МАТЕМАТИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСІВ СУМІШОУТВОРЕННЯ ТА ЗГОРЯННЯ В ДИЗЕЛІ НА ВОДОПАЛИВНІЙ ЕМУЛЬСІЇ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2018.1.04Ключові слова:
дизель, математична модель, водопаливна емульсія, процес згоряння, затримка спалахування, диференційне тепловиділення, мікровибухАнотація
Використання водопаливної емульсії (ВПЕ) в якості палива для дизелів дозволяє досягти значного комплексного покращення паливно-екологічних показників двигуна. Проте, процес згоряння ВПЕ помітно відрізняється від згоряння традиційного дизельного палива. Це обумовлює виникнення резервів з покращення дизеля на ВПЕ шляхом вибору оптимальних параметрів. Найбільш раціональним шляхом для вирішення поставленої задачі є використання комплексної математичної моделі дизеля при роботі на ВПЕ. Одним з найбільш важливих складових такої моделі дизеля є математична модель процесів сумішоутворення та згоряння палива в циліндрі. Наведено основні елементи математичної моделі процесів сумішоутворення та згоряння водопаливної емульсії в дизелі. Для ідентифікації математичної моделі було використано результати комплексу експериментальних досліджень дизеля на водопаливній емульсії на найбільш показових режимах роботи дизеля, що відображають вплив кута випередження впорскування палива, та вміст води у водопаливній емульсії. Підвищення точності отриманих даних експериментальних досліджень досягнуто використанням методів обробки даних окремо для кожного робочого циклу дизеля. Наведено результати ідентифікації математичної моделі. Результати математичного моделювання добре узгоджуються із експериментальними даними, характер та ступінь впливу розглянутих факторів на процеси сумішоутворення та згоряння відображений адекватно. Отримані результати є вихідними даними для моделювання процесів утворення сажі та оксидів азоту в циліндрі дизеля. Це дозволить адекватно оцінити вплив кожного з обраних параметрів на показники дизеля та визначити сукупність параметрів, що забезпечать найбільш ефективне використання ВПЕ в дизелі.Посилання
Gupta R. K. Effects of Water-Diesel Emulsions on the Performance of Single Cylinder Direct Injection Diesel Engine – A Review / R. K. Gupta, K. A. Sankeerth, A. Yetalkar та ін. // Journal of Basic and Applied Engineering Research. ¬ 2014. – №2. – С. 1810–1814.
Zhang W. Influence of water emulsified diesel & oxygen-enriched air on diesel engine NO-smoke emissions and combustion characteristics / W. Zhang, Z. Chen, Y. Shen. // Energy. – 2013. – №55. – С. 369–377.
Watanabe H. An experimental investigation of the breakup characteristics of secondary atomization of emulsified fuel droplet / H. Watanabe, Y. Suzuki, T. Harada // Energy. – 2010. – №35. – С. 806–813.
Wang Z. Evaporation and Ignition Characteristics of Water Emulsified Diesel under Conventional and Low Temperature Combustion Conditions / Z. Wang, S. Wu, Y. Huang // Energies. – 2017. – №10. – С. 1109.
Jankowski A. Influence of chosen parameters of water fuel micro emulsion on combustion processes, emission level of nitrogen oxides and fuel consumption of CI engine / A. Jankowski. // Journal of KONES Powertrain and Transport. – 2011. – №18. – С. 593–600.
Imazu H. Physical Properties and Combustion Characteristics of Emulsion Fuels of Water/Diesel Fuel and Water/Diesel Fuel/Vegetable Oil Prepared by Ultrasonication / H. Imazu, Y. Kojima. // Journal of the Japan Petroleum Institute. – 2013. – №56. – С. 52–57.
Марченко А.П. Особливості процесу згоряння в дизелі при роботі на водопаливній емульсії / А. П. Марченко, Парсаданов І.В., Прохоренко А.О., Савченко А.В. // Двигатели внутреннего сгорания. – 2016. – № 1. – С. 3-10.
Марченко А. П. Экспериментальное определение энергии активации водотопливной эмульсии / А. П. Марченко, А. А. Прохоренко, А. В. Савченко. // Двигатели внутреннего сгорания. – 2016. – №2. – С. 9–14.
Prokhorenko A. Determination of the air excess factor in diesel engine fueled by water fuel emulsion / A.Prokhorenko, D. Samoilenko, D. Meshkov, A. Savchenko. // Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów. – 2017. – №5. – С. 35–43.
Марченко А.П. Вплив параметрів системи паливоподачі на індикаторні показники дизеля при його роботі на водопаливній емульсії / А. П. Марченко, І. В. Парсаданов, А. В. Савченко, І. М. Карягін. // Двигуни внутрішнього згоряння. – 2017. – №2. – С. 3–8.
Марченко А. П. Математическая модель процесса сгорания топлива в дизеле / А. П. Марченко, А. А. Осетров, О. Ю. Линьков. // Двигатели внутреннего сгорания. – 2013. – №1. – С. 3–10.
##submission.downloads##
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
