковом поле; вовлечение в разработку низкопроницаемых и закольматированных пропластиков.

Основные физико-химические и химические эффекты, которые возникают в жидкости под действием акустических полей, связывают с кавитацией [5].

Кавитация — это образование разрывов сплошности жидкости в результате местного спада давления. Если снижение давления происходит вследствие больших локальных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости, то кавитация считается гидродинамической, а если вследствие прохождения в жидкости акустических волн, — акустической.

Характерной особенностью ультразвуковой кавитации является локальное концентрирование относительно невысокой средней энергии акустического поля в очень малых объемах, что приводит к созданию исключительно высоких плотностей энергии [6].

Если давление в какой-либо точке жидкости становится равным давлению насыщенного пара этой жидкости, то жидкость в этом месте испаряется и образуется паровой пузырек. Примером может служить кипение воды. При нагревании воды давление ее насыщенного пара повышается. Когда достигается температура кипения, давление пара становится равным давлению окружающей среды, и в воде появляются паровые пузырьки.

Паровые пузырьки в жидкости легче образуются при пониженном давлении. Когда же давление окружающей среды становится больше давления насыщенного пара жидкости, кавитационный пузырек с силой схлопывается. Энергия схлопывания разрушает материал, находящийся с непосредственной близости от пузырька (рисунок. 1).

Схема работы установки «МОЛОТ»

Рис. 1. Процесс образование кавитации

Энергия схлопывания пузырьков, усиленная ультразвуковыми волнами, позволяет разрушать все известные материалы. Температура внутри кавитационных пузырьков достигает 1500 °C при давлении от 200 кг/см2 до 1500 кг/см2. [3].

При добыче и транспортировке высокопарафинистой нефти возникает проблема ее текучести, так как парафиновые углеводороды при положительной температуре происходит процесс кристаллизации. В настоящие время есть множество способов решения этой проблемы, но самым перспективным методом является применения ультразвуковой обработки.

С помощью ультразвуковых колебаний при добыче нефти достигаются следующие эффекты [4]: увеличение проницаемости призабойной зоны пластов; депарафинизация; акустическая дегазация и снижение вязкости нефти в ультразвуковом поле.

Основные физико-химические и химические эффекты, которые возникают в жидкости под действием акустических полей, связывают с кавитацией [5].

Кавитация — это образование разрывов сплошности жидкости в результате местного спада давления. Если снижение давления происходит вследствие больших локальных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости, то кавитация считается гидродинамической, а если вследствие прохождения в жидкости акустических волн, — акустической.

Характерной особенностью ультразвуковой кавитации является локальное концентрирование относительно невысокой средней энергии акустического поля в очень малых объемах, что приводит к созданию исключительно высоких плотностей энергии [6].

Исследования показали, что в ультразвуковом поле значительно увеличиваются скорости реакций не только в водных, но и в органических средах, повышается их селективность (пиролиз углеводородов, окисление альдегидов и спиртов, реакции алкилгалогенидов, алкилирование и так далее) [4, 5].

В работе [6] установлено, что ультразвуковое воздействие приводит к разрыву молекулярных связей с последующей рекомбинацией разнообразных радикалов. Хроматографический анализ показал наличие в газовой фазе новых продуктов, причем водород представлен максимально.

Акустические воздействия на дисперсные системы приводят к структурным превращениям компонентов дисперсной фазы, изменению размеров ассоциатов, степени дисперсности и широко используются для подготовки нефтей к транспортировке и переработке. Ультразвуковая обработка (УЗО) нефтей и нефтяных фракций позволяет эффективно влиять на их реологические свойства и фракционный состав [7].

В работе [4] с помощью ультравукового магнитострикционного преобразователя обрабатывалась нефть в течение 20 минут при температуре 25–30 0С с резонансной частотой 22 кГц. В результате обработке малопарафинистой высокосмолистой нефти с высоким содержанием асфальтенов в течение 2 мин происходит снижение вязкости в 1,4 раза и температуры застывания на 5 0С.

Для улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива необходимо воздействовать на его физико-химические свойства. Самым эффективным и энергоемким способом воздействия на физико-химические свойства дизельного топлива является обработка ультразвуковым пьезоэлектрическим излучателем.

Литература:

  1. Д. Минебаева Л. К.. Разработка цетаноповышающей присадки для дизельных топ-лив. Уфа, 2015 г. 127 с.
  2. Д. Тактак А. А. Улучшение рабочего процесса дизеля присадкой воды к топливу Барнаул, 2005 г. 127 с.
  3. http://www.rusnanonet.ru/equipment/molot/ Ультразвуковая установка «Молот».
  4. Абрамов O. В., Абрамов В. О., Артемьев В. В., Муллакаев M. С. Анализ эффективности передачи ультразвуковых колебаний в нагрузку //Акустический журнал. — 2009. — Т. 55. — № 3. — С. 1–17.
  5. http://www.msalimov.narod.ru/Ultra.html. Ультразвуковое воздействие на призабойную зону пласта.
  6. Никитин В. С., Ягодов Г. Н., Ненартович Т. Л., Кузнецов Н. П., Музипов Х. Н. Технология повышения нефтеотдачи сверхмощным ультразвуковым воздействием // Нефтепромысел. дело: НТЖ / ВНИИОЭНГ. — 2010. — № 8. — С. 14–17.
  7. Плисс А. А., Золотов В. П., Якимов А. В. Влияние ультразвука на физико-химические свойства нефти// Интервал. — 2007. — № 3. — С. 36.
Основные термины (генерируются автоматически): дизельное топливо, ультразвуковая обработка, ультразвуковой пол, жидкость, самый перспективный метод, положительная температура, локальное концентрирование, движущаяся капельная жидкость, акустическое поле, акустическая дегазация.


Ключевые слова

кавитация, обработка, дизельное топлива

Похожие статьи

Перспективы использования биодизельного и дизельного...

Самым эффективным, энергоемким и перспективным способом воздействия на физико-химические свойства дизельного топлива является обработка ультразвуковым пьезоэлектрическим излучателем.

Кавитационные технологии в пищевой промышленности

Так, прокачка рабочей жидкости через ультразвуковой реактор предполагает тщательный подбор параметров как самого реактора, так и обрабатываемой среды. Это прежде всего акустические параметры — звуковое давление и частота; термодинамические...

Применение кавитации (акустических волн) для обработки...

акустическая кавитация, внешний вид, обработка молока, слипание жировых частиц, запах, ультразвуковая обработка молока, частота обработки.

Проблемы транспортировки высоковязкой и парафинистой...

Гидродинамическая кавитационная обработка жидкости может быть проведена с помощью гидромеханических или ультразвуковых кавитаторов. Процесс проходит в самом аппарате, рассчитанном на воздействие гидродинамической кавитации.

Перспективные направления кавитационной дезинтеграции

На сегодняшний день существуют устройства, в основе рабочего процесса которых лежит эффект либо гидродинамической, либо ультразвуковой акустической кавитации, которые

Согласно этому, было предложено много методов предварительной обработки шлама.

Обзор методов дефектоскопии при обследовании трубопроводов

Наибольшее применение получили такие методы, как магнитные (магнитной анизотропии, магнитной памяти металла, магнитной проницаемости), акустические (импульсные ультразвуковые, волн Лэмба, фазовые, акустической эмиссии), электрические и оптические...

Новое видение процесса распыливания жидкого топлива в дизеле

Дизельное топливо является жидкостью и представляется возможным использовать при его изучении терминологию физики жидкостей.

В [8] высококластеризованную воду, обладающую повышенным сродством к маслам и жирам, получали обработкой чистой воды с...

Снижение токсичности выбросов двигателя внутреннего сгорания...

...сгорания топливно-воздушной смеси (ТВС) путем электростатической обработки топлива

ДВС для сжигания 1 кг. топлива затрачивается до 19 кг. воздуха, а в дизельных ДВС - до 100кг.

(рис. 1) создающего в трубке-реакторе (рис. 2) электростатическое поле высокой...

Разработка ультразвукового миниэкстрактора для создания...

Ультразвуковой способ отличается тем, что за счет акустических течений увеличивается скорость диффузии и проницаемость в клеточные мембраны.

‒ ускорение пропитки твердого тела жидкостью

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Перспективы использования биодизельного и дизельного...

Самым эффективным, энергоемким и перспективным способом воздействия на физико-химические свойства дизельного топлива является обработка ультразвуковым пьезоэлектрическим излучателем.

Кавитационные технологии в пищевой промышленности

Так, прокачка рабочей жидкости через ультразвуковой реактор предполагает тщательный подбор параметров как самого реактора, так и обрабатываемой среды. Это прежде всего акустические параметры — звуковое давление и частота; термодинамические...

Применение кавитации (акустических волн) для обработки...

акустическая кавитация, внешний вид, обработка молока, слипание жировых частиц, запах, ультразвуковая обработка молока, частота обработки.

Проблемы транспортировки высоковязкой и парафинистой...

Гидродинамическая кавитационная обработка жидкости может быть проведена с помощью гидромеханических или ультразвуковых кавитаторов. Процесс проходит в самом аппарате, рассчитанном на воздействие гидродинамической кавитации.

Перспективные направления кавитационной дезинтеграции

На сегодняшний день существуют устройства, в основе рабочего процесса которых лежит эффект либо гидродинамической, либо ультразвуковой акустической кавитации, которые

Согласно этому, было предложено много методов предварительной обработки шлама.

Обзор методов дефектоскопии при обследовании трубопроводов

Наибольшее применение получили такие методы, как магнитные (магнитной анизотропии, магнитной памяти металла, магнитной проницаемости), акустические (импульсные ультразвуковые, волн Лэмба, фазовые, акустической эмиссии), электрические и оптические...

Новое видение процесса распыливания жидкого топлива в дизеле

Дизельное топливо является жидкостью и представляется возможным использовать при его изучении терминологию физики жидкостей.

В [8] высококластеризованную воду, обладающую повышенным сродством к маслам и жирам, получали обработкой чистой воды с...

Снижение токсичности выбросов двигателя внутреннего сгорания...

...сгорания топливно-воздушной смеси (ТВС) путем электростатической обработки топлива

ДВС для сжигания 1 кг. топлива затрачивается до 19 кг. воздуха, а в дизельных ДВС - до 100кг.

(рис. 1) создающего в трубке-реакторе (рис. 2) электростатическое поле высокой...

Разработка ультразвукового миниэкстрактора для создания...

Ультразвуковой способ отличается тем, что за счет акустических течений увеличивается скорость диффузии и проницаемость в клеточные мембраны.

‒ ускорение пропитки твердого тела жидкостью

Задать вопрос