Авторы: Лиханов Виталий Анатольевич, Скрябин Максим Леонидович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №16 (96) август-2 2015 г.

Дата публикации: 19.08.2015

Статья просмотрена: 3 раза

Библиографическое описание:

Лиханов В. А., Скрябин М. Л. Влияние применения природного газа на экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением надувочного воздуха в зависимости от изменения установочного УОВТ при n = 2400 мин -1 // Молодой ученый. — 2015. — №16. — С. 177-180.

В данной статье рассмотрено влияние применения природного газа на эффективные показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с промежуточным охлаждением надувочного воздуха.

Ключевые слова:отработавшие газы, загрязнение воздуха, токсичные компоненты, экологические показатели.

 

Содержание токсичных компонентов в ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ для номинальной частоты вращения (n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа) представлено на рис. 1 [1–15].

Как видно из графиков при всех значениях установочных УОВТ при работе дизеля на ПГ в ОГ происходит снижение содержания оксидов азота, сажи и увеличение содержания углеводородов, суммарных оксидов и диоксидов углерода. Снижение значения объемного содержания и массовой концентрации оксидов азота при работе дизеля на ПГ на 15…20 % при возрастающей температуре в цилиндре дизеля связано с температурной неравномерностью в зоне образования продуктов сгорания, а также с тем, что время нахождения продуктов сгорания в зоне максимальных температур снижается вследствие более интенсивного процесса сгорания. При совместном использовании турбонаддува и промежуточного охлаждения наддувочного воздуха увеличивается скорость охлаждения продуктов сгорания, так как топливовоздушная смесь, поступающая в цилиндр, имеет более низкую температуру, снижается коэффициент избытка воздуха α [16–21].

Содержание СНх в ОГ дизеля с увеличением установочного УОВТ в целом снижается, как при работе дизеля на ДТ, так и на ПГ, но при работе дизеля на ПГ содержание СНх в ОГ в 10…20 раз выше по сравнению с работой на ДТ.

Дымность ОГ при работе дизеля на ДТ с увеличением установочного УОВТ снижается. При работе дизеля на ПГ дымность ОГ практически не зависит от установочного УОВТ и ниже по сравнению с работой на ДТ при том же установочном УОВТ. Это объясняется высокой турбулизацией заряда, приводящей к интенсификации процессов выгорания сажевых частиц в цилиндре при работе дизеля на ПГ [22–28].

Содержание СО в ОГ с увеличением установочного УОВТ возрастает как при работе дизеля на ДТ, так и при работе на ПГ.

При работе дизеля на ПГ при Θвпр = 5º до в. м.т., n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа содержание оксида углерода СО в ОГ составляет 0,076 %, диоксида углерода СО2–5,1 %, содержание углеводородов СНх — 0,25 %, оксидов азота NOx — 300 ppm, дымность C — 0,8 единицы по шкале Bosch. На частоте вращения максимального крутящего момента n = 1700 мин -1, ре = 1,036 МПа содержание СО в ОГ составляет 0,078 %, СО2–6,1 %, содержание СНх — 0,15 %, NOx — 430 ppm, дымность (С) — 0,2 единицы по шкале Bosch.

Рис. 1. Влияние применения ПГ на содержание токсичных компонентов ОГ дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ в зависимости от изменения установочного УОВТ: n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа; —— — дизельный процесс, - - - — газодизельный процесс

 

Для установочного УОВТ Θвпр = 5º до в. м.т. характерна неустойчивая работа, нестабильность рабочего процесса и довольно быстрый перегрев двигателя.

При Θвпр = 7º до в. м.т., n = 2400 мин -1, ре = 0,947 МПа при работе дизеля на ПГ содержание СО в ОГ равно 0,10 %. При работе дизеля на ДТ — 0,02 %. Увеличение значений СО при работе дизеля на ПГ равно 0,08 %. Содержание СО2 в ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ составляет 4,72 %, при работе дизеля на ДТ — 3,6 %. Рост содержания СО2 в ОГ при работе на ПГ равен 1,21 %. Содержание СНх в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 0,20 %, при работе дизеля на ДТ — 0,008 %. Рост содержания СНх в ОГ при работе дизеля на ПГ равен 0,192 %. Содержание NOx в ОГ при работе дизеля на ПГ составляет 499 ppm, при работе дизеля на ДТ — 600 ppm. Снижение содержания NOx в ОГ при работе на ПГ равно 101 ppm или 16 %. Дымность ОГ при работе дизеля на данном режиме на ПГ равна 0,95 единицы по шкале Bosch, при работе дизеля на ДТ — 1,6 единицы по шкале Bosch. Снижение дымности ОГ при работе дизеля на ПГ равно 0,65 единицы по шкале Bosch, т. е. 40 %.

Подводя итоги полученных результатов, можно оценить влияние применения ПГ в качестве моторного топлива в дизеле 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ на экологические показатели работы дизеля. Можно отметить, что совместное использование ПГ и турбонаддува с ПОНВ позволяет значительно снизить содержание оксидов азота в ОГ, дымность ОГ и тем самым улучшить экологические показатели дизеля 4ЧН 11,0/12,5 с ПОНВ [29–33].

 

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.

17.     Анфилатов А. А. Изменение массовой концентрации оксидов азота в дизеле при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 76–79.

18.     Анфилатов А. А. Изменение мощностных и экономических показателей дизеля при работе на метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 79–82.

19.     Анфилатов А. А. Массовая концентрация оксидов азота в дизеле при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 82–85.

20.     Анфилатов А. А. Мощностные и экономические показатели дизеля при работе на дизельном топливе и метаноле // Молодой ученый. 2015. № 13 (93). с. 85–87.

21.     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.

22.     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.

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

24.     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.

25.     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.

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

27.     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.

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

29.     Лопатин О. П. Зонная модель процесса образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 261–265.

30.     Лопатин О. П. Химизм процесса образования оксидов азота в цилиндре газодизеля с турбонаддувом // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 265–268.

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

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

33.     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.

Основные термины (генерируются автоматически): Молодой ученый, работе дизеля, оксидов азота, содержания оксидов азота, оксидов азота в цилиндре, оксидов азота в дизеле, в цилиндре дизеля, азота в цилиндре дизеля, показатели дизеля, установочного УОВТ, содержание оксидов азота, дизеля 4ЧН, показатели дизеля 4ЧН, образования оксидов азота, экологические показатели дизеля, концентрации оксидов азота, применения природного газа, ПГ равно, изменения установочного УОВТ, азота в цилиндре газодизеля.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос