Внедрение в эксплуатацию водотопливной эмульсии для дизельных двигателей
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
?ием водотопливной эмульсии, на распылителях форсунок и деталях цилиндро-поршневой группы двигателей отсутствовал нагар. Отсюда напрашивается вывод, что помимо улучшения полноты сгорания топлива и уменьшения вредных выбросов, водотопливная эмульсия играет еще и хорошую чистящую роль в двигателях.
Для приготовления таких водотопливных эмульсий сотрудниками лаборатории Гидродинамики струйных кавитационных течений Армавирского механико-технологического института был разработан гидродинамический кавитационный диспергатор (рисунок 1.3.2), обладающий рядом преимуществ перед существующими устройствами подобного назначения [7]. Он состоит из эжектора 1, снабженного соплом 3 и патрубками подвода дисперсионной среды 2 и дисперсной фазы 4. Диспергатор имеет два сменных возбудителя кавитации 5, 7, а также он снабжен рассекателем 9.
Диспергатор работает следующим образом. Дизельное топливо от высоконапорного насоса поступает к патрубку 2 смесителя, затем через сопло 3 и возбудитель кавитации 5 поступает в первую камеру диспергатора 6. Во внутренней полости между соплом 3 и возбудителем кавитации 5 создается давление ниже атмосферного, что позволяет вводить в поток дизельного топлива необходимое количество воды и любого другого компонента.
В возбудителе кавитации 5 поток вначале сужается, а затем резко расширяется, причем гидростатическое давление в узкой цилиндрической части насадка, начиная со скорости 32 м/с и перепаде давления на срезе сопла , становится ниже давления насыщенных паров. Происходит разрыв жидкостей в процессе расширения газами и парами, которые перемещаются вместе с потоком. Выходя из возбудителя кавитации в первую камеру диспергатора 6, пузырьки попадают в область повышенного давления и схлопывают (происходит их коллапс). В истекающем потоке смеси, начиная с оконечности возбудителя кавитации 5, образуется так называемая суперкавитационная каверна.
Вся смесь проходит через эту сперкавитационную каверну и подвергается высокой диспергации, эмульгированию и перемешиванию. Далее смесь поступает во второй возбудитель кавитации 7, где происходит ее дополнительная, вторичная диспергация по схеме, аналогичной приведенной выше. Истекая из возбудителя кавитации 7, смесь попадает на рассекатель 9 и выходит через нижний патрубок 10.
Для контроля за давлением в камерах диспергатора 6 и 8 предусмотрены штуцеры под манометры 11 и 12.
Применение предлагаемого устройства в составе установки для получения водотопливных эмульсий, позволяет получать смеси с высокой степенью дисперсности, которые можно использовать для дизельных двигателей [8].
Исследованиями, проведенными в Армавирском механико-технологическом институте, установлено, что разработанный и запатентованный гидродинамический суперкавитационный смеситель надежно обеспечивает трехступенчатую обработку топлива - смешение, диспергирование и гомогенизацию до размеров капель, не превышающих 5 мкм с образованием эмульсии, обладающей высокой седиментационной устойчивостью
Рисунок1.3. 2 - Гидродинамический кавитационный диспергатор
2. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ СПОСОБОВ СОЗДАНИЯ ЭМУЛЬСИЙ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО РЕШЕНИЯ ДЛЯ ТЕПЛОВОЗА
.1 Приготовление водотопливных эмульсий для ДВС с использованием кавитационно-ударного гидродинамического эффекта
Технология предназначена для приготовления высокодисперсных водотопливных эмульсий непосредственно перед их впрыском в камеру сгорания дизельного ДВС с целью снижения дымности, токсичности отработавших газов и увеличения экономичности работы двигателя. Традиционные способы создания эмульсий с использованием электроимпульсных явлений, ультразвуковых колебаний, вибраций, высокооборотных перемешиваний и т.п. имеют существенные недостатки, ограничивающие их применение на транспортных объектах: судах, автомобилях - как-то: большие удельные затраты энергии на создание достаточно тонких эмульсий, малая производительность, повышенное тепловыделение, недолговечность.
В предлагаемой технологии реализован новый способ получения мелкодисперсных эмульсий. Способ основан на использовании явлений гидродинамической суперкавитации и ударных волн в двухфазных жидких средах.
Непосредственно перед подачей в систему впрыска дизтопливо подвергается последовательно воздействию "жестких" режимов суперкавитационного течения, а затем воздействию ударных сверхзвуковых волн в образовавшейся двухфазной "жидкость-газ" среде. В процессе кавитационной обработки топлива происходит частичный "микрокрекинг" - разрыв химических связей с образованием высокоактивных радикалов и углеводородов меньшей молекулярной массы, а также молекулярного водорода.
Одновременно производится кавитационная обработка воды (соответствующей стандарту на питьевую воду), в результате чего происходит ее частичный радиолиз (расщепление) с образованием высокоактивных радикалов OH- и H+, перекиси водорода Н2O2, атомарного кислорода.
Совместная кавитационно-ударная обработка топлива с водой (до 7-10 об/%) позволяет получить высокоактивные однородные смеси топлива, молекулярного водорода, атомарного кислорода и воды с заданной дисперсностью. При этом размер капель воды в водотопливной эмульсии не превышает 5-6 мкм, что полностью предотвращает капельно-коррозионный износ топливной аппаратуры и цилиндропоршневой группы.
При распыливании полученной водотопливной эмульсии размер об?/p>