DOI: https://doi.org/10.20998/0419-8719.2020.2.06

РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ В ДВУХТАКТНЫХ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ СУДОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Е. В. Белоусов, И. В. Грицук, Р. А. Варбанец, А. Е. Самарин

Аннотация


Результаты анализа мировых топливных ресурсов указывают на то, что наиболее распространенными ископаемыми топливами на земле являются твердые топлива. Специалисты считают, что при сохранении нынешних темпов их использования, запасов углей хватит, по крайней мере, еще на 400...450 лет. Низкая цена на этот вид топлива делает их использование привлекательной перспективой для применения в качестве моторного топлива для двигателей внутреннего сгорания. Попытки создания двигателей, способных работать на твердых топливах, предпринимались на протяжении всего периода существования ДВС, начиная с работ Р.Дизеля по созданию его рационального двигателя. Однако на протяжении всего этого периода основные усилия специалистов были направлены на то, чтобы приспособить существующие типы поршневых двигателей, работающих на жидких или газообразных топливах, под использование угольного топлива в виде мелкодисперсной пыли, непосредственно подаваемой в рабочий цилиндр или впрыскиваемой в камеру сгорания в составе топливо- или водо-угольной суспензии. Первой попыткой разработать двигатель, который специально создавался под использование твердых топлив и позволял бы максимально использовать преимущества их агрегатного состояния, были работы американского инженера Joseph C. Firey, предложившего конструкцию с внутрицилиндровой газификацией твердого топлива. Впоследствии авторами был усовершенствован данный метод путем организации принудительной продувки слоя твердого топлива в процессе подвода теплоты к рабочему телу. Авторами была разработана и реализована численная модель рабочего процесса данного двигателя, с использованием которой выполнен ряд исследований, направленных на поиск новых подходов к организации рабочих процессов в твердотопливных двигателях со слоевым сжиганием. Эти подходы позволяют максимально использовать особенности подготовки воздушного заряда к сгоранию и управляемого процесса подвода теплоты для повышения термодинамической эффективности рабочего цикла. Обсуждению результатов этого исследования посвящена данная статья.

Ключевые слова


судовые малооборотные двухтопливные двигатели; твердое топливо

Полный текст:

PDF

Литература


Обзор Морского Транспорта. – Geneva, Switzerland, 2018. – 127 р.

Future ship powering options. Exploring alternative methods of ship propulsion. Royal Academy of Engineering. Registered Charity Number: 293074. London., July 2013. – 51 р.

World Energy Scenarios 2019. Exploring Innovation Pathways to 2040 In Collaboration with Accenture Strategy and the Paul Scherrer Institute. – London, United Kingdom, 2019. – 152 р.

Clean Coal Diesel. Demonstration Project. Final Report 7/12/1994 – 10/31/2006. Cooperative Agreement No. DE-FC21-94MC31260 Prepared for: U.S. Department of Energy National Energy Technology Laboratory March, 2007. – 175 р.

Nicol K. The direct injection carbon engine. IEA Clean Coal Centre London SW18 1DD United Kingdom, 2014. – 87р.

Белоусов Е.В. Создание и совершенствование твердотопливных поршневых двигателей внутреннего сгорания / Е.В. Белоусов. – Херсон: ОАО ХГТ, 2006. – 451 с.

Пат. 5216928 США, МКИ F02B 45/02 Product gas reservoirs for cyclic char burning engines anil gasifies / Joseph C. Firey (США); Заявл. 30.04. 92.; Опубл. 08.06.93 – 14 с.

Спосіб спалювання твердих палив в двигуні внутрішнього згоряння, Білоусов Є.В. Пат. 32644 Україна МКВ 7 F02B 45/02 Заявлено 17.02.2000.; Опубліковано 15.02.2001.

Уокер Г. Машины, работающие по циклу Стирлинга. Пер. с англ./ Г.Уокер. – М.: Энергия, 1978. – 152 с.

Белоусов Е.В. Усовершенствование слоевого метода сжигания твердых топлив в двигателях внутреннего сгорания / Е.В. Белоусов, Б.Г. Тимошевский, Т.П. Белоусова // Зб. наук. праць УДМТУ. – 2001 – № 6 (378). – С. 68-77.

Белоусов Е.В. Моделирование процесса сжатия с охлаждением воздушного заряда путем распыливания воды в рабочем цилиндре ДВС / Е.В. Белоусов // Двигатели внутреннего сгорания. – 2006. – № 1. – С. 72-78.




Creative Commons License
Эта работа лицензирована Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.