ВИЗНАЧЕННЯ КОМПЛЕКСНОГО ПАЛИВНО-ЕКОЛОГІЧНОГО КРИТЕРІЯ ДЛЯ ДИЗЕЛЯ ПРИ РОБОТІ НА ВОДОПАЛИВНІЙ ЕМУЛЬСІЇ

Автор(и)

  • А.П. Марченко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-9746-4634
  • І.В. Парсаданов Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-0587-4033
  • А.В. Савченко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0003-2328-9065

DOI:

https://doi.org/10.20998/0419-8719.2021.2.04

Ключові слова:

дизель, водопаливна емульсія, питома витрата палива, викиди шкідливих речовин, комплексний паливно-екологічний критерій

Анотація

На сьогоднішній день двигуни внутрішнього згоряння дуже поширені в якості джерел енергії в багатьох країнах Світу. Це обумовлює актуальність задач, що пов’язані з покращенням екологічних характеристик двигунів внутрішнього згоряння. Впровадження альтернативних палив в двигунах внутрішнього згоряння є ефективним засобом зменшення їх негативного впливу на навколишнє середовище. Одним з найбільш доступних та поширених альтернативних палив для дизелів є водопаливна емульсія. Використання водопаливної емульсії дає змогу досягти зменшення питомої витрати палива нафтового походження, а також досягти суттєвого скорочення викидів шкідливих речовин з відпрацьованими газами дизеля. Проте, внаслідок відмінностей фізичних властивостей традиційного дизельного палива та водопаливної емульсії, перебіг процесів сумішоутворення та згоряння в циліндрі дизеля суттєво змінюється. Цим може бути обумовлено виникнення резерву з подальшого покращення показників дизеля шляхом вибору параметрів дизеля, що працює на водопаливній емульсії. В рамках дослідження було обрано наступні параметри для варіювання: ступінь стиску, тиск наддуву, тривалість процесу впорскування, а також кут випередження початку впорскування палива. В статті розглянуто вплив вказаних параметрів на питому ефективну витрату палива дизелем, питомий викид твердих частинок та оксидів азоту, а також на максимальний тиск в циліндрі. Характер та ступінь впливу зміни параметрів дизеля на його показники визначено за допомогою математичного моделювання. Варто відзначити, що вплив кожного з обраних для варіювання параметрів достатньо складний та найчастіше неоднозначний. Тобто при досягненні покращення одних показників можуть дещо погіршуватися інші. Отже, для вибору найбільш раціональних параметрів дизеля, що працює на водопаливній емульсії, необхідно одночасно оцінювати економічні та екологічні показники дизеля. Для такої оцінки було використано методику визначення комплексного паливно-екологічного критерія для дизеля, що працює на водопаливній емульсії. Таким чином, в статті показано наявність потенціалу з комплексного покращення екологічних та економічних показників дизеля шляхом вибору раціональних параметрів.

Посилання

Experimental investigation of the performance and emission characteristics of direct injection diesel engine by water emulsion diesel under varying engine load condition / M. Fahd, Y. Wenming, P. Lee [и др.] // Applied Energy – 2013 – № 102 – с. 1042-1049. DOI: 10.1016/j.apenergy.2012.06.041

Engine performance using emulsified diesel fuel / A. Alahmer, J. Yamin, A. Sakhrieh, M.A. Hamdan // Energy Conversion and Management- 2010 - № 51 – с. 1708-1713. DOI: 10.1016/j.enconman.2009.11.044

Performance, emissions and heat release characteristics of direct injection diesel engine operating on diesel oil emulsion / J. Ghojel, D. Honnery, K. Al-Khaleefi // Applied Thermal Engineering – 2006 № 26 – 2006 – с. 2132–2141. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2006.04.014

Influence of the structure of water-in-fuel emulsion on diesel engine performance / A.M. Attia A.R. Kulchitskiy // Fuel – Volume 116 – с. 703-708; DOI: 10.1016/j.fuel.2013.08.057

The Influence of Mass Composition of Water-Fuel Emulsion on Ecological Characteristics of a Diesel Engine / A. Iakovenko, A. Dunin, P. Dushkin, E. Savastenko, M. Shatrov // Energies – 2019 – № 12(14) – с. 2689. DOI: 10.3390/en12142689

Analysis of Selected Toxic Components in the Exhaust Gases of a CI Engine Supplied with Water-Fuel Emulsion / P. Kruczyński, P. Orliński, W. Kamela, M. Ślęzak // Pol. J. Environ. Stud – Vol. 27 – № 1 – 2018 – с. 129-136. DOI: 10.15244/pjoes/74689

Савченко А.В. Математичне моделювання процесів сумішоутворення та згоряння в дизелі на водопаливній емульсії / А.В. Савченко // Двигатели внутреннего сгорания. – 2018. – № 1. – С. 19–26. DOI: 10.20998/0419-8719.2018.1.05

Parsadanov, I., Marchenko, A., Tkachuk, M., Kravchenko, S. “Complex Assessment of Fuel Efficiency and Diesel Exhaust

Toxicity,” SAE Technical Paper 2020-01-2182, 2020, doi:10.4271/2020-01-2182.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-07-26

Номер

Розділ

РОБОЧІ ПРОЦЕСИ ДВЗ

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають