Донецький Національний Технічний Університет
Фізико-металургійний факультет
Спеціальність:" Промислова теплоенергетика"
В даний час для всіх держав-учасників СНД характерним є спад економіки, і Україна тут не є виключенням. І як ніколи актуальним стає питання про енергоносії, тому що Україна має істотні пробіли в самозабезпеченні, наприклад, нафтою. Цей стратегічний продукт приходиться імпортувати через границю і платити за нього у твердій валюті, крім того ціни на нафту постійно змінюються, що приводить відповідно і до зміни собівартості продукції, у тому випадку коли паливо грає саму головну роль у виробництві. Таке головним чином відбувається в сільському господарстві, де від своєчасного забезпечення паливом багато в чому залежить врожай. Одним з рішень є переклад важкої сільськогосподарської техніки на місцеве паливо. Таким паливом міг би з'явиться вугілля, якби дотепер використовувалися парові машини. Але є й інший спосіб - одержання генераторного газу, а потім спалювання його в ДВС. Цей спосіб має ряд недоліків. Самий істотний з них те, що вугілля - непоновлюваний ресурс. Альтернативою вугіллю при використанні в газогенераторах може стати органічна маса, що дуже доступна і відтворена. По суті, це, може бути, і є те джерело палива при використанні, який підприємство може не тільки саме себе забезпечувати паливом, але навіть і продавати його на сторону.
Метою даної роботи є дослідження особливостей роботи ДВС на різних видах генераторного газу і розробка методики практичних розрахунків при використанні газогенераторів, як джерело палива для ДВС.
Відповідно до поставленої мети основними задачами дисертації є:
У результаті проробленої роботи проведений термодинамічний аналіз роботи системи "Газогенератор-ДВС", розроблені оптимальні варіанти можливої реалізації подібної схеми. Розроблено програму, эмулирующая роботу ДВС на газоподібному паливі, проведений ряд чисельних експериментів по роботі ДВС на різних видах генераторного газу. Розроблено ряд рекомендацій із впровадження в практичне використання газогенераторів як джерела палива для ДВС.
У процесі проведення дослідження, у співавторстві з науковим керівником написана стаття "Застосування основ термодинаміки для дослідження горіння" ,що буде опублікована в електронному збірнику публікацій магістрів, і текст якої представлений також у моїй електронній бібліотеці.
Нижче представлені короткий огляд глав моєї магістерської дисертації, що дозволить читачу зрозуміти основну суть роботи.
1. ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ДВС НА ГАЗІ Й АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ.
При дослідженні літературних джерел по використанню транспортних газогенераторів можна зробити висновок, що не дивлячись на великий досвід накопичений при використанні їхні теоретичні основи залишають бажати кращого. Технічне здійснення газифікації твердого палива в транспортних газогенераторах базувалося не стільки на теоретичних принципах газогенераторного процесу, скільки на чисто практичних рішеннях, що випливали з досвіду експлуатації. Створилося таке положення, при якому теорія газогенераторного процесу замість того, щоб бути керівним засобом при створенні прогресивних конструкцій газогенераторів, використовувалася, головним чином, для роз'яснення принципів дії існуючих систем. Відбулося це тому, що теорія газогенераторного процесу, що мала вікову давнину, розроблялася стосовно до стаціонарних газогенераторів і далеко не завжди відповідала транспортним модифікаціям їх. Останні ж розвивалися обособлено, у залежності від специфічних умов експлуатації автомобіля і трактора. За роки Великої Вітчизняної війни транспортні газогенератори одержали як у Радянському Союзі, так і за кордоном винятково широке поширення. Однак теоретичні обґрунтування й експериментальні дослідження окремих питань цієї проблеми помітно не просунулися вперед і дотепер дуже скудно освітлені в літературі. Мала вивченість явищ, що відбуваються при роботі газогенераторної установки разом із двигуном, не дозволяє ще впевнено намітити шляхи і способи усунення багатьох недоліків, що усе ще спостерігаються в транспортних газогенераторних установках. Зниження потужності двигуна в порівнянні з рідким паливом, мінливість газогенераторного процесу, громіздкість і значна вага всіх агрегатів установки, велика трудомісткість її обслуговування та інші загальновідомі негативні сторони газогенераторів утрудняють їхню експлуатацію і тому повинні бути по можливості усунуті. Безсумнівно, що удосконаленню газогенераторних установок будуть сприяти подальша розробка теорії газогенераторного процесу і, головним чином, уточнення старих і проведення принципове нових експериментів. Ці експерименти (в основному) повинні допомогти розкрити сутність явищ, що відбуваються, і підказати раціоналізацію існуючих чи ідею нових, більш зроблених принципів дії. Сучасна технічна література по транспортних газогенераторах у більшості випадків або містить опис конструкцій різних установок, або викладає їхній розрахунок, побудований на основі загальних принципів термохімії, теплопередачі і термодинаміки. Як правило, ці розрахунки майже не підтверджуються даними досвідченої перевірки і тому являють собою частіше академічний інтерес, не маючи практичного додатка.
2. ПРОГРАМА РОЗРАХУНКУ Й АНАЛІЗУ РОБОЧОГО ЦИКЛУ ДВС НА РІЗНИХ ПАЛИВАХ
Вплив фізико-хімічних властивостей палив на робочий цикл ДВС виявляється через процес згоряння, розрахунок якого являє собою найбільш складну задачу в порівнянні з розрахунком інших процесів. Розроблена програма враховує фізико-хімічні властивості існуючими методами розрахунку процесу згоряння. У даній програмі виробляється розрахунок циклу дизельного двигуна внутрішнього згоряння в залежності від складу палива. Необхідність цього розрахунку полягає в тому, що при перекладі двигуна на довільне паливо, зокрема на генераторний газ, виникає необхідність теоретично розрахувати параметри циклу дизеля і поводження двигуна при різних режимах. Програма дозволяє розрахувати робочий цикл дизеля з постійним і перемінним значеннями відносини теплоемкостей робітника тіла в процесі згоряння. Якщо у вихідних даних не задане середнє значення відносини теплоемкостей, то розрахунок ведеться по формулах для продуктів згоряння дизельних чи палив бензинів. Вибір тієї чи іншої формули передбачений при складанні програми. При змісті в паливі більш 13,75% водню застосовується формула для продуктів згоряння бензо-повітряних сумішей, якщо водню міститься менша кількість, то використовується формула для продуктів згоряння більш важких углеводеніх палив. Програмою враховуються особливості розрахунку робочого циклу дизеля без наддування, з наддуванням, із проміжним охолодженням наддувочного повітря і без охолодження. Якщо у вихідних даних тиск навколишнього середовища і тиск наддування р івні, то двигун розраховується як безнаддувочный варіант. На відсутність проміжного охолодження наддувочного повітря вказує у вихідних даних. Нульове з начення величини зниження температури в охолоджувачі. Програма написана мовою TURBO PASCAL 7.0
3. Проведення чисельних експериментів і термодинамічний аналіз роботи системи. Вибір оптимальних варіантів роботи системи.
У даній главі розробляється методика проведення чисельних експериментів для дослідження роботи системи. За допомогою програми розрахунку робочого циклу ДВС детально прораховується й аналізуються особливості застосування кожного виду палива, достоїнства і недоліки того чи іншого варіанта робочого циклу. Приводяться приклади найбільш характерних розрахунків, зроблених вручну, для ілюстрації розробленої методики.
Якщо Вас зацікавила тема і предмет дослідження даної магістерської роботи і Ви хочете довідатися подробиці пишіть на pvm@mail.ru
(C) Copyright Ritor Company , 2002