Реєстраційний номер
0218U005271,
0116U008670
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Розробка технології підвищення ефективності функціонування енергетичних установок малотоннажних суден шляхом використанням спиртових палив
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Митрофанов Олександр Сергійович,
Дата реєстрації
15-08-2018
Організація виконавець
Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова
Опис етапу
Об'єктом дослідження є процеси, які протікають у ЕУ малотоннажних суден при використанні спиртових палив, а саме процеси перетворення енергії у двигуні та системі ТХУ ВГ. Метою дослідження є підвищення ефективності ЕУ малотоннажних суден при використанні спиртових палив, шляхом раціональної організації робочого процесу двигуна з ТХУ ВГ; встановлення впливу складу синтез-газу на основні параметри циклу двигуна; визначення раціонального співвідношення параметрів робочого процесу ДВЗ та параметрів роботи системи термохімічною утилізації теплоти, що забезпечать прийнятні питому витрату палива, потужність двигуна та його екологічність при заданих умовах експлуатації. Методи дослідження та апаратура. Методи математичного моделювання. Теоретичні і практичні результати 1. Установлено, що масова добавка синтез-газу до етанолу (1...10 %) дозволяє значно покращити процес згоряння, при цьому спостерігаються зростання індикаторного ККД двигуна та зниження питомої індикаторної витрати палива на 11,7 %. Добавка синтез-газу дозволяє підвищити коефіцієнт надлишку повітря ? до 1,2 без зниження швидкості згоряння паливоповітряної суміші, що, у свою чергу, приводить до зменшення теплових втрат з ВГ, зниження температури відпрацьованих газів, а також зменшує викиди токсичних речовин у атмосферу. 2. Наявність водню у складі синтез-газу покращує моторні властивості паливоповітряної суміші, а саме дозволяє витрачати значно менше енергії на займання суміші (0,23 МДж), що покращує пуск двигуна (особливо в зимовий період). Залежно від величини добавки синтез-газу 1…10 % до етанолу зменшується загальна тривалість згоряння суміші ?z, що знаходиться в межах 33...60? (так, наприклад, при 10 % добавки синтез-газу ?z знижується на 45 %). 3. Для поршневих ДВЗ із примусовим запалюванням, які працюють на етанолі з добавками синтез-газу, при застосуванні ТХУ теплоти ВГ ефективно використовувати реакцію розкладання етанолу, яка має низькі енергетичні характеристики процесу хімічного перетворення. Зниження витрати етанолу досягається при ступенях конверсії - 30...100 % і складає 1...12 % залежно від навантаження двигуна. Раціональна різниця температур на вході в утилізуючий пристрій значно впливає на ефективність застосування ТХУ теплоти ВГ. Діапазон роботи поршневих ДВЗ із примусовим запалюванням при різниці температур 20 К лежить у діапазоні 26...100 % від номінального навантаження, при 260 К - 94...98 %. 4. Застосування каталізаторів для зниження температури реакції конверсії підвищує ефективність використання ТХУ теплоти ВГ у ДВЗ із примусовим запалюванням. Зниження температури реакції конверсії значно розширює межі значень різниці температур на вході в утилізаційний пристрій, при яких досягається зниження питомої витрати етанолу. При зниженні температури конверсії на 50 К верхня межа різниці температур на вході в утилізаційний пристрій T збільшується в 1,23 рази, на 100 К - в 1,46 раз. Мінімальне значення потужності, при якій досягається зниження питомої витрати етанолу для різниці температур на вході в утилізаційний пристрій 160…260 К при зменшенні температури конверсії на 50…100 К, знижується в 1,3…2,6 разів. Новизна: Вперше виконано дослідження впливу параметрів роботи ЕУ малотоннажних суден, на базі ДВЗ с ТХУ ВГ, на ефективність використання спиртових палив. Визначенні шляхи та методи підвищення ефективності двигуна з системою ТХУ ВГ. Розроблені практичні рекомендації щодо налаштування основних параметрів роботи ДВЗ та системи термохімічної утилізації теплоти відпрацьованих газів. Визначенні можливі діапазони роботи системи ТХУ ВГ у складі енергетичних установок малотоннажних суден при використанні спиртових палив. Ефективність впровадження: Впроваджено на ПАТ "Чорноморсуднопроект" та ТОВ "Мотор-Плюс". Сфера (галузь) використання: Суднобудування, двигунобудування, машинобудування
Опис продукції
виконано дослідження впливу параметрів роботи ЕУ малотоннажних суден, на базі ДВЗ с ТХУ ВГ, на ефективність використання спиртових палив. Визначенні шляхи та методи підвищення ефективності двигуна з системою ТХУ ВГ. Розроблені практичні рекомендації щодо налаштування основних параметрів роботи ДВЗ та системи термохімічної утилізації теплоти відпрацьованих газів. Визначенні можливі діапазони роботи системи ТХУ ВГ у складі енергетичних установок малотоннажних суден при використанні спиртових палив.
Автори роботи
А. С. Познанський
А. Ю. Проскурін
Д. В. Довгань
Д. О. Шалапко
Ю. М. Галинкін
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
