Внедрение в эксплуатацию водотопливной эмульсии для дизельных двигателей
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ерекачки топлива. При температурах выше 80оС вязкость водомазутной эмульсии влажностью 6% мало отличается от эмульсии с влажностью 40%.
Еще одним важным фактором, характеризующим эффективность использования ВТЭ, является повышение эффективности и долговечности топочного оборудования. По некоторым данным перерасход топлива из-за загрязнения поверхностей нагрева в котлах сажистыми и коксовыми частицами может превысить 30%-35%. При сжигании эмульсии часть капель долетает до поверхностей нагрева и взрывается на них, что способствует не только предотвращению отложений, но и очистке этих поверхностей от старых сажистых образований.
Одной из серьезных проблем, возникающих при сжигании топочных мазутов, является большое содержание в них серы. Соединения серы уносятся с поточными газами, загрязняя атмосферу. Для предотвращения этого используют присадки, позволяющие связывать серу. Ввод этих присадок осуществляют в дымовые газы или в мазут. В металлургических процессах введение присадок в мазут при использовании высокосернистых мазутов обязательно. Поскольку большая часть присадок водорастворима, то добавление в эмульгируемую воду недорогих компонентов в количестве 1кг/1т мазута позволяет наиболее простым путем связывать серу и использовать низкокачественные мазуты.
Расширение дополнительных продуктов сгорания ВТЭ увеличивает работу газов в цилиндре дизельного двигателя. Благодаря более полному и ускоренному сгоранию топлива, постоянной газификации отложений углерода, детали цилиндро-поршневой группы, газовыпуского тракта не загрязняются продуктами сгорания, меньше подвержены абразивному износу. Повышение степени дисперсности остаточных фракций, расщепление углеводородных молекул на более легкие фракции, интенсивное перемешивание многокомпонентной среды в турбулентных вихрях способствует ускорению реакции горения, что позволяет компенсировать влияние ароматических углеводородов на задержку самовоспламенения топлива.
Эмульсии - это дисперсные системы, состоящие из двух (и более) нерастворяющихся друг в друге жидкостей. По своему дисперсному составу, т.е. размерам дисперсной фазы, эмульсии относятся к грубодисперсным системам с размером частиц более 0,1*10-6 м (0,1 мкм). Водотопливные эмульсии, получаемые для использования в качестве топлива, относятся к полидисперсным "истинным" эмульсиям. Размеры дисперсной фазы (воды) зависят от технологии приготовления, вязкости, физико-химических свойств мазута, а также времени хранения и колеблются от 1,0 до 70 мкм
Так выглядит под микроскопом обычный, хороший мазут с вкраплениями воды. На самом деле, когда мазут достаётся из бака, воды намного больше... Расстояния между рисками - 100 микрон.
А так выглядит мазут после обработки на ультразвуковом оборудовании. Расстояния между рисками - 100 микрон. Поместилось всего две риски, иначе "капли воды" невозможно различить...
Экспериментальные исследования процесса горения единичной капли мазута и водомазутной эмульсии позволили установить целый ряд особенностей. При одинаковых условиях воспламенение паров капли водомазутной эмульсии происходит раньше, чем капли обезвоженного мазута. Процесс горения эмульсии сопровождается разрывами поверхности капли и выбросом из неё паров воды. Капля эмульсии сгорает быстрее, чем такая же по размеру капля обезвоженного чистого мазута, вследствие дробления капли, происходящего благодаря "разрывному воздействию" водяных паров. Капля эмульсии начинает закипать в топочной среде раньше по времени и при более низкой температуре. Так при температуре 350С капля водомазутной эмульсии начинает закипать через 2 сек., при 500C уже через 1 сек., а капля мазута только через 7 секунд. По температуре вспышки и самовоспламенению можно судить о составе и качестве жидкого топлива.
Так горит стандартный, мазут, содержащий воду от 2 до 3%.
А так горит мазут с содержанием воды около 30%, и после обработки на ультразвуковой установке
Кипение водомазутной эмульсии происходит в две стадии. Сначала закипает вода в глобулах. Давление в глобулах дисперсной фазы резко возрастает. Внутренние силы разрывают поверхностную пленку и дробят каплю водомазутной эмульсии. Частички капли разлетаются в разные стороны, приобретая дополнительную скорость относительно окружающей среды. Резкое падение давления внутри капли, её микродробление, приобретение частичками капли дополнительной кинетической энергии ведут к мгновенному испарению и образованию парового облака. Механизм микродробления и его позитивное влияние на интенсификацию сжигания жидкого топлива к настоящему времени не вызывает сомнения.
Графическое отображение показателей эффективности применения ВТЭ:
Выводы
В связи с тем, что цены на дизельное топливо постоянно поднимаются, использование водомазутных эмульсий для дизелей становиться все более октальным. Качественный мазут с включением в его состав воды показал хорошие результаты при использовании его как топливо для тепловозов. Этому способствует разрыв капельки воды, которые в свою очередь размельчают капли мазута и способствуют быстрому и полному сгоранию мазута. Все проведенные испытания показываю, что водотопливная эмульсия в полнее может замещать дизельное топливо на тепловозах. Для его использования не потребуется больших изменений в топливной сист?/p>