Language: | Ukrainian | English Encoding: | KOI-8r | CP-1251
На главнуюДонецкий Национальный Технический Университет
Физико-металлургический факультет
Специальность:" Промышленная теплоэнергетика"
В настоящее время для всех государств-участников СНГ характерным является спад экономики, и Украина здесь не является исключением. И как никогда актуальным становится вопрос об энергоносителях, так как Украина имеет существенные пробелы в самообеспечении, например, нефтью. Этот стратегический продукт приходится импортировать из-за границы и платить за него в твердой валюте, кроме того цены на нефть постоянно изменяются, что приводит соответственно и к изменению себестоимости продукции, в том случае когда топливо играет самую главную роль в производстве. Такое главным образом происходит в сельском хозяйстве, где от своевременного обеспечения топливом во многом зависит урожай. Одним из решений является перевод тяжелой сельскохозяйственной техники на местное топливо. Таким топливом мог бы явится уголь, если бы до сих пор использовались паровые машины. Но есть и другой способ - получение генераторного газа, а затем сжигание его в ДВС. Этот способ имеет ряд недостатков. Самый существенный из них то, что уголь - невозобновляемый ресурс. Альтернативой углю при использовании в газогенераторах может стать органическая масса, которая очень доступна и воспроизводима. По сути, это, может быть, и есть тот источник топлива при использовании, которого предприятие может не только само себя обеспечивать топливом, но даже и продавать его на сторону.
Целью данной работы является исследование особенностей работы ДВС на различных видах генераторного газа и разработка методики практических расчетов при использовании газогенераторов, в качестве источника топлива для ДВС.
В соответствии с поставленной целью основными задачами диссертации являются:
В результате проделанной работы проведен термодинамический анализ работы системы "Газогенератор-ДВС", разработаны оптимальные варианты возможной реализации подобной схемы. Разработана программа, эмулирующая работу ДВС на газообразном топливе, проведен ряд численных экспериментов по работе ДВС на различных видах генераторного газа. Разработан ряд рекомендаций по внедрению в практическое использование газогенераторов в качестве источников топлива для ДВС.
В процессе проведения исследования, в соавторстве с научным руководителем написана статья "Применение основ термодинамики для исследования горения" ,которая будет опубликована в электронном сборнике публикаций магистров, и текст которой представлен также в моей электронной библиотеке.
Ниже представлены краткий обзор глав моей магистерской диссертации, который позволит читателю понять основную суть работы.
1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ДВС НА ГАЗУ И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.
При исследовании литературных источников по использованию транспортных газогенераторов можно сделать вывод, что не смотря на большой опыт накопленный при использовании их теоретические основы оставляют желать лучшего. Техническое осуществление газификации твёрдого топлива в транспортных газогенераторах базировалось не столько на теоретических принципах газогенераторного процесса, сколько на чисто практических решениях, вытекавших из опыта эксплуатации. Создалось такое положение, при котором теория газогенераторного процесса вместо того, чтобы быть руководящим средством при создании прогрессивных конструкций газогенераторов, использовалась, главным образом, для разъяснения принципов действия существующих систем. Произошло это потому, что теория газогенераторного процесса, имевшая вековую давность, разрабатывалась применительно к стационарным газогенераторам и далеко не всегда отвечала транспортным модификациям их. Последние же развивались обособленно, в зависимости от специфических условий эксплуатации автомобиля и трактора. За годы Великой Отечественной войны транспортные газогенераторы получили как в Советском Союзе, так и за границей исключительно широкое распространение. Однако теоретические обоснования и экспериментальные исследования отдельных вопросов этой проблемы заметно не продвинулись вперёд и до настоящего времени весьма скудно освещены в литературе. Малая изученность явлений, происходящих при работе газогенераторной установки совместно с двигателем, не позволяет ещё уверенно наметить пути и способы устранения многих недостатков, которые всё ещё наблюдаются в транспортных газогенераторных установках. Снижение мощности двигателя по сравнению с жидким топливом, непостоянство газогенераторного процесса, громоздкость и значительный вес всех агрегатов установки, большая трудоёмкость её обслуживания и прочие общеизвестные отрицательные стороны газогенераторов затрудняют их эксплуатацию и поэтому должны быть по возможности устранены. Несомненно, что усовершенствованию газогенераторных установок будут способствовать дальнейшая разработка теории газогенераторного процесса и, главным образом, уточнение старых и проведение принципиально новых экспериментов. Эти эксперименты (в основном) должны помочь вскрыть сущность происходящих явлений и подсказать рационализацию существующих или идею новых, более совершенных принципов действия. Современная техническая литература по транспортным газогенераторам в большинстве случаев либо содержит описание конструкций различных установок, либо излагает их расчёт, построенный на основе общих принципов термохимии, теплопередачи и термодинамики. Как правило, эти расчёты почти не подтверждаются данными опытной проверки и поэтому представляют собой чаще академический интерес, не имея практического приложения.
2. ПРОГРАММА РАСЧЕТА И АНАЛИЗА РАБОЧЕГО ЦИКЛА ДВС НА РАЗЛИЧНЫХ ТОПЛИВАХ
Влияние физико-химических свойств топлив на рабочий цикл ДВС проявляется через процесс сгорания, расчет которого представляет собой наиболее сложную задачу по сравнению с расчетом других процессов. Разработанная программа учитывает физико-химические свойства существующими методами расчета процесса сгорания. В данной программе производится расчет цикла дизельного двигателя внутреннего сгорания в зависимости от состава топлива. Необходимость этого расчета состоит в том, что при переводе двигателя на произвольное топливо, в частности на генераторный газ, возникает необходимость теоретически рассчитать параметры цикла дизеля и поведение двигателя при различных режимах. Программа позволяет рассчитать рабочий цикл дизеля с постоянным и переменным значениями отношения теплоемкостей рабочего тела в процессе сгорания. Если в исходных данных не задано среднее значение отношения теплоемкостей, то расчет ведется по формулам для продуктов сгорания дизельных топлив или бензинов. Выбор той или иной формулы предусмотрен при составлении программы. При содержании в топливе более 13,75% водорода применяется формула для продуктов сгорания бензо-воздушных смесей, если водорода содержится меньшее количество, то используется формула для продуктов сгорания более тяжелых углеводородных топлив. Программой учитываются особенности расчета рабочего цикла дизеля без наддува, с наддувом, с промежуточным охлаждением наддувочного воздуха и без охлаждения. Если в исходных данных давление окружающей среды и давление наддува равны, то двигатель рассчитывается как безнаддувочный вариант. На отсутствие промежуточного охлаждения наддувочного воздуха указывает в исходных данных. Нулевое значение величины понижения температуры в охладителе. Программа написана на языке TURBO PASCAL 7.0
3. Проведение численных экспериментов и термодинамический анализ работы системы. Выбор оптимальных вариантов работы системы.
В данной главе разрабатывается методика проведения численных экспериментов для исследования работы системы. С помощью программы расчета
рабочего цикла ДВС детально просчитывается и анализируются особенности применения каждого вида топлива, достоинства и недостатки того или иного
варианта рабочего цикла. Приводятся примеры наиболее характерных расчетов, сделанных вручную, для иллюстрации разработанной методики.
Если Вас заинтересовала тема и предмет исследования данной магистерской работы и Вы хотите узнать подробности пишите на pvm@mail.ru
(C) Copyright Ritor Company , 2002