Общая характеристика современных судовых двигателей внутреннего сгорания, анализ основных преимуществ. Анализ особенностей совершенствования судовой топливной системы на основе вихревого эффекта и комплексной обработки воды для водотопливной эмульсии.
Аннотация к работе
Совершенствование судовой топливной системы на основе вихревого эффекта и комплексной обработки воды для водотопливной эмульсииНа долю ОГ приходится наибольшая часть вредных веществ (70 … 80)%, выделяемых в процессе работы двигателя. Камера сгорания двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий вредные вещества, которые затем поступают в атмосферу. Данные нормативные документы устанавливают нормы выбросов токсичных и отравляющих веществ, входящих в состав ОГ, при проведении стендовых испытаний новых и отремонтированных дизелей, а также двигателей, находящихся в эксплуатации, при проведении испытаний силовых установок. Ужесточение требований и норм отечественных и зарубежных стандартов на выбросы вредных веществ с ОГ судовых двигателей совместно с проблемой истощения мировых топливных ресурсов только увеличивают значимость и актуальность вопросов, связанных с совершенствованием процессов сгорания углеводородных топлив. Несмотря на большой объем выполненных исследований и проведенных экспериментов, в работах отсутствует информация об использовании комплексной технологии подготовки топлива к сжиганию с применением озона, водотопливной эмульсии (ВТЭ) с одновременным повышением качества топлива путем его очистки от серы и тяжелых соединений углеводородов в присутствии воды.По результатам анализа априорной информации предложены направления совершенствования систем приготовления ВТЭ для судовых СОД и котлоагрегатов, сформулированы цель и основные задачи исследования. Во второй главе показано влияние содержания серы и смолистых веществ на износ деталей дизелей, установлена эффективность применения ВТЭ, обоснована технология приготовления воды для ВТЭ путем выделения католита в электролизере с последующим озонированием, рассмотрены основные процессы, происходящие в рабочем пространстве АВС, дано математическое описание работы АВС в системе приготовления ВТЭ для СОД и котлоагрегатов. По результатам проведенной работы выявлены: необходимость в экспериментальных исследованиях по определению зависимости критического коэффициента Ккр от отношения длины к диаметру (l/d) ферромагнитных частиц в средах с вязкостью 1·10-3, 5·10-3, 120·10-3 Па•с; оптимальное значение отношения l/d ферромагнитных частиц для ВТЭ всех видов судовых топлив; оптимальный коэффициент заполнения рабочей камеры K. В третьей главе приводятся экспериментальные исследования и математическое моделирование системы приготовления ВТЭ, рассматривается выбор материалов для изготовления ферромагнитных частиц и рабочей камеры АВС. Учитывая основные требования, предъявляемые к рабочей камере АВС и ферромагнитным частицам (рабочая камера должна быть немагнитная, а ферромагнитные частицы - магнитные), был осуществлен аналитический обзор соответствующих материалов.Итогом проведенных в данной работе исследований являются разработка научно обоснованных теоретических основ проектирования системы приготовления ВТЭ с системой обработки воды, а также создание методики проектирования данной системы. Создан испытательный стенд для исследования неизвестных величин, моделирующий приготовление и реструктуризацию ВТЭ. Разработана и предложена математическая модель системы приготовления ВТЭ. На основании полученной математической модели предложена новая принципиальная схема системы приготовления ВТЭ с системой обработки воды и устройством дополнительного обводнения ВТЭ. Новизна технических решений подтверждена полученными автором двумя патентами РФ на полезную модель: «Установка подготовки топлива для дизелей» (№ 92622) и «Установка очистки воды» (№ 93390).