Результаты исследований влияния применения этаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре и отработавших газах дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от нагрузки | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №15 (95) август-1 2015 г.

Дата публикации: 05.08.2015

Статья просмотрена: 5 раз

Библиографическое описание:

Россохин А. В. Результаты исследований влияния применения этаноло-топливной эмульсии на показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре и отработавших газах дизеля 4Ч 11,0/12,5 в зависимости от нагрузки // Молодой ученый. — 2015. — №15. — С. 171-174. — URL https://moluch.ru/archive/95/21453/ (дата обращения: 18.08.2018).

Изменение показателей процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре и ОГ дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ДТ и ЭТЭ в зависимости от нагрузки на номинальной частоте вращения (n = 2200 мин -1) при значении установочного УОВТ Θвпр = 23º до ВМТ представлено на рисунке 1, а [4].

Анализ зависимостей показывает, что при работе дизеля на ДТ увеличение нагрузки сопровождается ростом величин максимального давления сгорания рz max и максимальной осредненной температуры цикла Tmax. При ре = 0,13 МПа величина рzmax составляет 7,2 МПа. При ре = 0,69 МПа величина рzmax равна 8,48 МПа. Происходит увеличение рz max на 1,28 МПа, или 17,8 %. Максимальная осредненная температура цикла Tmax возрастает с 1485 К при ре = 0,13 МПа до 2180 К при ре = 0,69 МПа. Происходит увеличение Тmax на 695 К, или 46,8 %. При увеличении нагрузки на номинальной частоте вращения происходит увеличение содержания сажи в ОГ. Проведенные расчеты показывают, что расчетная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых дт расч возрастает с 0,011 г/м3 при ре = 0,13 МПа до 0,217 г/м3 при ре = 0,69 МПа, т. е. увеличивается в 19,7 раза. Расчетное количество частиц сажи в единице объема в цилиндре дизеля на момент открытия выпускного клапана (φСвых = 124,0º п. к.в. после ВМТ) возрастает с Nвых дт расч = 0,174∙106 мм-3 при ре = 0,13 МПа до Nвых дт расч = 3,413∙106 мм-3 при ре = 0,69 МПа. Массовая концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, Свых дт опыт возрастает с 0,012 г/м3 при ре = 0,13 МПа до 0,242 г/м3 при ре = 0,69 МПа. Происходит увеличение на 0,23 г/м3, или в 20,2 раза. Разница между расчетными и экспериментальными значениями массовой концентрации сажи составляет от 7 % при ре = 0,13 МПа до 10 % при ре = 0,69 МПа.

Отсутствие значений показателей процесса сгорания при ре < 0,38 МПа связано с нестабильностью горения. При ре = 0,38 МПа величина рz max составляет 6,3 МПа, при ре = 0,69 МПа величина рz max = 9,1 МПа. Рост рz max составляет 2,8 МПа, или 44,4 %. Максимальная осредненная температура цикла Tmax возрастает с 2233 К при ре = 0,38 МПа до 2530 К при ре = 0,69 МПа. Рост температуры составляет 297 К, или 13,3 %.

2200 150 к+30

а)

1700 150 к+30

б)

Рис. 1. Изменение показателей процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре и ОГ дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ДТ и ЭТЭ в зависимости от нагрузки при Θвпр = 23º до ВМТ:а) n = 2200 мин -1; б) n = 1700 мин-1; ¾ — ДТ; ― ― — ЭТЭ

 

Показатели сажесодержания при увеличении нагрузки возрастают. Расчетная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых этэ расч возрастает с 0,0020 г/м3 при ре = 0,38 МПа до 0,078 г/м3 при ре = 0,69 МПа, т. е. увеличивается в 39 раз. Расчетное количество частиц сажи в единице объема цилиндра в момент открытия выпускного клапана (φСвых = 124,0º п. к.в. после ВМТ) увеличивается с Nвых этэ расч = 0,031∙106 мм-3 при ре = 0,38 МПа до Nвых этэ расч = 1,221∙106 мм-3 при ре = 0,69 МПа. Массовая концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, Свых этэ опыт возрастает с 0,0022 г/м3 при ре = 0,38 МПа до 0,086 г/м3 при ре = 0,69 МПа. Увеличение составляет 0,084 г/м3. Разница между расчетными и экспериментальными значениями массовой концентрации сажи составляет от 9 % до 10 %.

Расчетная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана снижается c Свых дт расч = 0,146 г/м3 при работе на ДТ до Свых этэ расч = 0,043 г/м3 при работе на ЭТЭ. Происходит снижение в 3,4 раза. Расчетное количество частиц сажи в единице объема цилиндра в момент открытия выпускного клапана при работе на ЭТЭ также ниже, чем при работе на ДТ: 0,675∙106 мм-3 и 2,291∙106 мм-3 соответственно. Массовая концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, при работе на альтернативном топливе ЭТЭ значительно ниже, чем при работе на ДТ. Так, при ре = 0,64 МПа значение Свых опыт снижается с 0,155 г/м3 при работе на ДТ до 0,047 г/м3 при работе на ЭТЭ. Наблюдается снижение опытной концентрации сажи в 3,3 раза.

Изменение показателей процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре и ОГ дизеля 4Ч 11,0/12,5 при работе на ДТ и ЭТЭ в зависимости от нагрузки при значении установочного УОВТ Θвпр = 23º до ВМТ на частоте вращения n = 1700 мин-1 представлено на рисунке 1, б.

Анализируя кривые показателей сгорания, видим, что при работе на ДТ увеличение нагрузки от ре = 0,13 МПа до ре = 0,76 МПа сопровождается ростом величин рz max и Tmax. При ре = 0,13 МПа величина рz max составляет 7,0 МПа, а при ре = 0,76 МПа величина рz max равна 8,84 МПа. Происходит увеличение рz max на 1,84 МПа, или 26,3 %. Максимальная осредненная температура цикла возрастает с Tmax = 1720 К при ре = 0,13 МПа до 2183 К при ре = 0,76 МПа. Рост значения Тmax составляет 463 К, или 26,9 %.

Результаты расчетов показывают, что массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых дт расч возрастает с 0,0047 г/м3 при ре = 0,13 МПа до 0,296 г/м3 при ре = 0,76 МПа, т. е. увеличивается в 63,0 раза. Расчетное количество частиц сажи в единице объема цилиндра на момент открытия выпускного клапана возрастает от Nвых дт расч = 0,074∙106 мм-3 при ре = 0,13 МПа до Nвых дт расч = 4,651∙106 мм-3 при ре = 0,76 МПа. Массовая концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, Свых дт опыт возрастает с 0,005 г/м3 при ре = 0,13 МПа до 0,315 г/м3 при ре = 0,76 МПа. Происходит увеличение на 0,31 г/м3, или в 61,7 раза. Разница между расчетными и экспериментальными значениями массовой концентрации сажи не превышает 8 %.

На частоте вращения n = 1700 мин-1 зависимости показателей сгорания и сажесодержания от изменения нагрузки сохраняются. Для анализа полученных данных рассмотрим значения показателей процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре и ОГ дизеля при работе на ДТ и ЭТЭ на режиме максимального крутящего момента (n = 1700 мин -1, ре = 0,69 МПа). При работе на ДТ максимальное давление сгорания рz max = 8,69 МПа, при работе на ЭТЭ рz max = 9,2 МПа. Увеличение при переходе на ЭТЭ составляет 0,51 МПа, или 5,9 %. Максимальная осредненная температура цикла Tmax при работе на ДТ составляет 2145 К, а при работе на ЭТЭ Tmax = 2542 К. Происходит увеличение на 18,5 %.

Расчетная массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана снижается c Свых дт расч = 0,125 г/м3 при работе на ДТ до Свых этэ расч = 0,031 г/м3 при работе на ЭТЭ. Происходит снижение в 4,1 раза. Расчетное количество частиц сажи в единице объема цилиндра в момент открытия выпускного клапана при работе на ЭТЭ также ниже, чем при работе на ДТ: 0,484∙106 мм-3 и 1,961∙106 мм-3 соответственно. Массовая концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, при работе на альтернативном топливе ЭТЭ значительно ниже, чем при работе на ДТ. На режиме максимального крутящего момента значение концентрации Свых опыт снижается с 0,133 г/м3 при работе на ДТ до 0,033 г/м3 при работе на ЭТЭ. Концентрация сажи снижается в 4,1 раза.

Таким образом, применение ЭТЭ позволяет значительно снизить показатели сажесодержания в ОГ во всем диапазоне изменения нагрузки.

 

Литература:

 

1.      Анфилатов А. А. Результаты объемного содержания оксидов азота в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 226–229.

2.      Анфилатов А. А. Особенности расчета периода задержки воспламенения при работе дизеля на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 229–232.

3.      Анфилатов А. А. Теоретические расчеты содержания оксидов азота в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 232–235.

4.      Анфилатов А. А. Расчет содержания оксидов азота в цилиндре дизеля с воздушным охлаждением при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 235–238.

5.      Анфилатов А. А. Изменение экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 11 (91). с. 238–241.

6.      Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальное давление сгорания в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 117–120.

7.      Анфилатов А. А. Влияние метанола на максимальную осредненную температуру цикла в цилиндре дизеля // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 120–123.

8.      Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на содержание оксидов азота в дизеле при изменении установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 123–125.

9.      Анфилатов А. А. Изменение объемного содержания оксидов азота в дизеле при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 125–128.

10.  Анфилатов А. А. Индицирование тепловыделения в цилиндре дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 128–131.

11.  Анфилатов А. А. Методика исследований дизеля 2Ч 10,5/12,0 по снижению содержания оксидов азота при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 131–134.

12.  Анфилатов А. А. Обработка полученных результатов исследований дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 134–136.

13.  Анфилатов А. А. Объемное содержание оксидов азота в дизеле при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 136–139.

14.  Анфилатов А. А. Расчет выбросов вредных газообразных веществ с отработавшими газами дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 139–141.

15.  Анфилатов А. А. Содержание оксидов азота в дизеле при работе на метаноле в зависимости от изменения установочных УОВТ // Молодой ученый. 2015. № 12 (92). с. 141–144.

16.  Анфилатов А. А. Влияние применения метанола на мощностные и экономические показатели дизеля // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 73–76.

Основные термины (генерируются автоматически): выпускной клапан, момент открытия, массовая концентрация сажи, работа, частица сажи, максимальная осредненная температура, единица объема цилиндра, увеличение нагрузки, расчетная массовая концентрация, изменение показателей процесса сгорания.


Похожие статьи

Влияние применения этаноло-топливной эмульсии на показатели...

Массовая концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, Свых дт опыт = 0,187 г/м3. При работе дизеля на ЭТЭ на номинальном режиме и значении установочного УОВТ Θвпр этэ = 20º до ВМТ максимальное значение осредненной...

Влияние применения метанола на показатели процесса...

При увеличении частоты вращения происходит увеличение максимального давления сгорания pz max, максимальной осредненной температуры цикла Тmax и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на...

При увеличении частоты вращения происходит увеличении максимального давления сгорания pzmax, максимальной осредненной температуры цикла Тmax, и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Влияние применения метанола на показатели процессов...

максимальное значение, относительная концентрация, концентрация сажи, метанол, максимальная осредненная температура, работа дизеля, процесс выгорания, процесс образования сажи, коленчатый вал, угол поворота.

Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на...

При увеличении частоты вращения происходит увеличении максимального давления сгорания pz max, максимальной осредненной температуры цикла Тmax, и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре...

Максимальная расчетная массовая концентрация сажи Сmaxэтэ расч = 0,551 г/м3

Концентрация и количество частиц снижаются на 91,5 %. Осредненная температура цикла достигает своего максимального значения Tmax = 2426 К при φTmax = 15,0º п. к.в. после ВМТ.

Влияние применения метанола на показатели процесса...

Массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, Сдт

Увеличение составляет 2,1 МПа, или 40,4 %. Максимальная осреднённая температура цикла при работе дизеля на метаноле увеличивается от 1360 К...

Влияние применения метанола с двойной системой...

При увеличении частоты вращения происходит увеличении максимального давления сгорания pz max, максимальной осредненной температуры цикла Тmax, и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Показатели процессов сгорания и сажеобразования в цилиндре...

максимальное значение, относительная концентрация, концентрация сажи, метанол, работа дизеля, процесс образования сажи, процесс выгорания, максимальная осредненная температура, коленчатый вал, угол поворота.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Влияние применения этаноло-топливной эмульсии на показатели...

Массовая концентрация сажи в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, Свых дт опыт = 0,187 г/м3. При работе дизеля на ЭТЭ на номинальном режиме и значении установочного УОВТ Θвпр этэ = 20º до ВМТ максимальное значение осредненной...

Влияние применения метанола на показатели процесса...

При увеличении частоты вращения происходит увеличение максимального давления сгорания pz max, максимальной осредненной температуры цикла Тmax и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на...

При увеличении частоты вращения происходит увеличении максимального давления сгорания pzmax, максимальной осредненной температуры цикла Тmax, и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Влияние применения метанола на показатели процессов...

максимальное значение, относительная концентрация, концентрация сажи, метанол, максимальная осредненная температура, работа дизеля, процесс выгорания, процесс образования сажи, коленчатый вал, угол поворота.

Влияние применения метанола в дизеле 2Ч 10,5/12,0 на...

При увеличении частоты вращения происходит увеличении максимального давления сгорания pz max, максимальной осредненной температуры цикла Тmax, и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Показатели процесса сгорания и сажесодержания в цилиндре...

Максимальная расчетная массовая концентрация сажи Сmaxэтэ расч = 0,551 г/м3

Концентрация и количество частиц снижаются на 91,5 %. Осредненная температура цикла достигает своего максимального значения Tmax = 2426 К при φTmax = 15,0º п. к.в. после ВМТ.

Влияние применения метанола на показатели процесса...

Массовая концентрация сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана, полученная опытным путем, Сдт

Увеличение составляет 2,1 МПа, или 40,4 %. Максимальная осреднённая температура цикла при работе дизеля на метаноле увеличивается от 1360 К...

Влияние применения метанола с двойной системой...

При увеличении частоты вращения происходит увеличении максимального давления сгорания pz max, максимальной осредненной температуры цикла Тmax, и массовой концентрации сажи в цилиндре в момент открытия выпускного клапана Свых.

Показатели процессов сгорания и сажеобразования в цилиндре...

максимальное значение, относительная концентрация, концентрация сажи, метанол, работа дизеля, процесс образования сажи, процесс выгорания, максимальная осредненная температура, коленчатый вал, угол поворота.

Задать вопрос