Внедрение в эксплуатацию водотопливной эмульсии для дизельных двигателей
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
анного состава для питания двигателей без накопления эмульсии в основном топливном баке и использования поверхностно-активных веществ.
Гистограмма, отображающая полученные результаты по отношению к регламентирующим экологическим стандартам, представлена на рис. 2.5.2. На рис. 3 и 4 представлены результаты изменения удельного эффективного расхода топлива и дымности. Как видно из гистограмм, применение ВТЭ обеспечивает экономические параметры перспективного локомотива по Европейским нормам 2009 г. До 2009 г. экологические нормы обеспечиваются штатной комплектовкой благодаря применению электронных систем управления топливоподачей и перепуском воздуха. Однако весьма важен эффект снижения расхода топлива, что делает актуальным внедрение ВТЭ уже в ближайшее время.
В целом результаты экспериментов убедительно свидетельствуют о целесообразности использования ВТЭ, по крайней мере, в летнее время. Внедрение указанной системы потребует некоторых дополнительных затрат, однако, если учесть, что только один локомотив даже при выполнении Европейских экологических норм выбрасывает в год десятки тонн вредных веществ, то эффективность использования ВТЭ более чем очевидна. Для внедрения ВТЭ необходимо решить задачу размещения в тепловозе водяного бака емкостью ориентировочно 1 м3 и генератора ВТЭ.
Рис 2.5.5 Вписывание системы генерации и подачи водотопливной эмульсии дизельных двигателей в кузов тепловоза
Выводы
В результате изучения и анализа возможных способов подачи воды в цилиндр дизеля установлено, что водотопливная эмульсия является наилучшим из всех возможных. И хотя показатели при прямом впрыске топлива выше, чем при ВТЭ, этот способ имеет ряд весомых недостатков:
во-первых, применение прямого впрыска очень сложный и трудоемкий процесс;
во-вторых, установка прямого впрыска воды требует изменения и усложнения конструкции дизеля;
в-третьих, не для всех дизелей российских тепловозах есть возможность установки системы прямого впрыска. Эта система подходит для бесклапанных дизелей типа 10Д100, которые, в свою очередь, заменяются при модернизации тепловозов на более современные и мощные дизеля типа Д49.
Подача воды с наддувочьным воздухом так же имеют серьезные недостатки. - во-первых, для этого способа необходима очень сложная система регулирования подачи воды в зависимости от оборотов и требуемой мощности выдаваемой дизелем.
во-вторых, при подачи воды возникает коррозийные воздействия на металлические детали в дизели, что приводит к быстрому выходу их из работоспособного состояния.
в-третьих, нужно хранить отдельно чистое топливо, воду и эмульгируемое вещество. А так же при остановки дизеля необходимо промыть его от воды, что бы при запуске подать чистое дизельное топливо.
В свою очередь водотопливная эмульсия не требует изменения конструкции дизеля и намного проще при установке. Так же ВДЭ может применяться на всех видах дизелей, а благодаря своим не большим размерам и весу легко располагается в кузове тепловоза
3. КАЧЕСТВО ЭМУЛЬСИИ. РАСЧЕТ ИСПАРЕНИЯ И ДРОБЛЕНИЯ КАПЛИ ЭМУЛЬГИРОВАННОГО ТОПЛИВА
Качество эмульсии определяется дисперсностью, гомогенностью и стабильностью. Величина капель внутренней фазы, в данном случае вода, характерна для дисперсности эмульсии. Достигаемая величина капель при этом способе приготовления эмульсии топливо-вода при однократном прохождении через машину эмульсирования составляет 2-10 мкм, т.е. является постоянной. Это можно было определить также благодаря тому, что при многократном прохождении смеси через эмульгатор больше, нельзя было улучшить дисперсность эмульсии; улучшилась только гомогенность. Улучшение гомогенности характеризуется тем, что содержание капель воды диаметром 10 мм значительно уменьшалось с увеличением числа циклов обработки. Стабильность эмульсии тяжелое топливо-вода, образованная описанным методом, достаточна. Между моментом изготовления и сгоранием эмульсии не возникает никаких явлений отделения воды и тяжелого топлива. Благодаря внутренней циркуляции в смесителе приготовленная один раз эмульсия остается постоянно в движении. Кроме того, приготовленная таким образом
Испытания двигателей с эмульсиями, в которых применялись различные эмульгаторы, показали, что наилучшие результаты дает применение эмульсий с обводненным мазутом в качестве эмульгатора. Одной из причин снижения расхода топлива является микровзрыв, возникающий при испарении воды в капле эмульсии, что наблюдали ученые при изучении механизма воспламенения и горения отдельной частицы эмульгированного топлива.
Расчеты испарения и дробления капель эмульгированного топлива, позволили определить величину, представляющую собой время от момента появления капли в цилиндре до наступления ее микровзрыва. Величина зависит от ряда факторов и в окончательном виде записывается так:
где - диаметр капли эмульсии, мм;
- плотность кипящей воды, кг/м3;
- теплоемкость кипящей воды, кДж/кг град;
- толщина оболочки чистого топлива, мм;
- температура насыщения воды, К;
Тс - температура газов в цилиндре, К;
Тк - температура топлива, К;
- теплопроводность чистого топлива, кДж/м час град;
- коэффициент теплоотдачи от газов к топливу кДж/м2 час град;
- согласно ур-нию
здесь - весовая доля влаги от всей массы эмульсии.
Вычисление значений при давлении в цилиндре МПа, температуре К и вла?/p>