Улучшение технико-экологических характеристик дизелей сельскохозяйственных машин регуляторами горения

Кожин, Дмитрий Валерьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Улучшение технико-экологических характеристик дизелей сельскохозяйственных машин регуляторами горения
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Улучшение технико-экологических характеристик дизелей сельскохозяйственных машин регуляторами горения"

На правах рукописи

Кожин Дмитрий Валерьевич

УЛУЧШЕНИЕ ТЕХНИКО - ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН РЕГУЛЯТОРАМИ ГОРЕНИЯ

Специальность 03.00.16. - Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Йошкар-Ола 2005

Работа выполнена в Марийском государственном техническом университете

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Лоскутов А.С.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Алибеков С. Я.

кандидат технических наук, доцент Кучеров Э. Ю.

Ведущая организация: Министерство сельского хозяйства и

продовольствия Республики Марий Эл.

Защита диссертации состоится « 14 » декабря 2005 г. в 1330 часов на заседании диссертационного совета Д 212.115.01 в Марийском государственном техническом университете по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Марийского государственного технического университета (г. Йошкар-Ола, пл. Ленина 3)

Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим присылать ученому секретарю диссертационного совета

Автореферат разослан « ноября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

2006-Ч

1Ж1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Оксиды азота, составляющие до 0,8 % по объему отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС), являются наиболее токсичными компонентами.

В связи с широким использованием тяжелых топлив, а также топлив искусственного происхождения, получаемых в результате переработки каменного угля, для двигателей транспортных средств возникает ряд вопросов, связанных с влиянием азотосодержащих соединений топлива на токсичность ОГ дизельных двигателей.

Отсутствие обобщенного кинетического механизма образования термических, быстрых и топливных оксидов азота не позволяет априорно перенести результаты лабораторных исследований образования оксидов азота на условия сгорания топлива в ДВС. Это требует экспериментальных и теоретических исследований процессов образования оксидов азота и снижения их эмиссии с ОГ ДВС.

Цель и задачи исследования. Цель диссертационной работы заключается в улучшении технико - экологических характеристик ДВС регуляторами горения моторных топлив на основе органических соединений.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- проведен анализ существующих кинетических механизмов и методов моделирования процесса образования оксидов азота;

- исследовано влияние азотосодержащих соединений в топливо на общую эмиссию оксидов азота (М?*) с отработавшими газами; получена регрессионная модель влияния азотосодержащих соединений в топливе на общую эмиссию оксидов азота;

- проведены экспериментальные исследования, направленные на поиск эффективных регуляторов горения, как способа улучшения технико - экологических характеристик ДВС; получена регрессионная модель, учитывающая эффект снижения оксидов азота за счет применения регуляторов горения;

- произведена проверка адекватности полученных моделей путем сравнения теоретических и экспериментальных данных.

Научная новизна работы заключается в разработке кинетической модели образования термических, топливных и быстрых оксидов азота и получении новых экспериментальных данных по влиянию азотосодержащих соединений топлива на выход оксидов азота и рекомендаций

по снижению эмиссии оксида азота за счет применения регуляторов горения.

Практическая значимость. Разработанные модели и методики образования оксидов азота позволяют спрогнозировать выход токсичных компонентов на стадии проектирования дизельных ДВС. Исследованная присадка (аминобензол) в дизельное топливо позволяет снизить общую токсичность ОГ ДВС.

Объект исследования. В качестве объекта исследования использовался полноразмерный тракторный дизель СМД - 18Н и смесевые топлива с присадками азотосодержащих соединений, а также органические регуляторы горения в сравнении с дизельным топливом марки Jl-0,2-40.

Методы исследования. В основу методов исследования положена теория дифференциальных уравнений и вариационной статистики. Экспериментальные данные обрабатывались в прикладных программных пакетах Macrosoft Excel и MathCad 7 Pro.

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечиваются исследованиями в течение 1996 - 2005 г.г. , большим объемом экспериментального материала, применением математических методов обработки исходных данных с использованием современных компьютерных программ. Приборы, использованные в лабораторном эксперименте, прошли метрологическую поверку.

Личный вклад автора заключается в получении новых экспериментальных данных по эмиссии NOx с ОГ ДВС при работе с присадками азотосодержащих соединений, влиянию регуляторов горения на эмиссию оксидов азота. В разработке методики проведения эксперимента, расчета термохимических характеристик смесевых топлив, а также регрессионной математической модели подавления эмиссии оксидов азота за счет применения регуляторов горения.

Реализация работы. Результаты работы внедрены в учебный процесс при чтении курсов «Испытания ДВС» и «Экология ДВС» в Марийском государственной техническом университете, а также на предприятиях города Йошкар - Ола.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно - технических конференциях в Марийском государственном техническом университете с 1997 по 2005 годы.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 работ.

/• i . i м !

♦*t ГиГ £1

На защиту выносятся следующие положения:

- экспериментальные данные по влиянию азотосодержащих соединений в топливе на эмиссию оксидов азота с отработавшими газами дизелей;

- регрессионная модель и методика расчета эмиссии топливных оксидов азота в зависимости от состава топлива и параметров рабочего процесса дизелей;

- экспериментальные данные по влиянию регуляторов горения на параметры рабочего процесса и экологические показатели ОГ ДВС.

- регрессионная модель снижения эмиссии оксидов азота за счет применения регуляторов горения;

- циан - аминный механизм образования термических, быстрых и топливных оксидов азота в процессах энергетического горения;

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы в количестве 125 наименований и приложений. Основное содержание изложено на 140 страницах машинописного текста, иллюстрировано 31 рисунком и 35 таблицами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы и цель работы, излагаются основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе дана экологическая характеристика вредных выбросов отработавших газов двигателей. Рассмотрены механизмы образования оксидов азота в ДВС. Проведен анализ существующих методов моделирования процесса образования и снижения выбросов оксидов азота.

Известно, что современные двигатели внутреннего сгорания создают большую экологическую проблему, решение которой связано наряду с общими проблемами защиты атмосферы и обеспечением безопасности труда водителей, с улучшением их эксплуатационных характеристик и в частности применением химических регуляторов горения (присадок) способствующих снижению вредных выбросов ОГ, в составе которых наиболее опасными для окружающей среды являются оксиды азота.

В настоящее время по физической природе образования различают три группы оксидов азота: «быстрые», термические и топливные (низкотемпературные). «Быстрые» оксиды образуются непосредственно в ходе пламенных реакций их влияние на суммарный процесс образования МЗу для условий сгорания углеводородного топлива в камерах его-

рания ДВС детально проанализировано в работах Крыжановского, Гу-ревича, Ляскоровского, Сигала, Гарриса, Фенимора, Миячи, Бахмайера, Ванта, Гривса, Кхана, Лукаса, и др.

Основы общепризнанной термической теории образования оксидов азота разработаны советскими учеными Семеновым, Зельдовичем, Са-довниковым, Франк-Каменецким проводившим исследования по трем основным проблемам. Первая проблема, сводится к решению вопроса, является ли образование оксидов азота результатом основных реакций горения, или сгорание служит только источником тепла, обеспечивающим высокую температуру. Вторая проблема заключалась в выявлении кинетического механизма процесса образования ЫОх. Третья проблема связана с утверждением, что реакция окисления азота носит характер термической реакции и не зависит от вида топлива.

На основании опытов был подтвержден термический характер реакций образования ИОх и разработана термическая теория образования оксидов азота в процессах горения. Основными ее положениями являются:

1) окисление азота происходит за фронтом пламени в зоне продуктов сгорания;

2) выход оксида азота определяется максимальной температурой горения, концентрацией азота и кислорода в продуктах сгорания и не зависит от природы топлива, участвующего в реакции;

3) окисление азота происходит по цепному механизму, согласно схеме, предложенной Н.Н.Семеновым (1958):

02+М-Ю+0+М - 494 кДж/моль-инициирование цепи; (1)

0+Ы2 ЖН/У - 314 кДж/моль- продолжение цепей; (2)

V""

N+02^0+0 +134 кДж/моль- продолжение цепей; (3)

0+0+М^0.2+М+-494кДж/моль-обрыв цепи. (4)

4) выход оксидов азота зависит от скорости охлаждения, так называемой «закалки», продуктов сгорания;

5) в бедных смесях выход ИОх определяется максимальной температурой взрыва и кинетикой ее образования. В богатых смесях выход ИОх перестает зависеть от максимальной температуры взрыва и определяется кинетикой разложения ИОх, закалкой образовавшегося оксида азота.

Основные положения термической теории нашли подтверждение в работах отечественных и зарубежных ученых Гуревича, Звонова, Свиридова, Фурса, Мехтиева, Смайлиса, Нашленаса, Райзера, Теснера, Хей-вуд, Фенимора, Мальте, Пратта, Ньюхола, Шелвуда, Нельсона и др.

За последние годы изучению влияния азотосодержащих соединений топлива на общую эмиссию оксидов азота посвящены исследования Добрянского, Ветровой, Крутиева, Нго - Дык - Лама, Черткова, Сабли-^ ной, Отса, Померанцева, Лоскутова, Терентьева, Кондратьева, Ловачева,

Гардинера, Хазарда, Кайзера, Турнера и других ученых, которые показали, что азотосодержащие соединения топлива при горении, частично 1 окисляясь до ИОх, вносят существенный вклад в общую эмиссию ЫОх с

ОГ энергетических установок. Поэтому даже при незначительных количествах связанного азота в топливе {Ит >0,1%) необходимо учитывать топливную составляющую ИОх. Применительно к условиям сгорания в ДВС учитывать влияние топливных оксидов имеется необходимость только при использовании тяжелых моторных топлив и синтетических топлив искусственного происхождения с повышенным содержанием связанного азота. Степень перехода азота топлива в АЮх уменьшается с увеличением массовой концентрации азота в топливе. Однако при этом абсолютный выход ЫОх повышается. С увеличением коэффициента избытка воздуха степень перехода азота топлива в ИОх возрастает. Вид азотосодержащих соединений оказывает существенное значение на выход топливных ЫОх.

Во втором разделе описан физико - химический механизм образования оксидов азота в дизелях. Приведена математическая модель образования оксидов азота в цилиндре дизеля с учетом азотосодержащих соединений в топливе.

В настоящее время выделяют три основных группы методов, расчета выбросов оксидов азота с отработавшими газами двигателей: на основе классического цепного механизма Я.Б.Зельдовича; расширенного механизма Я.Б.Зельдовича; по равновесным концентрациям реагирующих , веществ. Первая группа методов используется в задачах оптимизации

геометрических параметров камер сгорания. Для расчета динамики образования оксидов азота (N0%) в цилиндре двигателей используют в ' основном третью группу методов. В связи с увеличением использования

в ДВС низкосортных и синтетических топлив, в которых содержание соединений азота повышенное, вопрос о влиянии азота топлива (Мт) на выход ИОх является весьма актуальным.

Обобщение имеющихся материалов позволило заключить, что с увеличением коэффициента избытка воздуха а степень превращения азота топлива Ит в топливные оксиды N0^, возрастает. С увеличением

содержания Ыт значения /?„ уменьшается и тем значительнее, чем меньше концентрация кислорода в реакционном объеме камеры сгорания.

Для условий камер сгорания ДВС А.С.Лоскутовым (1997) предложена кинетическая схема образования топливных оксидов азота:

1. N2+0-*N0+N; 5. 02+N-+N0+N;

<— <—

2.02+N->N0+0; 6.0H+N3-*N20+H\ (1)

3. OH+N—>NO+H; 7. N2+02^>N0+N0;

<— <—

4. N20+0-^N0+0; 8. pkNT->N.

Наиболее вероятным механизмом образования топливных оксидов азота является циан - аминный (Лоскутов, Кожин, 1997), который содержит следующие основные стадии:

I. Образование аминов NH, NH2 и HCN при термическом разложении производных пиридина и хинолина, пиррола и гетероатомных соединений азота и кислорода.

II. Образование NOx по аминному механизму.

III. Образование NOx по цианному механизму.

Анализ рассмотренных основных механизмов образования всех трех групп оксидов азота - термических, топливных и быстрых показал, что при сравнении результатов расчета по схеме различных механизмов, расширенный (циан - аминный) механизм образования в цилиндре двигателя оксидов азота обладает более высокой подвижностью, позволяет наиболее достоверно оценивать уровни выбросов оксидов азота с отработавшими газами.

Численное решение системы дифференциальных уравнений, соответствующей кинетической схеме реакций цепного механизма Я.Б.Зельдовича, дополненного реакциями диссоциации и рекомбинации кислорода и азота, позволило установить, что процесс образования NOx можно разбить на два периода:

1) образование топливного оксида азота;

2) образование термического оксида азота воздуха.

При этом в первом периоде скорости реакций с участием атомарного азота на 2-3 порядка превышают скорости других реакций. Это позволяет аппроксимировать процесс образования NOx в этом периоде кинетической схемой двух реакций:

NO+N N2+0 К+2

N+02 ~> NO+O. (2)

Для условий в цилиндре ДВС время релаксации реакций образования топливного оксида азота на два порядка меньше времени образова-

ния термического оксида азота, тогда первый период можно интерпретировать как введение в зону продуктов сгорания дополнительного числа молей N0 на линии тепловыделения

Лгж> _ ,(т .В „ \

(¡<р ¿<р ^ Мж

где гт - объемная концентрация N0; <1гко/<1<р - скорость изменения концентрации N0 по углу поворота коленчатого вала; с!г*0¡<1<р - кинетическая составляющая скорости изменения N0, отражающая процесс образования термических оксидов азота, образующихся вследствие окисления азота воздуха; Мпс - количество продуктов сгорания;

гыо(<1Мпс/й(р)1Мпс - составляющая скорости изменения концентрации N0, учитывающая в дифференциальной форме эффект разбавления очередной доли продуктов сгорания, не содержащей N0;

- составляющая скорости изменения концентрации N0, описывающая процесс образования топливного оксида азота; г^ыо(с1Мпс/с1<р)/Мпс - составляющая скорости изменения концентрации N0, описывающая процесс образования «быстрых» оксидов азота во фронте пламени. По данным И.Я.Сигала (1977) /ш=50+60 ррт.

Концентрацию топливного оксида азота гТцо можно рассчитать по приближенному математическому выражению

N0 Кп

1 -ехр

I 1 + 0,5 К0рехр{К0)

(4)

где Р - безразмерная концентрация оксида азота; К0 - концентрационно -температурный критерий

* о-

где К.1 и К+2 - константы скоростей реакций системы (2).

Процесс образования топливных оксидов в условиях камер сгорания дизельных двигателей практически полностью удается описать в рамках приближенной теории образования топливных оксидов, предложенной Померанцевым (1977) на основе цепного механизма Зельдовича.

Выясним, при каком процентном содержании связанного азота и по отношению к массе топлива, начиная с которого необходимо учитывать влияние азотосодержащих соединений на выход оксидов азота с отрабо-

тавшими газами дизельных двигателей. Представим его как

В _NOX([NT]*O)-NOA"t]=о) (6)

Рп NT NT к

отношение увеличения числа молей оксидов азота éNOx, вызванное наличием азота в топливе, к полному числу молей связанного азота в топливе. При выражении ANOx в мг/м3 с учетом приведения массы связанного азота к объему продуктов сгорания (6) можно представить в следующем виде

14 axM0xANOx 2,053 xl06x/Wr; ' где М0 - количество киломолей воздуха, теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива, рассчитанное с учетом наличия азота в топливе.

Основываясь на данных приведенного анализа, можно оценить ожидаемое увеличение концентрации оксидов азота в отработавших газах дизеля при наличии связанного азота в топливе для определенного значения/^ по выражению

2,053 х 1Q6 х Рп ] 14 аМ0

Экспериментальные данные с высокой степенью корреляции г= 0,98 укладываются на прямую линию в координатах:

ANOx = " -H.v-Ti мг/мз (8)

рп-[Ы]/(а-1), #,=0,52-0,644*; Х^[Ыт]/а, Х=0,19... 1,0, (9)

где [Ит]- массовое содержание связанного азота в топливе выражено в % массы. Параметр X по структуре построен аналогично концентраци-онно - температурному критерию К0.

В третьей главе описан объект и методика экспериментальных исследований по определению свойств испытываемых топлив и рассмотрено их влияние на технико - экономические и экологические параметры работы дизелей.

В процессе проведения эксперимента по влиянию азотосодержащих соединений топлива на эмиссию оксидов азота определялся элементарный состав и термохимические параметры смесевого топлив с добавками азотосодержащих соединений.

Молекулярная масса присадок рассчитывалась по формуле

(1„=12-п+т+14-к.+ 1б-1, кг/кмоль (10)

а элементарный состав, определяющий количество килограммов отдельных элементов в одном килограмме присадки, вычислялся следующим образом

С„=12п/ц„-, Н„=т/И„- Ып=14к/ /и„) Оп=161/^„. (11)

где п, т, к, I - количество атомов С, Н, N. О в одном килограмме присадки; ц„ - молекулярная масса присадки, кг/кмоль.

Тогда элементарный состав смесевого топлива

(-'см Ст £п9

НСм—Ит • £т+Нп • 8л*

(12)

где gm и g„ - массовые доли основного топлива и присадки в смесевом топливе, очевидно gm =/-#„; С„ Н„ Ы„ О, - элементарный состав основного топлива (¡=т), присадки (/=/») и смеси (¡=см).

При заданной массовой доле азота в смесевом топливе массовую долю присадки g„ можно определить по формуле:

ёп=[мг]тп. (13)

Количество воздуха теоретически необходимое для полного сгорания одного килограмма смесевого топлива М0 равно

М0=—— х|^ + ^ + -^|,кмоль/кг (14) 0,2095 ( 12 4 32 /

а молекулярная масса смесевого топлива

цсм =-"т—---у—, кг/кмоль (15)

/Ит /Ип

где молекулярные массы основного топлива и присадки.

Низшая теплота сгорания смесевого топлива рассчитывалась следующим образом

Нисл, Мшп' gf

#„„•£,., кДж/кг (16)

где Нит - низшая теплота сгорания основного топлива, Нит= 42500 кДж/кг; Н,ш - тоже для присадки.

Важнейший фактор, от которого зависят технико - экономические показатели работы дизелей сельскохозяйственных машин - это качество применяемого топлива. Поэтому топливо должно обладать определенными эксплуатационными свойствами, которые регламентируются численными значениями его физико - химических показателей основными из которых являются плотность, вязкость, теплота сгорания, температура вспышки и др.

В процессе экспериментальных исследований изменялся качественный состав топлива, поэтому проводилось сравнение основных физико -химических показателей смесевого и стандартного топлив (табл. 1).

Плотность нефтепродуктов измерялась нефтеденсиметрами при различных температурах, затем приводилась к температуре 20°С, которая принята за стандартную при оценке плотности нефтепродуктов (рис. 1).

Температура вспышки определялась в закрытом тигле (рис. 2). Метод заключается в определении самой низкой температуры топлива, при которой в условиях испытания над его поверхностью образуется смесь паров с воздухом, которая вспыхивает при поднесении пламени, но не способна к дальнейшему горению (табл. 1).

Таблица 1

Сравнительный анализ физко - химических свойств базового и смесевого толлив

№ Параметр Дизельное топливо Смесевое топливо

1 Элементарный состав,% С Н N О 0,870 0,126 0 0,004 0,864 0,123 0,010 0,003

2 Количество воздуха теретически необходимое для полного сгорания одного килограмма топлива, кмоль/кг 0,496 0,489

3 Низшая теплота сгорания, кДж/кг 42,5 42,46

4 Плотность топлива, кг/м' 831,4 840,2

5 Температура вспышки в закрытом тигле, "С 40 38

6 Вязкость, мм2/с 6,2 4,6

Рис. 1. Определение плотности Рис. 2 Определение температуры вспышки ис-испытываемых нефтепродуктов пытываемых топлив в закрытом тигле с помощью нефтсденсиметра

Для определения вязкости (табл. 1) использовался вискозиметр марки ВУ. Для дизельных топлив вязкость нормируют при температуре 20°С, поэтому результаты эксперимента приводились к стандартным условиям.

Экспериментальные исследования эффективных методов снижения токсичности ОГ ДВС и испытания по воздействию азотосодержащих соединений на показатели рабочего процесса и токсичность ОГ проводились на экспериментальной установке с дизелем СМД-18Н (рис. 3). Для измерения эмиссии токсичных компонентов ОГ двигателя (оксиды азота, углеводород и монооксид углерода) при работе на чистом дизельном топливе и на топливе с присадками нитробензола, аминобензола, пиридина использовались газоанализаторы ГИАМ-29 и ГИАМ — 27 - 04 (рис. 4).

Рис 3 Общий вид экспериментальной Рис 4 Внешний вид газоаналитической установки с двигателем СМД - 18Н аппаратуры

В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных исследований, на основе которых проведена проверка адекватности регрессионной модели образования топливных оксидов азота в ДВС. Дана технико - экологическая характеристика работы ДВС и оценка экономического ущерба от воздействия вредных выбросов с ОГ ДВС.

Исследование влияния азотосодержащих присадок к топливу проводилось на двигателях 14 13/14, (УК - 2), 8ЧН 13/14 (ЯМЗ - 238 НБ), 4ЧН 12/14 (СМД - 18Н). Эксперименты на первых двух двигателях проводились А.С.Лоскутовым с соавторами (1982 г.). Объем проведенных исследований на двигателях первых двух марок явно недостаточен, по-

этому, была поставлена задача провести дополнительные исследования и получить обобщенные данные по влиянию азотосодержащих соединений на эмиссию оксидов азота в камерах сгорания дизелей.

Результаты опытов (Кожин, 2004) представлены на графике (рис. 5), где показано изменение эмиссии ИОх с ОГ дизеля при работе по нагрузочной характеристике на «чистом» дизельном топливе и с добавками нитробензола в количестве 1% связанного азота топлива (табл. 2).

Рис 5 Влияние присадок нитробензола к дизельному топливу на эмиссию оксидов азота

с ОГ дизелей- 1 ___ - топливо без присадки нитробензола; 2.....топливо с присадкой;

**** дизель 8ЧН 13/14; дизель 1ЧН 12/14; •••• дизель4ЧН12/14

Определялась Д степень перехода связанного азота в топливе в топливные оксиды (рис 6). Степень перехода связанного азота в NОх имеет тенденцию роста с уменьшением нагрузки двигателя. Так, при снижении нагрузки со 100% до 20% Л^ио„ степень перехода Д возросла с 0,10 до 0,44 Увеличение Д, необходимо связывать с ростом коэффициента избытка воздуха а, с увеличением которого в камере сгорания дизеля возрастает концентрация кислорода, необходимого для окисления азота топлива Общее уменьшение содержания ЫОх в ОГ при снижении нагрузки связано с понижением температуры продуктов сгорания и с эффектом их разбавления при увеличении а.

**** дизель 8ЧН 13/14; дизель 1ЧН 12/14; .... дизель 4ЧН12/14

Рис 6 Зависимость степени перехода Ыт в ЫО\ (Д) от состава смеси а и количества связанного азота топлива [Ыт] (Х)=[Ыт]/а

Таблица 2

Влияние присадок нитробензола к дизельному топливу на эмиссию N0* _с отработавшими газами автотракторных дизелей_

Параметр Коэффициент избытка воздуха а

2,0 | 2,5 1 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,2

Дизель 8 ЧН 13/14, п=1700 мин-1 (Лоскутов, 1982)

ЫОх при ГКт]=0 2630 1900 1320 980 770 700

Ж)х при (Ыт]=0,01 2840 2060 1640 1360 1050 985

ДЫОх 210 260 320 320 280 284

дш 0,14 0,21 0,31 0,36 0,37 0,40

Дизель 1 ЧН 13/14, п=1750 мин"1 (Лоскутов, 1982)

параметр Коэфс шциент избытка воздуха а

1,55 2,68 3,63

ЫОх при [Ыт]=0 1360 800 450

ЫОх при ГМт1=0,01 1600 1230 820

ДШХ 240 430 370

Р» 0,1228 0,3804 0,4433

Дизель 4 ЧН 12/14, п=1200 мин-1 (Кожин, 2004)

Параметр Коэффициеш- избытка воздуха а

4,32 4,14 2,32 2,7 1,91

Шхпри[Ыт]=0 1438 1643 2238 2875 3491

N0* при [N11=0,01 1717 1929 2447 3188 3599

ДЫОх 279 286 209 313 108

Р. 0,3897 0,3828 0,157 0,2737 0,0667

Процесс образования топливных оксидов на различных двигателях, характеризуемый степенью перехода Л^ в N0» имеет общие черты. На всех двигателях степень перехода /?„ имеет одинаковую тенденцию роста с увеличением коэффициента избытка воздуха.

Степень перехода р„ для двигателей изменяется практически в одинаковых пределах, максимальные ее значения для исследованной области изменения коэффициента избытка воздуха достигают для дизеля 8ЧН 13/14 (ЯМЗ - 238 НБ) 0,4, для дизеля 14 13/14, (УК - 2)- #,=0,44 и для дизеля 4ЧН 12/14 (СМД - 18Н) - #,=0,39.

Из анализа результатов (табл. 2) можно заключить, что процесс образования топливных оксидов в исследованных дизелях сельскохозяйственного назначения имеет общие черты и особенности в зависимости степени перехода Ы, в от состава смеси.

По результатам обработки опытных данных получено уравнение регрессии:

Р„ (х)= 0,643-0,98х, (17)

где* = [Ы,]/а, х изменяется в пределах 0,1... 0,65.

Значение коэффициента корреляции равно г = 0,89, что говорит о высокой степени точности формулы.

Данное уравнение регрессии может быть использовано для прогнозирования эмиссии оксидов азота с ОГ дизелей сельскохозяйственного назначения при использовании топлив с различным содержанием связанного азота.

В результате экспериментов по поиску эффективных регуляторов горения, которые способствуют снижению эмиссии оксидов азота с отработавшими газами, было найдено соединение, способствующее подавить выход оксидов азота с отработавшими газами - аминобензол (анилин). На рис. 7 приведены результаты эксперимента с присадками ами-нобензола в качестве регулятора горения, снижающего эмиссию оксидов азота.

Выход оксидов азота с присадками аминобензола снижается во всех диапазонах нагрузок (табл. 3), например, для режима а = 3,50 снижение выбросов оксида азота составило 38,8%

Величина степени подавления (у„) вычисляется по формуле

уп = Ш«>-т™.М0%> <18>

НОхо

где ИОхи - концентрация эмиссии оксидов азота на чистом дизельном топливе (мг/м3); ИОх„ - концентрация эмиссии оксидов азота с присадками аминобензола (мг/м3).

Рис 7. Результаты экспериментальных исследований эмиссии оксидов азота с ОГ дизеля 4ЧН 13/14 с добавками аминобензола: ЫО„ - концентрация эмиссии оксидов азота на чистом дизельном топливе (мг/ч5); МО„, - концентрация эмиссии оксидов азота с присадками аминобензола (мг/м5)

Таблица 3

Эмиссия оксидов азота при работе дизеля 4 ЧН 12/14 (СМД - 1811) по нагрузочной

характеристике (частота вращения коленчатого вала пс = 1200 мин"1) _с присадками аминобензола С6Н5Ш2_

Параметр Коэффициент избытка воздуха а

1,5 1 2 | 2,5 | 3 | 3,5

Дизель 4ЧН 13/14, п=1200 мин'1

N04 при ПМт]=0, мг/м3 1190 600 388 336 325

Ж)хпри РЧТ]=0,01, мг/м' 1050 495 292 221 199

ДШХ 140 105 96 115 126

Уп,% 11,7 17,5 24,7 34,2 38,8

Исследование влияния химических регуляторов горения (аминобензола) на выход оксидов азота проводилось по нагрузочным характеристикам работы двигателя СМД-18Н для различных частот вращения коленчатого вала (яе=1200, 1400, 1600), при массовом содержании аминобензола до 7% в качестве примера для частоты вращения и„=1200 опытные данные в сетке прямоугольных координат Стх (мг/м3) в зависимости от » (коэффициент избытка воздуха) представлены на рис. 7. Верхняя кривая представляет изменение Стх в зависимости от а при работе двигателя на чистом дизельном топливе, нижняя - с присадками аминобензола при массовом содержании в топливе 6,64%.

Экспериментальные точки по оси абсцисс (а ) не совпадают в раз-

личных экспериментах, поэтому кривые апроксимировались полиномами второго порядка

N0^ = 01 +Ь] а + с1 а2',

ЫОхп=а2+Ъ2а + с2а2, (19)

где N0x0 - концентрация оксидов азота на чистом дизельном топливе (мг/м3); М01п - концентрация оксидов азота с присадками аминобензола (мг/м3); а;, Ь1у си а2, Ь2, с2 - коэффициенты уравнения.

В результате обработки опытных данных получено уравнение рег-ресии, которое описывает величину степени подавления эмиссии оксидов азота

у„ =-Ю,07 + 14,18 а-

Рис 8. График связи расчетных и экспериментальных данных степени подавления у„ оксидов азота от коэффициента избытка воздуха а

Данное уравнение позволяет спрогнозировать величину выхода оксида азота для различных типов дизелей с содержанием присадки до 7% масс, в зависимости от режима работы двигателя.

Экспериментальные исследования показали, что присадки данного типа позволяют снизить эмиссию оксидов азота с ОГ ДВС до 38,8%. Такой уровень степени'подавления оксидов азота соизмерим с такими

эффективными методами как рециркуляция ОГ и варьирование углом опережения подачи топлива. Следует отметить, что в процессе проведения эксперимента снизился валовый выход токсичных компонентов, в частности снижение по N0* - 38,8%, а по СИ-15,5%.

При оценке экономической эффективности природоохранных мероприятий, например, применение присадки, расчеты повторяются дважды: 1) базовый вариант - без присадки; 2) предлагаемый вариант - с присадкой регулятора горения (аминобензол) в дизельное топливо.

Результаты расчета показали, что годовой экономический ущерб от вредных выбросов с ОГ ДВС в результате применения регулятора горения (аминобензол) снизился на 4740,04 рубля.

Основные выводы и рекомендации

1. Теоретические и экспериментальные исследования показали, что процесс образования топливных оксидов азота в камерах сгорания ДВС подчиняется общим закономерностям конверсии азота топлива в N0, свойственным многим другим процессам энергетического и технологического горения (топки парогенераторов, доменные печи и т.п.), но имеет свои отличительные количественные характеристики.

2. Для снижения топливной составляющей в эмиссии оксидов азота с ОГ ДВС можно рекомендуются следующие мероприятия:

а) ограничение содержания связанного азота в синтетических топли-вах альтернативного происхождения в пределах 0,3... 0,4 процента по массе путем гидроочистки. Учитывать влияние азотосодержащих соединений топлива на выход ЫОх с ОГ ДВС при массовом их содержании в топливе более 0,07... 0,1% в пересчете на связанный азот;

б) для радикального снижения топливной составляющей эмиссии ИОх процесс сгорания топлива (в целом или первый его этап) необходимо проводить в восстановительной среде, например:

1) организацией ступенчатого сгорания (сгорания расслоенного заряда);

2) предпламенной подготовкой топлива (предварительный термолиз топлива при недостатке окислителя);

3) насыщением горючей смеси или топлива водородом, аммиаком и прочими водород - содержащими компонентами;

4) сжиганием азотосодержащих топлив в предкамерных двигателях, работающих на более богатых смесях.

3. Проведенный анализ химических регуляторов горения на процессы сгорания топлива в ДВС показал, что наиболее эффективными регу-

ляторами по снижению токсичности ОГ являются органические соединения.

4. Разработанная регрессионная модель эмиссии оксидов азота, полученная на основе обработки результатов эксперимента, позволяет прогнозировать эмиссию оксидов азота при повышенном содержании связанного азота в синтетических топливах, в тяжелых моторных топ-ливах и в топливах широкого фракционного состава, используемых в настоящее время в качестве топлив для ДВС.

5. Аминобензол, как регулятор горения, рекомендуется к использованию в качестве присадки, снижающей эмиссию оксидов азота на величину до 38,8%.

6. Методика расчета термохимических характеристик смесевых топлив рекомендуется к использованию в научных исследованиях.

7. Полученное уравнение регрессии, описывающее влияние амино-бензола на эмиссию оксидов азота, рекомендуется к применению для расчета эмиссии NOx различных типов ДВС с внутренним смесеобразованием в пределах изменения коэффициента избытка воздуха а- 1,5... 3,5 и массовым содержанием присадки до 7% масс.

8. Результаты эксперимента показали, что присадки аминобензола положительно влияют не только на снижение эмиссии оксидов азота, но и снижение эмиссии углеводородов с ОГ ДВС на 15%.

Основные публикации автора

1. Схема циан-аминного механизма образования оксидов азота из азото-содержащих соединений моторных топлив // Материалы науч. конф. проф. - преп. состава, докт., асп., сотр. МарГТУ, Вып. 5.: Ч. 1. Йошкар-Ола, 1997.- С. 19 - 21 (соавтор Лоскутов А.С )

2 Влияние технического состояния дизелей на выбросы оксидов азота // Йошкар-Ола, МарГТУ. Деп. в ВИНИТИ № 55 - В98 от 14.01. 98, 1998 (соавторы Лоскутов A.C., Новосёлов А.Л., Изюков A.A.).

3. Низкотемпературный механизм образования оксидов азота при окислении азотосодержащих соединений моторных топлив // Йошкар-Ола, МарГТУ. Деп. в ВИНИТИ № 56 - В98 от 14.01.98, 1998 (соавторы Лоскутов A.C., Новосёлов А.Л., Изюков A.A.).

4. Эффективность мероприятий по снижению вредных выбросов дизелей // Йошкар-Ола, МарГТУ. Деп. в ВИНИТИ №498 № 498 - В98 от 20. 02. 98, 1998 (соавторы Лоскутов A.C., Новосёлов А.Л., Изюков A.A.).

5. Анализ влияния азотосодержащих соединений топлива на образование окислов азота в цилиндре дизеля // Йошкар-Ола, МарГТУ. Деп. в ВИНИТИ №2138 - В99 от 30.06.99, 1999 (соавтор Лоскутов А.С )

6. Моторные топлива: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004 - 124 с. (соавторы Корепанов Д.А., Макаров В.В.).

7. Автомобильные топлива: Учебное пособие. - Йошкар-Ола: МИЛКА, 2005 - 96 с. (соавторы Кучеров Э.Ю., Корепанов Д.А., Макаров В.В.).

Подписано в печать 10.11.05. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 3169.

Редакционно-издательский центр Марийского государственного технического университета 424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

I 4

»2188 1

РНБ Русский фонд

2006-4 18967

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кожин, Дмитрий Валерьевич

Введение

1. Экологическая характеристика вредных выбросов отработавших газов двигателей. Механизмы образования оксидов азота в ДВС

1.1. Основной состав вредных выбросов отработавших газов

1.2. Физико - химические основы образования оксидов азота в ДВС

1.3. Механизм образования термических оксидов азота

1.4. Механизм образования топливных оксидов азота

1.5. Механизм образования быстрых оксидов азота

2. Физико - химический механизм и математическое моделирование процессов образования оксидов азота в дизелях

2.1. Кинетический механизм образования оксидов азота

2.2. Математическая модель образования оксидов азота в цилиндре дизеля с учетом азотосодержащих соединений в топливе

3. Объект и методика проведения экспериментальных исследований

3.1. Экспериментальное определение свойств испытываемых топлив

3.1.1. Методика расчета элементарного состава и термохимических параметров смесевых топлив

3.1.2. Определение физических свойств исследуемых топлив

3.2. Экспериментальное определение технико - экономических параметров работы двигателя

3.2.1. Методика обработки результатов экспериментальных исследований

3.2.2. Экспериментальное определение эффективной мощности двигателя

3.2.3. Экспериментальное определение расхода топлива

3.2.4. Измерение расхода воздуха

3.3. Экспериментальное определение токсичных компонентов отработавших газов

3.3.1. Измерение концентрации оксидов азота

3.3.2. Измерение концентрации углеводородов и монооксида углерода

4. Проверка адекватности математических моделей и оценка экономической эффективности предлагаемых технических решений

4.1. Физико - химические свойства и эффективность носителей продетонационного эффекта

4.2. Влияние азотосодержащих соединений на выход топливных ИОх

4.4. Особенности образования оксидов азота с присадками аминобензола, как регулятора горения

4.5. Разработка регрессионной модели по влиянию регуляторов горения на примере аминобензола по снижению выходов ИОх с ОГ ДВС

4.6. Технико - экологическая характеристика и оценка экономического ущерба от вредных выбросов с ОГ ДВС

Введение Диссертация по биологии, на тему "Улучшение технико-экологических характеристик дизелей сельскохозяйственных машин регуляторами горения"

В связи с широким использованием тяжелых топлив, а также топлив искусственного происхождения, получаемых в результате переработки каменного угля, для двигателей транспортных средств возникает ряд вопросов, связанных с влиянием азотосо-держащих соединений топлива на токсичность ОГ дизельных двигателей.

Большое количество экспериментальных данных, характеризующих процессы образования топливных оксидов, накопленных при сгорании твердого и жидкого топлива в топках парогенераторов тепловых электростанций (ТЭС), а также на лабораторных установках противоречивы, отсутствует единство взглядов о влиянии физических условий процесса, состава смеси, массового содержания связанного азота в топливе на степень перехода его в оксид азота.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

- исследовано влияние азотосодержащих соединений в топливо на общую эмиссию оксидов азота (АЮх) с отработавшими газами; получена регрессионная модель влияния азотосодержащих соединений в топливе на общую эмиссию оксидов азота;

Обоснованность и достоверность полученных результатов обеспечиваются исследованиями в течение 1996 - 2005 г.г., большим объемом экспериментального материала, применением математических методов обработки исходных данных с использованием современных компьютерных программ. Приборы, использованные в лабораторном эксперименте, прошли метрологическую поверку.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 работ.

На защиту выносятся следующие положения:

- регрессионная модель снижения эмиссии оксидов азота за счет применения регуляторов горения;

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, выводов и рекомендаций, списка использованной литературы в количестве 125 наименований. Основное содержание изложено на 140 страницах машинописного текста, иллюстрировано 31 рисунком и 35 таблицами.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Кожин, Дмитрий Валерьевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

2. Для снижения топливной составляющей в эмиссии оксидов азота с ОГ ДВС рекомендуются следующие мероприятия: а) ограничение содержания связанного азота в синтетических топливах альтернативного происхождения в пределах 0,3. 0,4 процента по массе путем гидроочистки. Учитывать влияние азо-тосодержащих соединений топлива на выход АЮх с ОГ ДВС при массовом их содержании в топливе более 0,07. 0,1% в пересчете на связанный азот; б) для радикального снижения топливной составляющей эмиссии АЮх процесс сгорания топлива (в целом или первый его этап) необходимо проводить в восстановительной среде, например:

1) организацией ступенчатого сгорания (сгорания расслоенного заряда);

2) предпламенной подготовкой топлива (предварительный термолиз топлива при недостатке окислителя);

3) насыщением горючей смеси или топлива водородом, аммиаком и прочими водород - содержащими компонентами;

4) сжиганием азотосодержащих топлив в предкамерных двигателях, работающих на более богатых смесях.

3. Проведенный анализ химических регуляторов горения на процессы сгорания топлива в ДВС показал, что наиболее эффективными регуляторами по снижению токсичности ОГ являются органические соединения.

4. Разработанная регрессионная модель эмиссии оксидов азота, полученная на основе обработки результатов эксперимента, позволяет прогнозировать эмиссию оксидов азота при повышенном содержании связанного азота в синтетических топливах, в тяжелых моторных топливах и в топливах широкого фракционного состава, используемых в настоящее время в качестве топлив для ДВС.

6. Методика расчета термохимических характеристик смесе-вых топлив рекомендуется к использованию в научных исследованиях.

7. Полученное уравнение регрессии, описывающее влияние аминобензола на эмиссию оксидов азота, рекомендуется к применению для расчета эмиссии ИОх различных типов ДВС с внутренним смесеобразованием в пределах изменения коэффициента избытка воздуха а = 1,5. 3,5 и массовым содержанием присадки до 7% масс.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Кожин, Дмитрий Валерьевич, Йошкар-Ола

1.Авраменко, Л.И. Реакции атомов азота / Л.И.Авраменко, Красненьков В.М. - Известия АН СССР. Сер. хим. — 1966 -С. 417 - 425

2. Аксенов, И.Я. Транспорт и окружающая среда / И.Я.Аксенов, В.И.Аксенов. М.: Транспорт, 1986. - 176 с.

3. Алемасов, В.Е. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справочник в 5 ти томах. Том I / В.Е. Алемасов, А. Ф.Худяков, А.П.Тишин, В.А.Худяков. Под. Ред. В.П. Глушко. - М. :изд - во АН СССР, 1971 - 266 с.

4. Амбарцумян, В.В. Экологическая безопасность автомобильного транспорта / Под ред. член. корр. РАН проф. В.Н. Луканина./ В.В. Амбарцумян, В.Б.Носов, В.И.Тагасов, В.И.Сарбаев. - Научтехиздат, 1999. - 208 с.

5. Атрощенко, В.И. Курс технологии связанного азота / В.И.Атрощенко, А.М.Алексеев, А.П.Засохин. М.: Химия, 1969. - 383 с.

6. Ахмедов, Р.Б. Технология сжигания газа и мазута в парогенераторах / Р.Б.Ахмедов, Л.М.Цирюльников. Л.: Недра, 1976. - 272 с.

7. Боженок, Е.И. Исследование способов организации рабочего процесса малотоксичного дизеля: Дис. канд. техн. наук: 05.04.02 / Е.И. Боженок. Ленинград, 1979. - 182 с.

8. Вагнер, В.А. Снижение дымности дизелей / В.А.Вагнер, Новоселов A.M., Лоскутов A.C. Барнаул: Алт. краевое правление Союза НИО СССР, 1991. - 140 с.

9. Введенский, A.A. Термодинамические расчеты нефтехимических процессов / А.А.Введенский. Л.: Гостоптехиздат, 1960. - 576 с.

10. Виленский, Т.В. Расчет динамики образования оксидов азота при сжигании пылевидного топлива / Т.В.Виленский // Энергетика. 1986. - № 12. - С. 66-70.

11. Виленский, Т.В. Расчеты процессов горения в системах струй и топочных камерах / Т.В.Виленский // Энергетика. -1983. № 10. - С. 81-86.

12. Вихерт, М.М. Влияние типа рабочего процесса и режима работы быстроходных дизелей на свойства сажи и отработавших газов / М.М.Вихерт, А.П.Кратко, И.С.Рафалькес, Г.А.Смирнов, П.А.Теснер // Автомобильная промышленность. 1975. - № 10. - С. 8-11.

13. Газоанализатор ГИАМ 29. Технический паспорт № 603. ИБЯЛ. 413311.018 ПС. Смоленск: ПО Аналитприбор, 1998. - 29 с.

14. Газоанализатор ГИАМ 27-04. Технический паспорт № 6. ИБЯЛ. 41331 1.009 ПС. Смоленск: ПО Аналитприбор, 1998. - 38 с.

15. ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия. Введен с 01.01.83. 6 с.

16. ГОСТ 18509 88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы испытаний. Введен с 01.01.90. - 7 с.

17. ГОСТ Р 52033 2003. Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющи веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния. Введен 01.01.04. - М.: Изд - во стандартов, 2003. - 7

18. Добрянский, А.Ф. Геохимия нефти / А.Ф.Добрянский. -М.: Гостотехиздат, 1961. 382 С.

19. Дъяков, А.Б. Экологическая безопасность транспортных потоков / А.Б.Дъяков. М.: Транспорт. — 1989. - 120 с.

20. Заслонко, И.С. Термический распад нитратных промоторов воспламенения углеводородов / И.С.Заслонко, Т.И.Кочергина, Ю.К.Мукосеев и др. / Химическая физика, 1983. № 8 8. - с. 1060 - 1064.

21. Звонов, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В.А.Звонов. М.: Машиностроение, 1973. - 200 с.

22. Звонов, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания / В.А.Звонов. 2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1981. - 160 с.

23. Звонов, В.А. Методика расчета окислов азота в цилиндре дизеля// Двигатели внутреннего сгорания В.А.Звонов, В.В.Фурса / . Харьков: ХГУ, 1976. - Вып. 24. - С. 107-115.

24. Звонов, В.А. Методика расчета образования окислов азота в цилиндре карбюраторного двигателя / В.А.Звонов // Труды/ ХГУ. 1977. - Вып. 27. - С. 65-70.

25. Зельдович, Я.Б. Окисление азота при горении /

26. Я.Б.Зельдович, П.А.Садовников, Д.А.Франк-Каменецкий. -М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1947. -148 с.

27. Зельдович, Я.Б. К теории горения неперемешанных газов / Я.Б.Зельдович.: Журнал технической физики. 1949. -Т. 19. - Вып. 10. - С. 1199-1210.

28. Ибрагимова, Л.Б. Кинетика химических реакций в смесях окислов углерода с азотом за фронтом ударной волны / Л.Б.Ибрагимова, Лосев С.А.: Кинетика и катализ 1983. - т. 24. - вып. 2 С. 263 - 271.

29. Ибрагимова, Л.Б. Образование радикалов циана при высоких температурах в реакции СО + N = СЫ + О / Л.Б.Ибрагимова: Кинетика и катализ 1983. - т. 24. - вып. 2. - С. 263 - 271.

30. Кожин, Д.В. Моторные топлива: Учебное пособие / Д.В.Кожин, Д.А.Корепанов, В.В.Макаров Йошкар - Ола: МарГТУ, 2004 - 124 с.

31. Кондратьев, В.Н. Константы скорости газофазных реакций / В.Н.Кондратьев. М.: Наука, 1970. - 352 с.

32. Конюхов В.Г. Изучение условий образования бенз(а)пирена и окислов азота и усовершенствование методов их определения в продуктах сгорания газомазутных парогенераторов: Дисс. канд. техн. наук: 05.04.02 / В.Г.Конюхов. Ташкент: 1978. - 229 с.

33. Котлер, В.Р. Новые исследования механизма образования окислив азота в США / В.Р.Котлер: Теплоэнергетика. -1983. №6. - С. 24 - 28.

34. Крутиев, В.А. Изучение влияния азотосодержащих присадок к топливу на образование окислов азота / В.А.Крутиев, А.Д.Горбатенко.: Теплоэнергетика. 1976. - №10. № С. 72-75.

35. Ксандопуло, Г.И. Химия газофазного горения / Г.И.Ксандопуло, В.В.Дубинин М.: Химия, 1987. - 240 с.

36. Кульчинский А.Р. Разработка модели и исследование образования окислов азота в дизеле: Автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.04.02 / А.Р.Кульчинский. М.: МАДИ. - М. 1982. - 16 с.

37. Лавров, Н.В. Физико-химические основы процесса горения топлива / Н.В.Лавров. М.: Наука, 1971. - 272 с.

38. Лернер, М.О. Химические регуляторы горения моторных топлив / М.О.Лернер. М.: Химия, 1979. - 224 с.

39. Ловачев, Л.А. Кинетика образования NOx в метановоз-душных в метановоздушных пламенах / Л.А.Ловачев // Химическая физика. 1983. - №.8. - С. 1085-1091.

40. Лоскутов, A.C. Исследование механизмов образования топливных окислов азота и сажи в цилиндре дизеля: Дисс. канд. техн. наук: 05.04.02 / А.С.Лоскутов. Л.: Ленингр. политехи, ин-т. - 1982. - 293 с.

41. Лоскутов, A.C. Снижение выбросов окислов азота дизелями в атмосферу / А.С.Лоскутов, Новоселов А.Л., Вагнер В.А.: Алт. Краевое правление Союза НИО СССР. Барнаул, 1990. - 120 с.

42. Лоскутов, A.C. Схема циан-аминного механизма образования оксидов азота из азото-содержащих соединений моторных топлив / А.С.Лоскутов, Д.В.Кожин // Материалы науч. конф. проф. преп. состава, докт., асп., сотр. МарГТУ, Йошкар - Ола, 1997.- С. 19 - 21.

43. Лоскутов, A.C. Анализ причин и условий образования оксидов азота в цилиндре дизельного двигателя / А.С.Лоскутов, Д.В.Кожин // Материалы науч. конф. проф. -преп. состава, докт., асп., сотр. МарГТУ, Йошкар Ола, 1997.- С. 19-21.

44. Лоскутов, A.C. Влияние технического состояния дизелей на выбросы оксидов азота / А.С.Лоскутов, А.Л. Новосёлс*лов, Д.В.Кожин, А.А.Изюков// Йошкар- Ола, МарГТУ. Деп. в ВИНИТИ, 1998.

45. Лоскутов, A.C. Низкотемпературный механизм образования оксидов азота при окислении азотосодержащих соединений моторных топлив / А.С.Лоскутов, А.Л. Новосёлов,

46. Д.В.Кожин, А.А.Изюков // Йошкар- Ола, МарГТУ. Деп. в ВИНИТИ, 1998.

47. Магарилл, Р.З. Механизм и кинетика гомогенных термических превращений углеводородов / Р.З.Магарилл. М.: Химия, 1970. - 224 с.

48. Малов, Р.В. Автомобильный транспорт и защита окружающей среды / Р. В. Малов, В.И.Ерохов, В.А.Щетинин, В.Б.Беляев. М.: Транспорт, 1982. - 200 с.

49. Марьясин, И.Л. Кинетика и катализ / И.Л.Марьясин, З.А.Набутовский, 1973. Т.14. - № I. - С. 175 - 179

50. Мехтиев Р.И. Исследование рабочих процессов и токсичности двигателей с послойным зарядом и форкамерно — факельным зажиганием. Дисс. докт. техн. наук: 05.04.02/ Мехтиев Р.И АзПИ - Баку, 1981. - 480 с.

51. Нашленас Э. Моделирование процесса образования вредных веществ при сгорании углеводородного топлива / Э.Наш Марьясин, И.Л.ленас, В.Смайлис. Вильнюс: ИФ АН Лит. ССР, 1983. - 26 с.

52. Нго-Дык-Лам. Исследование условий образования окислов азота и бенз(а)пирена в камерах сгорания: Дисс. канд. техн. наук: 05.04.02 / Нго-Дык-Лам. Л.: Ленингр. политехи, ин-т. 1980. - 154 с.

53. Нельсон, Н. Образование окиси азота при горении // Ракетная техника и космонавтика / Н.Нельсон. 1976. - Т. 14. - № 9. - С. 30-36.

54. Николаенко, В.Ф. Разработка методики и исследование образования окиси азота в бензиновых двигателях: Автореф. дисс. . канд. техн. наук: 05.04.02 / В.Ф. Николаенко. — Харьков: ХИИКТ, 1983. 24 с.

55. Николаенко, A.B. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей / В.Ф. Николаенко. М.: Колос, 1984. - 335 с.

56. Отс, A.A. Образование окислов азота из азота жидкого топлива / A.A. Отс, Д.М. Егоров, К.Ю. Саар // Труды Таллинский политехи, ин-та. 1978. - Вып. 450. - С. 37-43.

57. Отс, A.A. О факторах, влияющих на образование окислов из азота топлива / А.А.Отс, Д.М.Егоров, К.Ю.Саар.: Труды Таллинский политехи, ин-т. 1979. - Вып. 466. - С. 43-50.

58. Петрищев, В.А. О константе скорости реакции N + Н2 / В.А. Петрищев, Сапожников А.Ю. / Кинетика и катализ, 1981. т. 22. - вып. 3-С. 771 - 773.

59. Полак, Л.С. Вычислительные методы в химической кинетике / Л.С.Полак М.Я.Гольденберг, А.А.Левицкий. М.: Наука, 1984. - 280 е.:

60. Померанцев, В.В. Вопросы борьбы с загрязнением атмосферы / В.В.Померанцев, Д.Б.Ахмедов, В.М.Соболев // Проблемы охраны и рациональное использование природных ресурсов. Л.: 1975. - С. 33-37.

61. Райзер, Ю.П. Образование окислов азота в ударной волне при сильном взрыве в воздухе. / Ю.П.Райзер // Журнал физической химии, 1959. Т. 33. - № 3. - С. 37 - 41.

62. Райков, И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. Учебник для вузов / И.Я.Райков. М.: Высш. Школа, 1975. - 320 с.

63. Росляков, П.В. Расчет образования топливных оксидов азота при сжигании азотосодержащих топлив / П.В.Росляков // Теплоэнергетика. -1986. № I. - С. 37-41.

64. Саблина, З.А. Состав и химическая стабильность топлив / З.А.Саблина. М.: Химия, 1972. - 280 с.

65. Саблина, З.А. Присадки к моторным топливам / З.А.Саблина, А.А.Гуреев М.: Химия, 1977. - 258 с.

66. Свиридов, Ю.Б. Смесеобразование и сгорания в дизелях / Ю.Б.Свиридов. JT.: Машиностроение, 1972. - 244 с.

67. Семенов, H.H. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности / Н.Н.Семенов.- М.: Изд-во АН СССР, 1958.- 686 с.

68. Сигал, И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива / И.Я.Сигал. JI.: Недра, 1977. - 294 с.

69. Сигал, И.Я. О чистоте дымовых газов котлов на газовом топливе / И.Я.Сигал // Энергетика и электрофикация. -1968.- № 6.- С. 12-15.

70. Сигал, И.Я. Защита воздушного бассейна при сжигании топлива/ И.Я.Сигал. Л.: Недра, 1988. - 312 е.: ил.

71. Сигал, И.Я Динамика образования окиси азота в низкотемпературной области нормального фронта / И.Я.Сигал,

72. В.Н.Крыжановский // Распределение и сжигание газа. Саратов: СПИ, 1977, - Вып. 3. -С. 48-53.

73. Смайлис, В.И. Малотоксичные двигатели / В.И.Смайлис. Л.: Машиностроение, 1972. - 128 с.

74. Смайлис, В.И. Теоретические и экспериментальные основы создания малотоксичных дизелей: Дисс. докт. техн. наук: 05.04.02 / В.И.Смайлис. Ленинград, 1988. - 464 с.

75. СН 245 75. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий. М.: Изд - во литературы по строительству, 1972. — 15 с.

76. Сполдинг, Д.Б. Конвективный массоперенос / Д.Б.Сполдинг. М.-Л.: Энергия, 1965. -384 с.

77. Терентьев Г.А., Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов. / Г.А. Терентьев, В.М. Тюков, Ф.В. Смаль Москва: Химия, 1989. - 272 с.

78. Теснер, П.А. Кинетика образования пироуглерода / П.А.Теснер // Химия твердого топлива, 1983. № 5. - С. 111-118.

79. Типовая методика определения экономической эффективности осуществления природоохранных мероприятий и оценки экономического ущерба, причиняемого народному хозяйству загрязнением окружающей среды. М: Экономика, 1986. - 96 с.

80. Тракторные дизели: Справочник / Б.А.Взоров, А.В.Адамович, А.Г.Арабян и др. М.: Машиностроение, 1981. - 535 с.

81. Тюльпанов, Р.В. Диффузионные турбулентные пламена. / Р.В.Тюльпанов Изд - во. Ленингр. Гос. ун -та, 1981. -155 с.

82. Фурса, В.В. Исследование образования окислов азота в цилиндре дизеля: А вторе ф. дисс. . канд. техн. наук: 05.04.02 / В.В.Фурса. Харьков: ХИИЖТ, 1977. - 24 с.

83. Химия горения / Под ред. У.Гардинера, мл. М.: Мир, 1988.- 464 с.

84. Чертков, Я.Б. Неуглеводородные соединения в нефтепродуктах / Я.Б.Чертков. М.: Химия, 1964. - 283 с.

85. Чертков, Я.Б. Перспективные автомобильные топлива / Я.Б.Чертков М: Транспорт, 1983. - 319 с.

86. Чертков, Я.Б. Моторные топлива / Я.Б.Чертков. Новосибирск: Наука, 1987. - 208 с.

87. Шоу, Г. Уменьшение выбросов окислов азота из газотурбинной камеры в результате модификации :топлива / Г.Шоу // Энергетические машины и установки. М.: Мир, 1973.- № 4.- С. 87-94.

88. Щетинков, Е.С. Физика горения газов / Е.С.Щетинков -М: Наука, 1965. 740 с.

89. Энергия разрыва химических связей. Потенциалы ионизации и сродство к электрону: Справочник / В.И.Веденеев, Л.В.Гурвич, В.Н.Кондратьев и др. М.: Изд - во АН СССР, 1962. - 216 с.

90. Bachmaier, F., Eberins, К., Just, Т. The Formation of Nitric Oxide and the Detection of HCN in Premixed Hidrocarbon- air Flames at Atmosphere // Combustions Seience and Technology. 1978. - Vol.7 - p.77-84.

91. De Soete, G.G. Overale Reaction on Rates of NO and N2 Formation from Fuel Nitrogen // 15-th Sump. Int. Combustion.- Tokyo. 1974. - Pittsburgh, Pa. - 1974. - P. 1093-1 102 РЖ DBC, 1976, 5T 183.

92. Eyzat, P., Gnibet, J. A New Hook at Nitrogen Oxides Formation in Internal Combustion Engines // SAE, Paper 680124. -1968. 17p.

93. Fenimore, C.P. Formation of Nitrig Oxide in Premixed Hydrocarbon Flames. P.l // 13-th Combustion Inst.- Pittsburg.- 1971. P. 373-380 / P)K DBC, 1971,8T 55.

94. Fenimore, C.P. Formation of Nitric Oxid in Premixed Hydrocarbon Flames. P.2 Pittsburg: Combustion Inst. - 1971. -P.102.

95. Fenimore, C.P. Formation of NOx from Fuel Nitrogen in Entylene Flames // Combustion and Flames. 1972. - Vol. 19.- № 2. P.289-296.

96. Elagan, R.C., Galant, S., Appleton, J.P. Rate Constrained Partitial Eguilibrium Model For the Formation of Nitrig Oxid from Organic Fuel Nitrogen // Combusion and Flame. — 1974. — Vol. 12. №3 - P. 299-31 1.

97. Harries, R.S. Nasfall, M., Williams, A.A. Formation on Oxides of Nitrogen in high Temperature CH4 O2 - N2 - flame // Combustion Sci. and Tech. - 1976. - № 4. - P. 85-94.

98. Haynes, B.S., Iverach, J., Kirov, N.J. The Role of Fuel Nitrogen in Nitric Oxides Formation. Part 2. Experimental // PACE. 1974. - Vol. 27 - № 5. - P.27-30.

99. Haynes, B.S., Iverach, D., Kirov, N.Y. The Behoviour of Nitrogen Species in Fuel Rich Hydrocarbon Flames // 15-th Symp. Int. Combust. Tokyo. 1974. - Pittsburgh, Pa. - 1974. -P. 1103-1112/ P>K DBC, 1976, 5T 184.

100. Hazard, H.R. Conversion of Fuel Nitrogen to NOx in a Compact Combustor // Trans. ASME. 1974 - A 96. - P.l 85188 / Rept. - ASME Pap.1973. - NWA / GT-2.

101. Kaizer, E. Zum Einflub des in Heizölen Gebundenen Stikstoffs auf die Stickoxid emission // Energietechnik. -1979. Vol. 29 - № 2. - S 61-63.

102. Khan, J.M., Greevs, G. Wang, C.H. Factors Affecting Stoke and Gaseous Emissions from Direct Ingection Engints and a Method of Calculation / SAE Paper 730169. 1973. -Vol. 23. - P. 281 - 302.

103. Kaskan, W.E., Huynes, D.E. Mechanism of Deccey of Ammonia in Flame Gases from an NH3 O2 Flame / Combustion and Flame. - 1971. - Vol. 20. - № 3 - P. 381 - 389.

104. Lavoie G., Heywood, J. Keck, J. Experimantal and Theoretical Study of Nitric Oxid Formation in Internal Combustion /r Combust. Sei. and Tech. 1970. - Vol. 1. - № 4 - p. 313 326.

105. Ludwig, G.A. Tehnogical Advances in Sound and Emissions Control / SOAS 7615, General Electric, 1976.

106. Lugas, G.C., Varde, K.S. Off Stoichiometzy Operetion of an SI - engine - a Model of Formation and Control of Nitric Oxide / SAE Prepr. - 1976. - S.A. - № 750352. - 9 pp.: iel.

107. Malte, P.C., Pratt, D.T. The of Energy Releasing Kinetics in NOx Formation: Fuellea, Jet sterred Co - air Combustion / Combustion Science and Technology - 1974. — Vol. 9 -P. 221 - 223.

108. Malte, P.C., Schidt, S.C., Pratt, D.T. Hydroxil Radical and Atomic Oxygen Concentrations in High Intensyty Turbulent Combustion / 16-th Symp. of Combustion. - Pittsburg. -1967. p. 145 - 155.

109. Matsui, J., Nomaguchi, T. Spetroscopic Study of Promt Nitrogen Oxide Formation Mechanism in Hydrocarbon air

110. Flames / Combustion and Flame. 1978. - Vol. 32 - P. 205 -214.

111. Miller, J.A., Braneh, M.C., Keck R.J. A Chemical Kinetic Model for the Selektive Reduction of Nitric Oxide by Ammonic / Combustion and Flame. 1981. Vol. 43 - № - 1 - P. 81 - 98.

112. Miyanchi, T, Mori, Y Imanura, A. Study of Nitric Oxide Formation in Fuel rich Hydrocarbon Flames role of cyanide Species H, OH and O / 16-th Symp. on Combustion. - Pittsburg. - 1976. p. 1073 - 1082.

113. Muzio, L.J., StarKran, E.S., Carretto, L. The Effect of Temperature Variation in the Engine Combustion Chamber on Formation and Emission of Nitrogen Oxides / SAE Paper 710158, 1071, lip.

114. Newhall, H.K., Shalwood, S.M. Kinetics of Nitric Oxide Formation in Hich Pressa Flames / Paper prepr. at. 13 th Symp. Int. on Combust Salt Lake City.

115. Pattas, K., Hafner, G. Stickoxid-Bildung bei der Ottomotorischen Verbrennung // MTZ.- 1973. Vol. 34. - N 12. - P. 397-404.

116. Plee, S. Effects of Flame Temaerature and Air-fuel Mixig on Emission of aarticulate Carbon from a Divided-chamber Diesel Engine// Int. Symd. on aarticulate Carbon Formation During Combustion. Warren, 1981. - P. 423-487.

117. Siegmund, G.W., Turner D.W. NO Emissions from Industrial Boilers: potential Control Methods// Combustion (USA). -1973. 96. - 106.

118. Seigmund, G.W., Turner D.W. NO Emissions from Industrial Boilers: potential Control Methods// Trans. ASME. 1974. - Vol. 45. - N 4. - P. 24

119. Turne,r D.W. Influence of Combustion Modification and Fuel Nitrogen Content on NOx Emission from Fuel oil Combustion / Alche Symp. 68, 126 (1972).

120. Turner, D.W., Andrews R.L., Seigmund C.W. Influence of Combustion Modification and Nitrogen Content on Nitrogen Emission from Fuel oil Combustion / Combustion. 1972. -Vol. 44. - № 2 - P. 21 - 30.

121. Wade, W. R., Shen, P.I., Owens, C.W., Molcan, A.F. Low Emission Combustion for the Regenerative Gas Turbine. Part I. Theoretical and Desing Considerations / ASME Paper. 1973. -№ CT - 11. - 17 p.

122. Winfried, B. Untersuchungen der Nichtgleichgewihctsvor-gage der in Brenn räum von Verbrennungsmotoren Ablaufenden Stickoxidreaktionen // Staub-Keinhaltung der Lauf. 1971. v. 31. - Np. 7. - S 279 - 282.15 • • 16

123. ШАЛЬНОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ1. ГОРОД»муниципального образования «Город Йошкар-Ола»1. Российская Федерация,1. Республика Марий Эл.424006, г. Йошкар-Ола, ул. Гончарова 1«а»,

124. V прием. 45-58-89, бухг.45-08-88, факс 45-46-81

125. ЕЕ^Е-таЙ: тшрсогос^УагпЫег.га¿«гг.1. На Ла

126. ИНН 1215001969 КПП 121501001р/с 40702810200000001178 в

127. Председатель комиссии: Члены комиссии:

128. Чернов Б. М. Семенов С. В. Медведев В. Г.

129. ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ1. ДИЗЕЛЬ СЕРВИС»

130. Директор ООО «Дизель Сервис» Романов Александр Леонидович1. АКТо использовании результатов кандидатской диссертациопной ра Кожина Дмитрия Валерьевича1. Комиссия в составе:председательПылаев Николай Валерьевич:члены комиссии:Романов Леонид Александрович:

131. Председатель комиссии: jf Члены комиссии:

132. ДСГ.}МеНТ. П0ДТБСГ-лД51СЦ:Г.! л р.;-а,копия^topi и ватки:1. АКТс EtF.ipiHwi с->5упьтеiDE BifP в' учебный хгроц-т ::•:'

133. Q г. внедрены, б*учеввкй лрсцесс-на ссйовзняи- ••решения кафедры ЛСХМ от 13»11.98 г., протокол■№ 2

134. Г-л л ws реко^енллиил мин ист ерс-тга, Буза. Фака-Дс тега, ка«ед|й.-> Ггзсги«» г***""* гать* вътст&шг в методические указания к

135. КЯ^аКЗ!.:. i'VpCci Afi.'^iiPlвыполн. лабораторных работ по куроу "Испытания ДВС" для

136. Т'гТ'.'ГЛ'-г'ЭС-К:^ p^f-.-U'r-тлаций И л •Д.-йНКЙ £0* гЫГиуЛР.ЗДПП? .н.,рсг.«чх и диг.„«.-;мкмг par с т. нъгхппнык к, ле£г:студентов спец.-230100, 311300, 170400с ь^удренжт рьгу^ьтатон йй? г учебны* пу.-'.йсо

137. С- » «I X ^ '■ ■ ♦ . ЛЧ »1ч • //

138. Нг-чч^ьник учг5нсго уд2$2лзн:1Ч М-1' 1 £4 ¿¿р*1. Яги з- I1. Нгная^.лг.'ргзгеиия кадля

Информация о работе

Кожин, Дмитрий Валерьевич
кандидата технических наук
Йошкар-Ола, 2005
ВАК 03.00.16

Диссертация

Улучшение технико-экологических характеристик дизелей сельскохозяйственных машин регуляторами горения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы