ВИБІР ПАРАМЕТРІВ ГАЗОВОГО ЗМІШУВАЧА ДЛЯ КОНВЕРСІЇ ДИЗЕЛЬНОГО МОТОР-ГЕНЕРАТОРА У ГАЗОДИЗЕЛЬНИЙ
DOI:
https://doi.org/10.20998/0419-8719.2024.2.02Ключові слова:
робочий процес, мотор-генератор, природній газ, газовий змішувач, чисельне моделюванняАнотація
За літературними джерелами проаналізовано варіанти конверсії дизелів у двопаливні двигуни для роботи на будь якому горючому, зокрема, природному газі (ПГ). Метод конверсії з зовнішнім сумішоутворенням і запальною дозою рідкого палива передбачає підготовку газоповітряної суміші необхідного складу у спеціальному пристрої. Наведено методику вибору конструктивних параметрів газового змішувача для організації робочого процесу V-подібного дизельного двигуна типу 12Ч 15/17,5, конвертованого у газодизельний, який працює у складі мотор-генераторної установки резервного енергоживлення. Проаналізовано базову конструкцію - дизельного мотор-генератора. Проведено порівняльний розрахунок робочих процесів дизельного та газодизельного варіантів виконання (з запальною дозою дизельного палива 10%). Сформовано вимоги до конструкції та місця розташування газового змішувача. В роботі, з використанням технологій 3D моделювання, сформовано геометрію газового змішувача та його проточну частину. З використанням методу кінцевих об’ємів було синтезовано розрахункову сітку та проведено її адаптацію поблизу твердих стінок. Далі у тривимірній постановці було проведено серію чисельних експериментів з оцінки пропускної здатності та якості змішування мережевого метану з повітрям (при роботі на характерних експлуатаційних режимах). Оцінено розподіл швидкостей потоку у вертикальній та горизонтальній площинах проточної частини газового змішувача, проаналізовано зміну тиску по висоті газового змішувача і розподіл масової частки метану у проточній частині впускного тракту двигуна та розроблено науково-практичні рекомендації з забезпечення ефективної роботи газодизеля у складі мотор-генераторної установки. Показано, що запропонована конструкція газового змішувача дозволяє проводити ефективне змішування метну з повітрям при роботі у всьому діапазоні потужності розглянутого двигуна. Використання технологій 3D моделювання, з використанням сучасних чисельних методів, дозволяє оцінити умови роботи змішувача по макро показникам та в локальних підобластях, що дозволяє, в подальшому, розробити рекомендації по підвищенню ефективності процесу приготування паливоповітряної суміші.
Посилання
Ambarita H. Performance and emission characteristics of a small diesel engine run in dual-fuel (diesel-biogas) mode [Electronic resource] / Himsar Ambarita // Case Studies in Thermal Engineering. – 2017. – Vol. 10. – P. 179–191. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.csite.2017.06.003 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Ghazal O. H. Combustion analysis of hydrogen-diesel dual fuel engine with water injection technique [Electronic resource] / Osama H. Ghazal // Case Studies in Thermal Engineering. – 2019. – Vol. 13. – P. 100380. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.csite.2018.100380 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Effect of Injection Strategies in Diesel/NG Direct-Injection Engines on the Combustion Process and Emissions under Low-Load Operating Conditions [Electronic resource] / Jinze Li [et al.] // Energies. – 2020. – Vol. 13, no. 4. – P. 990. – Mode of access: https://doi.org/10.3390/en13040990 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Effects of direct-injection fuel types and proportion on late-injection reactivity controlled compression ignition [Electronic resource] / Qinglong Tang [et al.] // Combustion and Flame. – 2020. – Vol. 211. – P. 445–455. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2019.10.018 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Barasa Kabeyi, M., and Olanrewaju, O., 2022, June. Conversion from diesel to dual fuel power generation and implications on the transition. In 7th North American International Conference on Industrial Engineering and Operations Management, https://doi.org/10.46254/NA07.20220356.
Direct Injection of Natural Gas at up to 600 Bar in a Pilot-Ignited Heavy-Duty Engine [Electronic resource] / Gordon McTaggart-Cowan [et al.] // SAE International Journal of Engines. – 2015. – Vol. 8, no. 3. – P. 981–996. – Mode of access: https://doi.org/10.4271/2015-01-0865 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Optimization of the injection parameters of a diesel/natural gas dual fuel engine with multi-objective evolutionary algorithms [Electronic resource] / Jie Liu [et al.] // Applied Thermal Engineering. – 2019. – Vol. 150. – P. 70–79. – Mode of access: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2018.12.171 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Impact of pilot diesel injection timing on performance and emission characteristics of marine natural gas/diesel dual-fuel engine [Electronic resource] / Xiao Zhang [et al.] // Scientific Reports. – 2024. – Vol. 14, no. 1. – Mode of access: https://doi.org/10.1038/s41598-024-61672-5 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Fuel economy raising of alternative fuel converted diesel engines [Electronic resource] / Sviatoslav Kryshtopa [et al.] // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2018. – Vol. 4, no. 8 (94). – P. 6–13. – Mode of access: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139358 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Conversion of diesel locomotive engines to operation on natural gas motor fuel [Electronic resource] / Vitaliy Asabin [et al.] // E3S Web of Conferences. – 2020. – Vol. 157. – P. 01003. – Mode of access: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202015701003 (date of access: 11.07.2024). – Title from screen.
Samue J. Kazmouz ,Sicong Wu, Adam Klingbei, et al. //Large-Bore Locomotive Engines – Numerical Simulations of Natural Gas/Diesel Dual-Fuel Operation / Conference: ASME 2023 ICE Forward Conference DOI:10.1115/ICEF2023-110164, January 2024.
G. B. Varlamov, V.G. Petrenko, A. Glazyrin, //Methodological basis for the conversion of transport diesel engines of transport diesel engines to gas-diesel operation/BULLETIN of L.N. Gumilyov ENU. Technical Sciences and Technology Series № 1(134)/2021 Р. 68 – 78. DOI: 10.32523/2616-7263-2021-134-1-68-78. 13. Mitsubishi Diesel Engine - S12H-PTA. – Режим доступу: https://engine-genset.mhi.com/hubfs/00.%20Website/02.%20Industrial/02.%20Products/Contant%20Speed/000.%20Documents/Mitsubishi%20Diesel%20Engine%20-%20S12H-PTA%20Switchable.pdf?hsLang=en. 14. Нафтогаз України, офіційний сайт. – Режим доступу: https://gas.ua/uk/business/tariffs
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Двигуни внутрішнього згоряння
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
