Математическая модель и методика оценки выбросов углерода с отработавшими газами судовых средне- и высокооборотных дизелей со струйным способом смесеобразования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.08.05, кандидат наук Глазков Дмитрий Юрьевич

• Глазков Дмитрий Юрьевич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Глазков Дмитрий Юрьевич

Введение

Глава 1. Анализ методов исследования и моделирования процессов распы-

ливания, смесеобразования и сгорания

1.1. Процесс распыливания топлива

1.2. Процесс смесеобразования

1.3. Периоды процесса сгорания

1.4. Образование сажевых частиц

Глава 2. Теоретическое исследование процесса эмиссии сажи с отработавшими газами двигателей

Глава 3. Экспериментальные исследования процесса эмиссии сажи с отработавшими газами двигателей..........................................................................................................................................................................118?

3.1. Обзор приборов для измерения дымности отработавших газов

3.2. Описание эксперимента

3.3. Учёт ошибок при обработке результатов экспериментального исследования

Глава 4. Рекомендации по использованию полученных математической модели и метода расчёта выбросов углерода с отработавшими газами дизелей

со струйным способом смесеобразования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Математическая модель и методика оценки выбросов углерода с отработавшими газами судовых средне- и высокооборотных дизелей со струйным способом смесеобразования»

Актуальность работы

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС), установленные на судах флота рыбной промышленности, работают преимущественно на жидких топливах нефтяного происхождения. Горючими элементами этих топлив являются углерод, водород и сера. Углерод, в зависимости от месторождения нефти и методов её переработки, может находиться в различных соединениях с водородом: в виде предельных и непредельных углеводородов линейного и разветвлённого строения, циклопарафинов, ароматических углеводородов с одним или несколькими кольцами. Поэтому, в зависимости от строения молекул, их расщепление происходит с различной скоростью.

Как известно, наибольшее распространение в судовых ДВС получил струйный (объёмный) способ смесеобразования, при котором объём заряда воздуха распределён между отдельными топливными струями. В общем случае диаметры сопловых отверстий выполняются с некоторой погрешностью, которая увеличивается за счёт неравномерного износа при эксплуатации. Таким образом, из каждого соплового отверстия выходит топливная струя, характеризующаяся длиной, углом конуса и шириной фронта. Струя включает в себя совокупность капель различного диаметра. Наиболее крупные капли, как показали исследования, проводившиеся в Центральном научно-исследовательском дизельном институте (ЦНИДИ) [1], лаборатории двигателей АН СССР, МГТУ им. Н. Э. Баумана [27, 40], Владимирском государственном университете[109]и других организациях, располагаются на оси струи и в её фронтальной части. Причём их диаметр соответствует диаметру сопловых отверстий [2, 3].

Как установлено многочисленными исследованиями, например [4, 5], максимальные температуры пламени в процессе сгорания составляют до 3000 К, что в совокупности с недостаточным количеством кислорода в топливных струях вызывает пиролиз впрыснутого топлива. В процессе пиролиза проис-

ходят процессы дегидрирования и расщепления углеродных цепей молекул топлива. Образующиеся при этом свободные радикалы взаимодействуют как с кислородом воздуха, находящимся в цилиндре, так и между собой, образуя более тяжёлые молекулы, также подвергающиеся дегидрированию. Итогом процесса пиролиза топлива являются ядра сажи, представляющие собой «соты» из сконденсированных ароматических колец [5, 6].

Большие объёмы потребляемого ежегодно топлива приводят к существенному загрязнению атмосферы и уменьшению содержания кислорода в ней. Чем меньше экономичность двигателя, тем больше расходуется топлива и, соответственно, наносится больший вред окружающей среде.

В настоящее время проблема выброса продуктов неполного сгорания с отработавшими газами тепловых двигателей и котлов приобрела огромное значение в силу ряда причин.

С одной стороны, продукты неполного сгорания углеводородных топ-лив в силу своей токсичности представляют опасность как загрязнители окружающей среды, в первую очередь воздуха. С другой стороны, с продуктами неполного окисления в атмосферу уносится часть химической энергии топлива, которую мы недополучаем в цилиндре ДВС, камере сгорания турбины, топке котла.

Проблема обеспечения полного сгорания топлива в ДВС, газовых турбинах и котлах также приобрела актуальность в связи с непостоянством нефтяных цен в мире и, как следствие, колебаний цен на топливо, а также в связи с решением запретить использование относительно дешёвого тяжёлого малосернистого топлива в Особых районах Мирового океана, таких как Балтийское, Северное моря и др.

Кроме того, тяжёлые продукты частичного окисления, такие как сажа, накапливаются в газоходах и на поверхностях теплообмена, что не только затрудняет теплообмен, но и опасно в пожарном отношении, поскольку скопившаяся в газоходе сажа при увеличении температуры отработавших газов способна самовоспламеняться.

Для снижения выбросов продуктов неполного сгорания необходимо установить количественное влияние ряда конструктивных и эксплуатационных факторов на их эмиссию в математической, табличной или графической форме. При этом желательно, чтобы зависимости, с одной стороны, были простыми для применения, а с другой стороны, содержали бы минимум эмпирических коэффициентов.

Исследованию процесса сгорания и моделированию образования токсичных веществ в процессе сгорания в ДВС посвящены работы ведущих вузов мира. Большой вклад в решение данных задач внесли отечественные и зарубежные учёные, например: академик Н. Н. Семёнов, профессора В. А. Звонов, Н. Ф. Разлейцев, В. И. Смайлис, Н. Х. Дьяченко, Б. М. Гончар, Р. З. Кав-тарадзе, А. А. Иванченко, А. Р. Кульчицкий, В. И. Одинцов, Г. В. Медведев, Х. Хироясу, Дж. Мосс и др.

Таким образом, существует противоречие между необходимостью дальнейшего снижения выбросов углерода с отработавшими газами и отсутствием зависимостей, в явном виде учитывающих влияние ряда конструктивных и эксплуатационных факторов на их содержание в отработавших газах. В связи с вышеизложенным актуальность представленной работы определяется:

• Важностью проблемы оздоровления экологического состояния атмосферы.

• Необходимостью снижения расхода топлива в связи с непостоянством цен на него.

• Пожароопасностью отложений продуктов неполного сгорания.

• Необходимостью наличия методов расчёта содержания сажи в отработавших газах судовых ДВС с использованием относительно недорогих приборов и программных средств.

• Возможностью определения технического состояния деталей, узлов и систем ДВС по выбросам продуктов неполного сгорания.

Целью настоящего исследования является разработка метода расчёта содержания сажи в отработавших газах судовых ДВС, учитывающего ряд конструктивных и эксплуатационных факторов и содержащего минимум эмпирических показателей.

Задачами настоящего исследования являются:

• Анализ существующих методов моделирования процесса сгорания и образования сажи на предмет учёта в них действующих конструктивных и (или) эксплуатационных факторов.

• Разработка расчётной модели для количественной оценки выбросов сажи с отработавшими газами ДВС, в явном виде учитывающей влияние конструктивных и эксплуатационных факторов.

• Проведение экспериментальных исследований с целью проверки адекватности полученной модели.

Объектом исследования является ряд средне- и высокооборотных двигателей внутреннего сгорания, применяемых на судах флота рыбной промышленности.

Предметом исследования являются закономерности изменения выбросов сажи в зависимости от влияния ряда конструктивных и эксплуатационных факторов.

Методология и методы исследования. Методологической основой настоящего диссертационного исследования явилась совокупность общенаучных и специальных методов научного познания. Применены теоретико-эмпирические методы, а также методы математического и физического моделирования.

Степень достоверности результатов. Достоверность научных результатов обеспечена корректным использованием апробированных опытом методов математического моделирования, общепризнанных положений теории рабочего процесса ДВС, а также экспериментальными испытаниями рассматриваемых объектов с применением сертифицированных измерительных приборов.

На защиту выносятся:

• Математическая модель, позволяющая оценивать величину эмиссии сажи по показателям процессов распыливания, смесеобразования и сгорания;

• Результаты экспериментальных исследований;

• Методика расчёта эмиссии сажевых частиц.

Научная новизна выносимых на защиту результатов заключается в полученной модели, впервые позволяющей вычислить количество содержащейся в отработавших газах двигателя сажи с учётом в явном виде ряда факторов: количества и диаметра сопловых отверстий форсунки, давления топ-ливоподачи, состояния воздушного заряда в цилиндре ДВС в процессе впрыска, размеров цилиндра и др.

Практическая ценность результатов исследования заключается в разработке методики, позволяющей определять режимы работы ДВС с минимальной эмиссией сажи. Результаты работы внедрены:

• В учебном процессе для исследований экологической безопасности судовых ДВС и экономической эффективности топливоиспользования при выполнении дипломных работ и курсовых проектов.

• В рабочей программе дисциплин «Судовые ДВС» и «Предотвращение загрязнения окружающей среды».

• В практику эксплуатации судов флота рыбной промышленности.

Достоверность и обоснованность научных положений обеспечивается

корректным выбором методологической базы, соответствующим выбором допущений, минимальной погрешностью результатов проведённых экспериментов (не более 7 %) и хорошей сходимостью с результатами теоретических исследований, использованием основных положений термодинамики и теории двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Апробация работы. Основные положения настоящей диссертационной работы были доложены:

• На Балтийских морских форумах 2013—2018 гг.;

• На межвузов^их научно-техниче^их конференциях аотирантов, cоиcкателей и докторантов в Калининграде, в БГАРФ в 2009—2011 гг.;

Публикации. По теме ди^ертационной работы опубликовано 11 печатных работ, из них четыре в изданиях, рекомендуемых ВАК, и одна в издании, индекодруемом в базе данных Web of Science.

Структура и объём работы.

Работа шетоит из трёх глав. В первой главе проводится анализ про-це^ов топливоподачи, cмеcеобразования и сторания, ра^мотрены методы их моделирования. Опдоан проце^ и модели cажеобразования.

Во второй главе приведены результаты экотериментальных и^ледова-ний, выполненных как автором, так и предо ставленные другими и^ледова-телями.

В третьей главе обобщены результаты экотериментов, на их ошове получены завиодмости, cвязывающие отноодтельную поверхноcть топливной струи c параметрами процеccа топливоподачи и геометриче^ими характери-cтиками раотылителя, а также учитывающие в явном виде влияние ряда экот-луатационных и конcтруктивных факторов на удельный чашвой выброc углерода c отработавшими газами cудового ДВC.

^ишк литературы включает 135 иcточников.

Текст — 149 стр.

Рдоунков 52

Таблиц 7

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАСПЫЛИВАНИЯ, СМЕСЕОБРАЗОВАНИЯ И СГОРАНИЯ 1.1. Процесс распыливания топлива

В судовом двигателестроении наибольшее распространение нашёл струйный (объёмный) способ смесеобразования, при котором топливо в цилиндры поступает под высоким давлением (до 100 МПа и более) через одну или несколько форсунок (до четырех). Несколько форсунок применяется в мощных малооборотных двухтактных дизелях, а также в двигателях с противоположно движущимися поршнями. Распылитель каждой форсунки многодырчатый. В среднеоборотных ДВС в крышку цилиндра в основном устанавливается одна форсунка, т. к. необходимо место для впускного и выпускного клапанов (в отличие от двухтактных ДВС, где для поступления воздуха предусмотрены продувочные окна в цилиндровых втулках). Наряду со струйным в ряде средне- и высокооборотных ДВС применяются плёночный, объёмно-плёночный, предкамерный, вихрекамерный и другие способы смесеобразования.

Суда флота рыбной промышленности работают в районах с различными гидрометеорологическими условиями и при постоянном ухудшении технического состояния их двигателей. Уменьшение атмосферного давления вместе с ростом температур воздуха и забортной воды приводит к снижению массы воздуха, поступающего в цилиндры. При обрастании корпуса судна и искажении его геометрии, а также при движении судна в условиях встречных ветров и течений возрастает сопротивление и нагрузка на главный двигатель (двигатели). В результате искажается рабочий процесс двигателя, снижается коэффициент избытка воздуха при сгорании, растут расход топлива и концентрация продуктов неполного сгорания в отработавших газах. Недостаток воздуха при этом двигатель «компенсирует» увеличением цикловой подачи

топлива, что приводит к ещё большему росту выбросов продуктов неполного сгорания с отработавшими газами.

В общем случае рост выбросов продуктов неполного сгорания, в том числе углерода, с отработавшими газами двигателя можно представить уравнением:

dc = dCтА + dcгтн + dCтопл + dCметео + dCкорп, (1.1)

где dcТА — рост выбросов продуктов неполного сгорания, обусловленный износом и разрегулировкой топливной аппаратуры ^сгш — то же, обусловленное засорением системы газообмена двигателя^стопл — то же, обусловленное изменением химического состава и физических свойств применяемого топлива^сметео — то же, обусловленное изменением гидрометеорологических условий^скорп — то же, обусловленное обрастанием и искажением геометрии корпуса судна.

Для теоретического исследования влияния ряда эксплуатационных и конструктивных факторов на эмиссию углерода с отработавшими газами проведён анализ известных методов моделирования процессов распылива-ния, смесеобразования и сгорания с целью получения уравнений для моделирования их влияния на выбросы углерода.

Процесс распыливания топлива очень важен для обеспечения топливной экономичности, лёгкого пуска и устойчивой работы ДВС. При неправильном распыле топливо в цилиндре сгорает не полностью, в отработавших газах возрастает количество продуктов неполного сгорания. В результате мы недополучаем энергию в цилиндре, а несгоревшее топливо в виде сажи засоряет систему газовыпуска, нарушает процесс газообмена, работу турбокомпрессора и утилизационного котла, а также выбрасывается в атмосферу. Налипая на ротор турбокомпрессора (ТК), сажа вызывает его дисбаланс и быстрый выход из строя подшипников, а при засорении направляющего аппарата снижается производительность ТК и возрастает его склонность к пом-пажу [7]. При увеличении температуры отработавших газов, например, при

набросе нагрузки, отложения сажи воспламеняются, что приводит к прогару выпускных коллекторов, разрушению утилизационных котлов [8] и т. д.

Топливная струя содержит порядка 107—108 капель диаметром от 1 до 400 мкм [9]. Поскольку капли топлива, вылетая из соплового отверстия, находятся в сложном движении относительно окружающей среды и друг относительно друга, то их фиксирование и измерение представляют определённые трудности.

Структура струи распыленного топлива и её геометрические характеристики показаны на рисунке 1.1[10,11].

Е

а

Рисунок 1.1. Геометрия и структура топливной струи: у — угол раскрытия струи; L — дальнобойность струи; 1 — ядро, 2 — оболочка

Рассмотрим основные методы фиксирования и измерения мелкости распыла топлива.

Для исследования влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на процесс распыливания топлива были проведены исследования рядом авторов (профессора Лышевский А. С., Кутовой В. А., Свиридов Ю. Б., Бразовский В. В., Гафуров Р. А. и др.)

1. Метод улавливания капель [9].

Достаточно простым и наглядным методом является улавливание капель на закопчённую пластинку, которую ставят перпендикулярно струе распыленного топлива таким образом, чтобы её продольная ось совпала с центром пластины.

Летящие капли, ударяясь о слой копоти, оставляют на нём чётко видимые отпечатки — чёрные точки. При слишком большой силе удара слой сажи на пластинке пробивается насквозь, в результате чего отпечатки получаются нечёткие, с неровными краями, что затрудняет правильное определение размеров капель. Во избежание этого устанавливают несколько пластин на разных расстояниях от сопла. Было получено уравнение, связывающее диаметр отпечатка dk'c диаметром капли dk, толщиной слоя копоти на пластинке ^ скорости капли в момент удара и физических свойств исследуемого топлива:

В выражении (1.2) скорость капли и физические свойства топлива выражены числом Вебера:

We = pdcU2/a, (1.3)

где р — плотность топлива; а — его коэффициент поверхностного натяжения^ — диаметр сопловых отверстий распылителя; U — скорость истечения топлива из сопловых отверстий.

Пластины после экспериментов фотографировались, и по микрофотографиям отдельных участков определялось количество капель и их размеры.

Данный метод имеет следующие недостатки: в случае капель с диаметром порядка сотен мкм толщина слоя копоти должна достигать 0.7—1 мм, слой такой толщины при попадании капель осыпается, мелкие капли топлива диаметром до 30 мкм не долетают до пластины либо оставляют нечёткие отпечатки, а учёт капель диаметром до 5 мкм данным методом невозможен, ибо зёрна копоти имеют такой же размер.

Были предприняты попытки вместо закопчённых пластинок использовать жидкости, что полностью не устранило вышеописанные недостатки.

2. Метод отвердевания капель [9].

Суть метода состоит в том, что впрыск происходит в сосуд, заполненный хладагентом (например, жидким азотом). Капли впрыснутого топлива замерзают и просеиваются через ряд сит, установленных в порядке убывания размера ячеек. Сита с уловленными каплями взвешиваются.

К недостаткам данного метода следует отнести возможность размороз-ки и дробления капель, а также засорение сит, особенно при малых размерах ячеек.

3. Седиментометрический метод.

Данный метод, рассмотренный в [12], применяют для анализа эмульсий, суспензий и аэрозолей. Проф. А. И. Толстов обосновал возможность применения данного метода для исследования мелкости распыла топлива форсунками дизелей, а В. А. Кутовой применил его [13].

Скорость падения капли зависит от её диаметра. Крупные капли имеют большие скорости, поэтому и оседают раньше. При помещении на пути падающих капель микровесов фиксируется увеличение веса через определённые периоды времени и после обработки получается распределение капель по размерам.

В зависимости от предполагаемого размера капель, следует воспользоваться одной из трёх зависимостей [9].

При dk, не превышающем 80 мкм:

где ц2 — динамическая вязкость среды, в которую впрыскивается топливо; И — высота падения капель^ — ускорение свободного падения^ — время падения капель; Ар — разность плотностей топлива и окружающей среды.

При диаметре капель от 80 до 160 мкм следует использовать зависимость

(1.4)

(1.5)

А для крупных капель диаметром от 160 мкм — зависимость

к 20 дАрКЫ у л! 3 р| У 4 '

4. Электрический метод определения мелкости распыла, предложенный Ю. Ю. Житковским [14], основан на взаимосвязи размеров капель распыленной жидкости и их электрической ёмкости.

Струю распыленного топлива пропускают сквозь электрическое поле, проходя через которое, капли получают электрический заряд. Величина тока Q, вызванного движением заряженных капель топлива, пропорциональна ёмкости капель, образовавшихся в процессе распыливания.

В поток распыленного топлива вводится проволочный зонд. При ударе о него капли топлива возникает импульс, амплитуда которого пропорциональна электрической ёмкости капли.

Замеряя напряжение Еки ток 1к при улавливании капель в сборник, вычисляется средний диаметр капель:

(1.7)

где А — опытный коэффициент пропорциональности.

Обработка предварительно усиленных импульсов производится с помощью счётчика. На точность измерения влияет целый ряд факторов, учесть которые проблематично: влажность воздуха, непостоянство тока, неравномерность оседания капель и «утечка» заряда с них, правильность тарировки прибора и т. д. Также затруднено определение величины коэффициента пропорциональности «А».

5. Микрофотографирование и скоростная видеосъёмка

Для получения представления о форме, размерах и взаимном расположении капель в пространстве можно использовать методы микрофотографирования и скоростной видеосъёмки распыленной струи при освещении искровым разрядом. Полученные фотографии обрабатывают так же, как и закопчённые пластинки. Для удобства обработки снимки могут быть увеличены. С помощью микрофотографий можно исследовать качество распыла топлива непосредственно перед зоной горения, когда произошло частичное

испарение топлива. C помощью данного метода исследуется часть факела, находящаяся в плоскости резкой наводки. Капли, находящиеся вне этой плоскости, получаются на фотографиях нечётко, что затрудняет обработку снимков. Следует отметить, что введение в струю топлива объектива вызывает возмущения и нарушает распределение капель в ней.

Следующей ступенью развития методов исследования мелкости распыла топлива являются оптические методы, основанные на явлениях рассеивания, отражения, преломления, интерференции и дифракции световых волн при прохождении света сквозь распыленную струю жидкости.

Замерив фотометром величину поглощения светового потока струёй топлива, её диаметр в месте просвечивания и расход топлива, а также оценив скорость струи, можно вычислить средний диаметр капель по выражению [9]:

_ AGQ

ак -, Io-AI' (18)

r ¡о

где G и Q — массовый и объёмный расходы топлива; Эс — диаметр топливной струи; v — скорость струи; Io и AI — первоначальная интенсивность света и его поглощение струёй соответственно; А — коэффициент пропорциональности, определяемый размерами измерительного прибора.

Для определения среднего диаметра капель используется явление дифракции. Для этого струю распыленного топлива освещают монохроматическим светом через небольшое отверстие в тёмном экране [16].

Диаметр капель определяется по закону дифракции:

ак = (т + 0.22) С1-9)

где X — длина волны света; 0 — угол светлого кольца; m — порядок максимума (номер светлого кольца).

Для оценки качества распыла также используется метод радуги [9].

При освещении распыленной струи жидкости прямолинейным узким пучком монохроматического света происходит его преломление и отражение от капель, содержащихся в струе. При этом возникает радуга — ряд концен-

трических тёмных и светлых дуг, ширина которых зависит от длины волны света и диаметра капель.

Данный метод даёт удовлетворительные результаты при условии однородного распыла, когда в струе топлива преобладают капли одного диаметра. При этом диаметр капель должен быть не менее 100 мкм, т. к. в случае более мелких капель радуга расплывается, что при диаметре капель порядка 5—10 мкм делает метод радуги неприменимым.

В связи с развитием техники измерений получил развитие гологра-фический метод исследования характеристик топливной струи, предложенный профессором В. А. Кутовым.

Метод заключается в получении трёхмерного изображения (голограммы) распыленной топливной струи [17]. Для получения голограмм используется двухлучевая лазерная установка проф. В. А. Кутового [13], показанная на рисунке 1.2.

Световой импульс лазера 1 длительностью 30 нс с помощью делителя 2 расщепляется на сигнальный 3 и опорный 11 лучи. Отразившись от зеркала 4, сигнальный луч расширяется коллиматором 5, просвечивает струю топлива 6 и попадает на объектив 7. Объектив представляет собой собирающую линзу, в фокальной плоскости которой размещена диафрагма 8 с малым отверстием (точечная). После диафрагмы сигнальный луч попадает на фотопластинку 9,

12

Рисунок 1.2. Установка профессора В. А. Кутового для получения голографического изображения топливной струи

куда также приходит и опорный луч 11, предварительно отразившийся от зеркала 12 и прошедший через коллиматор 10. Запуск лазера 1 осуществляется по команде фотодиода в момент перекрытия струёй топлива луча сигнального лазера (на схеме не показаны).

Достоинством всех оптических методов является возможность получения средних диаметров капель без предварительной обработки результатов измерений, использование сравнительно простой аппаратуры и отсутствие надобности в каких-либо зондах, устанавливаемых в потоке распыленного топлива, что исключает возмущения в струе и вторичное дробление капель.

Голографические методы исследования процесса топливоподачи получили развитие в работах НПО ЦНИТА и ряда зарубежных авторов. Профессор Ю. Б. Свиридов [18] проводил голографическое фотографирование распыленной струи топлива. Использовались распылители с диаметром отверстий 0.35 и 0.56 мм, впрыск осуществлялся в среду с давлением 1.5—2.5 МПа с нормальной температурой во избежание процессов испарения топлива. Давление впрыска варьировалось в пределах 30—40 МПа, цикловая подача составляла 25—35 см3 при продолжительности впрыска 2.3—4.1 мс. Впрыск осуществлялся однократно. Изучение полученных голограмм показало (рисунок 1.3) наличие в струе двух областей: светящейся оболочки и тёмного ядра.

Рисунок 1.3. Голограмма струи топлива при впрыске 25 мм3 топлива под давлением 40 МПа в среду с давлением 1.5 МПа ^с = 0.35 мм)

Было установлено [15, 18], что оболочка струи активно рассеивает излучение, а её прозрачность меняется от единицы на поверхности струи до нуля на границе с ядром. Для ядра интенсивность рассеянного излучения оказалась крайне мала.

В результате было получено распределение средних заутеровских диаметров капель в оболочке (при d с= 0,35мм; Рвпр = 40 Мпа; 1впр = 2мс; Рсреды = 1,5 МПа). Также были получены выражения, связывающие концентрацию топлива Сж, среднее относительное расстояние между каплями d и коэффициент избытка воздуха по длине и радиусу струи:

ё = 0.806/Сж1/3, (1.10)

а = (рг(1 - Сж)/(ржСжКст), (1.11)

где d — расстояние между центрами капель; рг и рж — плотности воздуха и топлива соответственно; Сж — концентрация топлива; Кст — стехиометри-ческий коэффициент.

Было установлено, что ядро струи существует по окончании впрыска не дольше 1—2 мс, после чего начинается его распад: от его головной части отделяются порции топлива. При дальнейшем изучении голограмм было выявлено, что головная часть ядра струи имеет т. н. «спиновое» движение, т. е. движется по спирали; и были получены графические зависимости частоты вращения головы струи от различных факторов (рисунок 1.4).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Глазков Дмитрий Юрьевич, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Некоторые результаты исследования температурных полей факела распыленного топлива в объёме и при его взаимодействии со стенкой // Б. Н. Семёнов [и др.] // Труды ЦНИДИ. — Ленинград, 1975. — Вып.68. — С. 27—35.

2. Гафуров, Р. А. Исследование структуры дизельной топливной струи при циклическом впрыскивании методом импульсной голографии / Р. А. Гафуров, Г. А. Глебов, Ю. М. Скворцов // Двигателестроение. — 1996. — № 3—4. — С. 10—12.

3. Гафуров, Р. А. Диагностика структуры нестационарной дизельной топливной струи при циклическом впрыскивании методом импульсной голографии / Р. А. Га-фуров, Г. А. Глебов, Ю. М. Скворцов // Вестник КГТУ им. А. Н. Туполева. — № 4. — 1997. — С. 5—9.

4. Брозе, Д. Д. Сгорание в поршневых двигателях / Д. Д. Брозе. — Москва: Машиностроение, 1969. — 248 с.

5. Теория двигателей внутреннего сгорания. Рабочие процессы / под ред. Н. Х. Дьяченко. — Ленинград: Судостроение, 1974. — 552 с.

6. Одинцов, В. И. Некоторые закономерности образования сажи в судовых ДВС / В. И. Одинцов, Д. Ю. Глазков // Вестник АГТУ. Сер. Морская техника и технология. — Астрахань. — 2014. — № 3. — С. 83—88.

7. Межерицкий, А. Д. Турбокомпрессоры систем наддува судовых дизелей / А. Д. Межерицкий. — Ленинград: Судостроение, 1986. — 248 с.

8. Soot Deposits and Fires in Exhaust Gas Boiler. — www.manbwxom. 2005. —

25 p.

9. Лышевский, А. С. Распыливание топлива в судовых дизелях / А. С. Лы-шевский. — Ленинград: Судостроение, 1971. — 248 с.

10. Судовые установки с двигателями внутреннего сгорания / В. А. Ван-шейдт [и др.]. — Ленинград: Судостроение, 1978. — 368 с.

11. Ваншейдт, В. А. Судовые двигатели внутреннего сгорания / В. А. Ван-шейдт. — Ленинград: Судостроение, 1977. — 392 с.

12. Фигурновский, Н. А. Седиментометрический анализ / Н. А. Фигур-новский. — Москва-Ленинград: Изд-во АН СССР, 1948. — 332 с.

13. Кутовой, В. А. Впрыск топлива в дизелях / В. А. Кутовой. — Москва: Машиностроение, 1981. — 120 с.

14. Житковский, Ю. Ю. Электронное устройство для исследования дисперсности распыленных жидкостей / Ю. Ю. Житковский // Инженерно-физический журнал. — 1958. — № 6. — C. 25—31.

15. Кукушкин, В. Л. Экспериментальное исследование оптических свойств струи распыленного топлива при дизельном впрыске / В. Л. Кукушкин, C. А. Романов, Ю. Б. Свиридов // Двигателестроение. — 1984. — № 12. — C. 19—21.

16. Кулагин, Л. В. Сжигание тяжёлых жидких топлив / Л. В. Кулагин, С. С. Охотников. — Москва: Недра, 1967. — 280 с.

17. Маецкий, А. В. Обзор приборов и методов исследования качества распы-ливания топлива дизельной форсункой / А. В. Маецкий, А. А. Гребеньков // Молодой учёный. 2011. — № 10, т. 1. — С. 48—54

18. Кукушкин, В. Л. Экспериментальное исследование с помощью голографии структуры нестационарной струи распыленного дизельного топлива / В. Л. Кукушкин, С. А. Романов, Ю. Б. Свиридов // Двигателестроение. — 1989. — № 2. — С. 10—12.

19. Кулешов, В. К. Экспериментальный стенд контроля параметров распыления при работе форсунки / В. К. Кулешов, В. В. Бразовский, О. О. Ивженко // Известия Томского политехнического университета. — 2009. — № 4. — С. 24—28.

20. Гафуров, Р. А. Исследование структуры дизельной топливной струи при циклическом впрыскивании методом импульсной голографии / Р. А. Гафуров, Г. А. Глебов, Ю. М. Скворцов // Двигателестроение. — 1996. — № 3—4. — С. 10—12.

21. Гафуров, Р. А. Диагностика структуры нестационарной дизельной топливной струи при циклическом впрыскивании методом импульсной голографии / Р. А. Гафуров, Г. А. Глебов, Ю. М. Скворцов // Вестник КГТУ им. А. Н. Туполева. — Казань, 1997. — № 4. — С. 5—9.

22. Голубков, Л. Н. Гидродинамические процессы в топливных системах дизелей при двухфазном состоянии топлива / Л. Н. Голубков // Двигателестроение. — 1987. — № 1. — С. 32—35.

23. The Measurement of Transient Two-Dimensional Profiles of Velosity and Fuel Сопсеп^айоп Over Liquids. //A. Ito, A. Narumi, T. Konishi, G. Tashtoosh, K. Saito, С. J. Qemers. Journal of Heat Transfer, Vol.121, May 1999, p. 413—419.

24. Голубков, Л. Н. Моделирование процесса распада топливной струи в дизеле / Л. Н. Голубков // Известия Томского политехнического ун-та. — 2003. — № 4. — C. 69—72.

25. Лебедев, О. Н. К вопросу о распыливании топлива дизельными форсунками / О. Н. Лебедев // Известия Сибирского отд. АНСССР. Сер. Технические науки. — 1977. — Вып. 1. — № 3. — С. 40—44.

26. High-speed multy-frame laser holography system for diesel spray diagnosis // He Youngling, Xi Daguang, Liu Ning. Transactions of the С8АЕ, Vol.19, Jan. 2003, p. 87—90.

27. Кавтарадзе, Р. З. Теория поршневых двигателей. Специальные главы: учеб. для вузов / Р. З. Кавтарадзе. — Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2008. — 719 с.

28. Одинцов, В. И. Процесс сгорания в судовых ДВС: учеб. пособие / В. И. Одинцов. — Калининград, БГАРФ, 1995. — 112 с.

29. Марков, В. А. Спрыскивание и распыливание топлива в дизелях / В. А. Марков, С. Н. Девянин, В. И. Мальчук. — Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007. — 360 с.

30. Гончар, Б. М. Методика численного моделирования переходных процессов дизелей / Б. М. Гончар, В. В. Матвеев // Тр. ЦНИДИ. — Ленинград. — Вып. 68. — 1975. — С. 3—26.

31. Завлин, М. Я. К вопросу о связи динамики выделения тепла с развитием сгорания во времени и пространстве камеры / М. Я. Завлин // Тр. ЦНИДИ. — Ленинград, 1975. — Вып. 67. — С. 48—52.

32. Одинцов, В. И. Упрощённый расчёт процесса топливоподачи дизелей / В. И. Одинцов // Двигатели внутреннего сгорания: Республиканский межвузовский научно-технический сборник. — Харьков: ХГУ, 1984. — Вып. 40. — С. 84—91.

33. Одинцов, В. И. Рабочий процесс судовых ДВС: монография / В. И. Одинцов. — Калининград: БГАРФ, 2010. — 135 с.

34. Дизели. Справочник / под ред. В. А. Ваншейдта, Н. Н. Иванченко, Л. К. Кол-лерова. — Ленинград: Машиностроение, 1977. — 480 с.

35. Возницкий, И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания / И. В. Воз-ницкий, Н. Г. Чернявская, Е. Г. Михеев. — Москва: Транспорт, 1979. — 416 с.

36. Толстов, А. И. Индикаторный период запаздывания воспламенения и динамика цикла быстроходного дизеля / А. И. Толстов // Труды НИЛД. — 1955. — № 1. — C. 13—21.

37. Cамcонов, В. И. Двигатели внутреннего сгорания морских судов / В. И. Cам-сонов, Н. И. Худов. — Москва: Транспорт, 1990. — 368 с.

38. Воинов, А. Н. &орание в быстроходных поршневых двигателях / А. Н. Воинов. — Москва: Машиностроение, 1977. — 280 с.

39. Cемёнов, Н. Н. О некоторых проблемах химической кинетики и реакционной способности / Н. Н. Cемёнов. — Москва: Изд-во АН CCCT, 1958. — 686 с.

40. Иващенко, Н. А. Многозонные модели рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания / Н. А. Иващенко, Р. З. Кавтарадзе. — Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997. — 56 с.

41. Sitkey G. Kraftstoffaufbereitung und VerbrennungbeiDieselmotoren Springer-Verblag, Berlin, 1964. — 224 s.

42. ^колик, А. C. Cамовоcпламенение, пламя и детонация в газах / А. C. колик. — Москва: Изд-во АН CCCT, 1960. — 425 с.

43. Cвиридов, Ю. Б. Cмеcеобразование и сгорание в дизелях / Ю. Б. Cвири-дов. — Ленинград: Машиностроение, 1972. — 224 с.

44. Можаев, О. C. Cудовые топлива: учеб. пособие / О. C. Можаев, Е. C. Попов. — Калининград: Изд-во БГАРФ, 2011. — 41 с.

45. Гулин, Е. И. ^равочник по горюче-смазочным материалам в судовой технике / Е. И. Гулин, В. А. ^мов, И. М. Чечот. — Ленинград: Cудоcтроение, 1981. — 320 с.

46. Толстов А. И. Индикаторный период запаздывания воспламенения и динамика цикла быстроходного двигателя с воспламенением от сжатия / А. И. Тол-стов // Тр. НИЛД. Исследование рабочего процесса и подачи топлива в быстроходных дизелях. — Москва: Машгиз, 1955. — № 1. — C. 5—55.

47. Wolfer H. Der ZundverzugimDieselmotor. VDI-Forschungsheft, № 392, 1938, s. 15—24.

48. Groth K, Hesse A., Krauze D, Spitzmuller K., Bernstorff fur Dieselmotoren-heute und morgen. Express Verlag, Ehningen, 1989. — 358 s.

49. Hardenberg H. O., Hasse F. W. An empirical formula for computing the pressure Rise Delay of a Fuel from its Cetane Number and from the Relevant Parameter of Direct-injection Diesel Engine SAE-Paper 7900493, 1973.

50. Shipinsky J., Myers P. S., Uyehara O. A Spray-Droplet Model for Diesel Combustion // Proc. Inst. Mech. Engrs., 1969—1970. — V. 184, Part 3J. — p. 28—35.

51. An experimental and modeling study of iso-octane innition delay times under homogeneous charge compression ignition conditions / X. He [at al.] //Combustion and flame. 2005. № 142, р. 266—275.

52. Binder K. Einfluss des Einspritzdruckes auf Strahlausbreitung und Motorkenn-werteeinesdirekteinspritzendenDieselmotors: Dissertation. TUMunchen 1992, 158 s.

53. Effect of cylinder temperature and pressure on ignition delayin direct injection diesel engine / Kwon Soon-LK. Arai Masataka, Hiroyasu Hiroyuki // Bulletin Marine Engeneering Society of Japan, 1990. № 1 (18), p. 3—16.

54. Лебедев, О. Н. Двигатели внутреннего сторания речных cудов / О. Н. Лебедев, В. А. Сомов, C. А. Калашников. — Моства: Траноторт, 1990. — 257 c.

55. Die Darstellung des BrennvelaufeseinesschnellaufendenDieselmotorsdurch-zweiuberlagerte Vibe-Funftionen: Dissertation. TU Braunschweig, 1976. — 155 s.

56. Hemain N. A., Bolt J. Ignition Delay in Diesel Engines. SAE Paper, № 670007, 1967.

57. Анфилатов А. А. Оcoбеннocти рacчётa периода задержки воотламенения при работе дизеля на альтернативном топливе / А. А. Анфилатов // Молодой учёный. — 2015. — № 16. — С. 142—145.

58. Семёнов, Н. Н. Развитие теории цепных реакций и теплового воотламене-ния / Н. Н. Семёнов. — Mocквa: Знание, 1969. — 96 c.

59. Нейман, К. Кинетичеcкий анализ проце^ов сторания в дизеле / К. Нейман // Двигатели внутреннего сторания: c6. моногр. из инocтрaннoй литературы. — Моства: Машгиз, 1938. — Т. 4. — 231 c.

60. Оптимизация рабочего проце^а cудoвых ДВС: отчёт о НИР, КВИМУ / Руководитель В. И. Одинцов; Инв. № 0185.0056773. — Калининград, 1986.

61. Свиридов, Ю. Б. Cмеcеoбрaзoвaние и сторание в дизелях / Ю. Б. Свиридов. — Ленинград: Maшинocтрoение, 1972. — 224 c.

62. Разлейцев, Н. Ф. Оcoбеннocти cмеcеoбрaзoвaния и сторания в тепловозных двигателях типа Д-70 / Н. Ф. Разлейцев // Двигатели внутреннего сторания. — Харьков, 1974. — Вып. 20. — С. 32—40.

63. Свиридов, Ю. Б. Принципы пocтрoения обобщённой теории сторания в дизелях / Ю. Б. Свиридов // Двигателеетроение. — 1980. — № 11. — С. 10—15.

64. Kamimoto Takeyuki, Kobayashi Haruki. In-cylinder flued dynamics of diesel engines // ISME International Journal. — 1988. — ser. 2. — 31 — № 2. — р.199—208.

65. ChskahisaTakemi, Murayama Tadashi. Theory of combustion similary for different sized diesel engines // ISME International Journal- 1990. — ser. 2. — 33 — № 2. — р. 395—400.

66. Chiu W. S., Shahed S. W., Lyn W. T. A transient spray Mixing Model for Diesel Combustion. Automative Engineering Congress and Exposion. February, 23—27, 1976. — Michigan, Detroit // SAE Paper. — № 760128. — 1976. — 11 p.

67. Вибе, И. И. Новое о рабочем цикле двигателей / И. И. Вибе. — Москва: Машиностроение, 1962. — 300 с.

68. Гончар, Б. М. Уточнённый способ расчёта и построения индикаторной диаграммы дизеля / Б. М. Гончар // Тр. ЦНИДИ. — 1954. — Вып. 25. — C. 17—18.

69. Янакиев, В. Х. Расчёт характеристик тепловыделения с учётом закона подачи топлива / В. Х. Янакиев // Двигателестроение. — 1982. — № 3. — C. 8—9.

70. Woschni G., Anisitis F. EineMethodeZurVoraus-berechnung der Anderung des Brennverjaufesmittel-schnellaufenger Dieselmotorenbeigeanderten Betriebsbedingungen // MTZ № 34, 1973. — s. 106—115.

71. Хачиян, А. C. Влияние характеристик впрыска и распыливания топлива на процесс тепловыделения и показатели дизеля с наддувом / А. C. Хачиян, Г. C. Ла-бецкас // Двигателестроение. — 1982. — № 6. — C. 7—11.

72. Лазарев, E. А. Основные принципы, методы и эффективность совершенствования процесса сгорания топлива для повышения технического уровня тракторных дизелей: автореф. дис. на соиск. уч. степ. д. т. н. / E. А. Лазарев. — Ленинград, 1986. — 36 с.

73. Разлейцев, Н. Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях / Н. Ф. Разлейцев. — Харьков: Вища школа, 1980. — 168 с.

74. Разлейцев, Н. Ф. Математическая модель процесса сгорания в дизеле со струйным смесеобразованием / Н. Ф. Разлейцев, А. И. Филипковский // Двигате-лестроение. — 1990. — № 7. — C. 52—56.

75. W. T. Lyn. Engine Probleme der Verbrennung in Dieselmotoren // MTZ, 27, № 4. 1966.

76. Stas M., Wajand J. Bestimmung der Vibe-Parameter fur der zweiphasen Brennverlauf in Directeinspritz-Dieselmotoren // MTZ№ 7/8, 1996, s. 289—293.

77. Кудрявцев, В. А. О некоторых закономерностях динамики тепловыделения в дизелях / В. А. Кудрявцев // Тр. ЦНИДИ. — 1970. — Вып. 60. — С. 13—19.

78. Семёнов, Б. Н. Методика расчёта характеристик тепловыделения высокооборотного многотопливного дизеля с непосредственным впрыском / Б. Н. Семёнов, М. Я. Завлин // Энергомашиностроение. — 1975. — № 1. — С. 16—18.

79. Ведрученко, В. Р. Исследование влияния сорта топлива на характеристики среднеоборотного судового дизеля: автореф. дис. на соиск. уч. степ. к. т. н. / В. Р. Ведрученко. — Николаев, 1978. — 20 с.

80. Кривцов, Ю. Г. Исследование рабочего процесса четырёхтактного судового дизеля с подогревом топлива перед впрыском: автореф. дис. на соиск. уч. степ. к. т. н. / Ю. Г. Кривцов. — Москва, 1975. — 19 с.

81. Ерёмин, Ю. Т. Расчёт скорости тепловыделения в дизелях // Опыт создания турбин и дизелей / Ю. Т. Ерёмин. — Свердловск. — Вып. 3. — С. 42—49.

82. Дьяченко, Н. Х. Определение основных характеристик тепловыделения при сгорании в дизеле / Н. Х. Дьяченко // Тр. ЛПИ. — Ленинград: Энергомашиностроение, 1970. — Вып. 316. — С. 54—57.

83. Моделирование рабочего процесса дизеля по заданной характеристике тепловыделения. / Н. Х. Дьяченко [и др.] // Тр. Алтайского политехи. ин-та им. И. И. Ползунова. — Барнаул, 1973. — Вып. 30. — С. 33—38.

84. Нечаев, Л. В. Тепловыделение в различные периоды сгорания комбинированного двигателя и его связь с характеристикой топливоподачи / Л. В. Нечаев, Б. Е. Фомичёв // Тр. Алтайского политехн. ин-та им. И. И. Ползунова. — Барнаул, 1973. — Вып. 30. — С. 39—55.

85. Параметры характеристики тепловыделения дизелей с неразделёнными камерами сгорания / Н. Х. Дьяченко [и др.] // Исследование и совершенствование быстроходных дизелей: межвуз. сб. — Барнаул, 1978. — С. 12—19.

86. Тепловыделение в дизеле 6ЧН15/18, форсированном до ре = 11—12 кгс/см2 / Л. В. Нечаев [и др.] // Тр. Алтайского политех. ин-та им. И. И. Ползунова. — Барнаул, 1975. — Вып. 47. — С. 34—40.

87. Самсонов, Л. А. Основы моделирования эксплуатационных режимов работы судовых дизелей: автореф. на соиск. уч. степ. д. т. н. / Л. А. Самсонов. — Ленинград, 1985. — 36 с.

88. Лазарев, Е. А. Совершенствование моделирования закономерностей выгорания топлива в дизеле / Е. А. Лазарев // Двигателестроение. — 1985. — № 12. — С. 9—13.

89. Лазарев, Е. А. Определение параметров процесса сгорания топлива по результатам анализа индикаторной диаграммы давления газов в цилиндре дизеля / Е. А. Лазарев, В. Е. Лазарев // Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения: тр. междунар. науч.-техн. конф. — Челябинск: ЮУрГУ, 2006. — С. 146—150.

90. Численное моделирование процессов ДВС / С. В. Камкин [и др.] // Двигателестроение. — 1986. — № 12. — С. 16—18.

91. A. E. W. Austen, W. T. Lyn. Relation between Fuel Injertion and Heat Release in Dirert Injertion // Engine and Nature of the ^mbistion Process. Ргос. A. D. № 1. — 1960—61.

92. Вырубов, Д. Н. Уравнение скорости тепловыделения при диффузионном горении с учётом мелкости распыливания топлива / Д. Н. Вырубов, Н. В. Добров // Двигателестроение. — 1980. — № 5. — С. 12—14.

93. Вырубов, Д. Н. Физические основы процессов в камерах сгорания поршневых ДВС / Д. Н. Вырубов, В. П. Алексеев. — Москва: Машиностроение, 1977. — 82 с.

94. Горак, В. В. Расчёт цикла ДВС на основе химической кинетики / В. В. Го-рак // Двигателестроение. — 1990. — № 5. — С. 14—16.

95. Камалтдинов, В. Г. Моделирование процесса сгорания в ДВС с воспламенением гомогенного заряда от сжатия / В. Г. Камалтдинов, Е. В. Абелиович, А. С. Те-ребов // Вестник ЮУрГУ. — Екатеринбург. — 2007. — № 25. — С. 44—47.

96. Басевич, В. Я. О скорости горения распыленного топлива / В. Я. Басевич // Сгорание и смесеобразование в дизелях: сб. — Москва: Изд-во АН СССР, 1960. — 240 с.

97. Техническая термодинамика / В. А. Кириллин [и др.]. — Москва: Энергия, 1974. — С. 447.

98. Возницкий, И. В. Судовые двигатели внутреннего сгорания / И. В. Воз-ницкий, А. С. Пунда; 2-е издание, перераб. и доп. — Москва: Моркнига, 2010. — Т. 2. — 382 с.

99. ГОСТ 305-82 Дизельные топлива. Техничеcкие умовия. — Moc^a: Издательство cтaндaртoв, 1981. — 15 c.

100. Иванченко, А. А. Выбор математичестой модели для oпиcaния характеристики выгорания топлива при доводке cудoвoгo дизеля c аккумуляторной топливной отстемой / А. А. Иванченко, В. А. Макуров, И. А. Щенников // Веcтник ГУМРФ им. адм. С. О. Макарова. — 2014. — № 2 (24). — С. 31—37.

101. Щенников, И. А. Прогнозирование экотлуатационных показателей дизельной энергетичестой установки cуднa на этапе проектирования её элементов: диа на co^K уч. степ. к. т. н. / И. А. Щенников. — Санкт-Петербург, 2015. — 229 c.

102. Bordet N., Caillol C., Higelin P. "A Physical 0D Diesel Combustion Model Using Tabulated Chemistry withPresumed Probability Density Function Approach: For engine pre-Mapping". Institut PRISME — University of Orleans, France. 2010.

103. Siebers D. Scaling liquid-face fuel penetration in diesel sprays based on mixing-limited vaporization. SAE Technical paper 960034, 1996.

104. Chmela, F., Engelmayer, M., Pirker, G., Wimmer, A., "Prediction of turbulence controlled combustion in diesel engines", in: THIESEL 2004 Conference on Thermo-and Fluid dynamic Processes in Diesel Engines, 2004.

105. H. Hiroyasu, T. Kadota, M. Arai. Development and Use of a spray combustion Model to predict Diesel Engine efficiency Pollutant Emissions. Part 1A Combustion Modelling. Bull JSME, vol. 26, (no 214) pp. 569—575, 1983.

106. J. B. Moss, C. D. Steward, K. J. Young. Modelling soot formation and burnout in a high temperature laminar diffusion flame burning under oxygen-enrichedcom-bustion / Combustion and flame, vol. 101: pp. 491—500, 1995.

107. Кульчицкий, А. Р. То^^^сть поршневых ДВС. Экcпериментaльнaя оценка экологичеотого уровня двигателей: учеб. по^бие / А. Р. Кульчицкий. — Владимир: Изд-во ВлГУ, 2011. — 116 c.

108. Кульчицкий, А. Р. Toкcичнocть автомобильных и тракторных двигателей / А. Р. Кульчицкий. — Mocквa: Акaдемичеcкий проект, 2004. — 399 c.

109. Шабанов, А. Ю. Экcпериментaльнoе и^ледование влияния триботехни-честого устава «Нановит» на оотовные показатели работы автомобильного ди-

зельного двигателя КамАз-740.10 — эффективную мощность, расход топлива, скорости износа. Технический отчёт по научно-исследовательской работе [Электронный ресурс] / А. Ю. Шабанов, А. Б. Зайцев. — Режим доступа: www.nanovit.kz.> wp.-content/uploads/2013/09/kamaz.doc.

110. Медведев, Г. В. Повышение эффективности систем очистки отработавших газов судовых дизелей применением металлокерамических фильтров: автореф. на соиск. уч. степ. д. т. н. / Г. В. Медведев. — Алтайский техн. ун-т им. И. И. Ползу-нова, 2016. — 18 с.

111. Техническая документация к двигателю MitsubishiS 12R-MPTAW5.

112. Теоретические основы химмотологии / под ред. А. А. Браткова. — Москва: Химия, 1985. — 320 с.

113. Фукс, Н. А. Испарение и рост капель в газообразной среде / Н. А. Фукс. — Москва: Изд-во АН СССР, 1958. — 91 с.

114. Гуреев, А. А. Испаряемость топлив для поршневых двигателей. — Москва: Химия, 1982. — 264 с.

115. Папок, К. К. Словарь по топливам, маслам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям / К. К. Папок, Н. А. Рагозин. — Москва: Химия, 1975. — 392 с.

116. ГОСТ 1756—2000 Нефтепродукты. Определение давления насыщенных паров. — Москва: Изд-во стандартов, 1999. — 16 с.

117. Дубовкин, Н. Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания / Н. Ф. Дубовкин. — Москва-Ленинград: Госэнергоиздат, 1962. — 288 с.

118. Ховах, М. С. Автомобильные двигатели / М. С. Ховах, Г. С. Маслов. — Москва: Машиностроение, 1971. — 456 с.

119. Камфер, Г. М. Процессы тепломассообмена и испарения при смесеобразовании в дизелях / Г. М. Камфер. — Москва: Высшая школа, 1974. — 144 с.

120. Торквато, С. Скрытая теплота парообразования широкого класса жидкостей / С. Торквато, П. Смит // Труды американского общества инженеров-механиков. — 1984. — № 1. — С. 215—221.

121. Свиридов, Ю. Б. Новая установка для исследования процессов смесеобразования, сгорания и оценки моторных качеств дизельных топлив / Ю. Б. Свиридов, Е. В. Шатров, Т. Р. Филипосянц. — Москва: НИИАвтопром, 1968. — С. 5—12.

122. Одинцов, В. И. Обеспечение условий безопасной эксплуатации судовых ДВС путем ограничения выбросов продуктов неполного сгорания топлива / В. И. Одинцов, Д. Ю. Глазков, И. А. Щенников // Вестник АГТУ. Сер. Морская техника и технология. — Астрахань, 2016. — № 4. — С. 70—78.

123. Исаченко, В. П. Теплопередача / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Су-комел. — Москва: Энергия, 1975. — 488 с.

124. Двигатели внутреннего сгорания: учеб. для втузов / А. С. Орлин [и др.]. — Москва: Машгиз, 1957. — Т. 1. — 396 с.

125. Двигатели [Электронный ресурс]. — Режим доступа: ги/1ор11уо-д1]а-ду1§а1е1е]/геак11упуе-1-д12е1пуе-1ор11уа/1021 4етрегаШга-Ырепу а-ьдау 1enije-parov-top1iv.html.

126. Александров, В. Г. Паровые котлы малой и средней мощности / В. Г. Александров. — Москва-Ленинград: Энергия, 1966. — 248 с.

127. Чаромский, А. Д. Рабочий процесс авиадизеля / А. Д. Чаромский. — Москва: ОНТИ, НКТП, 1932. — 125 с.

128. Толстов, А. И. Индикаторный период запаздывания воспламенения и динамика цикла быстроходного двигателя с воспламенением от сжатия / А. И. Толс-тов // Исследование рабочего процесса и подачи топлива в быстроходных дизелях: сб. — Москва: Машгиз, 1955. — С. 123—131.

129. Гаврилов, Б. Г. Химизм предпламенных процессов в двигателях / Б. Г. Гав-рилов. — Ленинград: Изд-во ЛГУ, 1970. — 182 с.

130. ГОСТ Р 51250-2012. Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Дым-ность отработавших газов. Нормы и методы определения. — Москва: Изд-во стандартов, 2011. — 11 с.

131. Исаев, А. В. Возможный механизм взаимосвязи карбоэмиссии с образованием монооксида азота в камерах сгорания ДВС // А. В. Исаев, В. В. Сузиков // Мир нефтепродуктов. — № 5. — 2011. — С. 29—31.

132. Шаймарданов, А. С. Численная реализация детального механизма нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания / А. С. Шаймарданов, А. В. Женса, Э. М. Кольцова // Фундаментальные исследования. Сер. Технические науки. — 2011. — № 12. — С. 593—598.

133. Токсичность отработавших газов дизелей / В. А. Марков [и др.]. — Уфа: Изд-во БГАУ, 2000. — 144 с.

134. Звонов, В. А. Оценка и контроль выбросов дисперсных частиц с отработавшими газами дизелей / В. А. Звонов [и др.]; под ред. В. А. Звонова. — Москва: Прима-пресс, 2005. — 312 с.

135. Гуревич, И. Л. Технология переработки нефти и газа / И. Л. Гуревич, Москва: Химия, 1972. — Ч. 1. — 360 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Результаты экспериментальных исследований

Таблица П1.1. Результаты исследований двигателя 1 №УБ24

№е% С% 1п С g, гр/мин ёц, гр РФ, кгс/см2 №е, кВт N1, кВт В С Б Е КУ ВС ВСБ ВСБЕ С. г/м3 Gв, кг/мин Gв, кг/час С, гр/(кВт*час) Gв, кг/кВт час Vв. М3/кВт час

0 3,7 1,308333 15 0,048387 275,7 0 3,84

20 5,6 1,722767 25 0,080645 292,1 3,5 7,34 1,0 85 1,849 1,799 2,1 96 0,0139 2,006165 3,609091 7,925563 0,017088 0,885 53 ,1 0,00287 7,234332 5,954183

40 8,3 2,116256 30 0,096774 292,6 7 10,84 1,105 1,648 1,01 3,1 0,0192 1,82104 1,83925 5,701676 0,023214 0,968 58,08 0,005264 5,357934 4,409822

50 8,9 2,186051 35 0,112903 299,3 8,75 12,59 1,11 1,575 0,8 3,5 0,0226 1,74825 1,3986 4,8951 0,024581 1,02 61,2 0,006144 4,861001 4,000824

60 9,7 2,272126 37 0,119355 293,3 10,5 14,34 1,118 1,528 0,627 4,115 0,0271 1,708304 1,071107 4,407604 0,026411 1,118 67,08 0,00686 4,677824 3,850061

70 11 2,397895 42 0,135484 285,7 12,25 16,09 1,14 1,437 0,53 4,61 0,00328 1,63818 0,868235 4,002565 0,029411 1,135 68,1 0,008443 4,232443 3,483492

80 11,3 2,424803 45 0,145161 281,7 14 18,08 1,19 1,367 0,44 5,037 0,0392 1,62673 0,715761 3,605289 0,030109 1,187 71,22 0,009287 3,939159 3,242106

90 12,3 2,509599 50 0,16129 284,1 15,75 19,59 1,22 1,335 0,36 5,46 0,0451 1,6287 0,586332 3,201373 0,032455 1,201 72,06 0,01072 3,678407 3,027496

100 14,2 2,653242 55 0,177419 278,5 17,5 21,34 1,24 1,32 0,29 6,15 0,0552 1,6368 0,474672 2,919233 0,03701 1,25 75 0,012795 3,514527 2,892615

2

Таблица П1.2. Результаты исследований двигателя МАК Б 2866

№е, кШ №% а В С Б а Gв кг/час ёц, гр

0 2

22 1 8,928 11,182 0,891 0,00217 4,2 61 187,9 0,0 19

50 1,2 4,057 5,083 0,891 0,00217 2,02 241,5 0,056

80 1,9 2,47 3,106 0,891 0,00217 1,667 280,9 0,073

100 2,5 2,092 2,191 0,91 0,002442 1,447 296,6 0,09

Таблица П1.3. Результаты исследований двигателя 6 ЧН18/22

№, кВт С% gц, гр а Gв, г/сек Gт, г/сек С г/м3 Gв, м3/сек С г/сек С, г/час ge, кг/кВт*час

35 11 0,18 2,45 7663,906 218,75 0,029 6,307742 0,182925 658,5282 0,1976

62 37,5 0,23 2,03 11248,74 387,5 0,143 9,25822 1,323925 4766,132 0,1934

95 49,7 0,3 1,65 14009,53 593,75 0,154 11,53048 1,775694 6392,497 0,2069

122 41,7 0,36 1,48 16137,55 762,5 0,161 13,28193 2,138391 7698,209 0,3105

3

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Акты о внедрении результатов исследований

Некоммерческая организация Ассоциация Станций технического

осмотра «АСТЕХ» Свидетельство о внесении в ЕГРЮЛ серия 39 № 001653814 от

25.03.2015 года

ОГРН1153926008940 ИНН/КПП 3917040240/391701001

Президент НКО «Ассоциация станций технического осмотра» (АСТЕХ) Попов Евгений Александрович [e-mail] «29» января 2019 г

АКТ

о внедрении результатов исследования, полученных в диссертации Д.Ю. Глазкова

«МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЫБРОСОВ УГЛЕРОДА С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ СУДОВЫХ СРЕДНЕ- И ВЫСОКООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ»

Рассмотренные на заседании Правления АСТЕХ результаты, полученные ДТО.Глазковым в рамках диссертационного исследования на тему «Математическая модель и методика оценки выбросов углерода с отработавшими газами судовых средне- и высокооборотных дизелей», имеют реальное практическое значение в работе операторов технического осмотра при проведении технического осмотра. Работа выполнялась в период с 2005 по 20018 г. и была направлена на повышение эффективности проверки загрязняющих веществ в отработавших газах дизельных двигателей,

В ходе выполнения диссертационного исследования Д.Ю. Глазковым был разработан метод диагностирования технического состояния дизельных двигателей по содержанию сажи в их отработавших газах.

Особенностью предлагаемого к внедрению метода является учёт в явном виде технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя, его топливной аппаратуры и системы газообмена. Согласно Постановления Правительства РФ от 5 декабря 2011 г №1008 транспортные средства обязаны проходить технический осмотр. В главе V Двигатели и его системы п.ЗЗ содержится обязательные требования для всех двигателей, в т.ч. и дизельных «Содержание загрязняющих веществ в отработавших газах ТС должны соотвествовать требования пунктов 9.1 и 9.2 приложения №8 к ТР ТС 018/2011.

Предлагаемый метод позволяет:

1. Определить границы допустимого изменения технического состояния двигателя из условия непревышения допустимого выброса сажи;

2. Определять предпочтительные режимы работы двигателя из условия минимальной эмиссии сажи;

3. Вследствие снижения выбросов сажи повысить эффективность рабочего процесса двигателя;

4. Снизить расходы на топливо и моточистки;

5. Повысить эффективность диагностики технического состояния двигателя при прохождении технического осмотра и снизить затраты на его ремонт.

Решением Правления АСТЕХ {Протокол №15 от 28.01.2019 г) « Метод диагностирования технического состояния дизельных двигателей внутреннего сгорания», разработанный Д.Ю. Глазковым, рекомендован к внедрению в работу пунктов технического осмотра Калининградской области.

Президент «АСТЕХ»

АДРЕС: 238310, Калининградская область, Гурьевский район, п. Васильково, ул. 4-я Большая Окружная, № 61,

ОФИС: тел./факс [phone], 57-32-91

Приложение № 1 к приказу _qtj0.01.2017 № а/З-о

/Ч J "'HCl, // ^--^ о^л

«.Л

в^-БГАРФ по УМР - - ¡-У Алтунина В.В.

/К -ifCC'lU 20 /У г.

АКТ

о внедрении результатов НИОКР /результатов диссертационного исследования/ программы для ЭВМ в учебный процесс

Настоящий акт составлен об использовании в учебном процессе разработки "программа для расчёта рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания "CEngine",

выполненной по теме диссертационного исследования: "Математическая модель и метод оценки выбросов углерода с отработавшими газами судовых средне- и высокооборотных дизелей со струйным способом смесеобразования".

Разработка использована в учебном процессе кафедры СЭУ по дисциплинам «Двигатели внутреннего сгорания», «Эксплуатация ДВС», а также для выполнения курсовых (дисциплина «ДВС») и выпускных квалификационных работ с 09.2017

(факультета/института, кафедры, время внедрения)

по направлению подготовки (специальности) 26.05.06 - «Эксплуатация судовых энергетических установок»

(шифр и наименование направления (специальности))

и позволяет повысить качество и эффективность преподавания, производительность лабораторного практикума по дисциплинам «Двигатели внутреннего сгорания», «Эксплуатация ДВС», а также сократить время усвоения учебного материала и сэкономит средства при приобретении реального оборудования.

Описание объекта внедрения прилагается (на обороте) и является неотъемлемой частью Акта.

Декан факультета i^L^W^a^/^ **

ß (подпись, фамилия)

Заведующий кафедрой -Л^-о /Уо^^ ^XLo'K^eS ^

—Р (подпись, фамилия)

Начальник УО - (wlyy ^¿Osp ° с

S^/7) (подпись, (Кйм илия)

Начальник УНИД КГТУ С/А YLtoOfrcJo 4\L

/ . . (подпись, фамилия)^

Начальник ЦИТ ' 1МЛ- U О

' (подпись, фамилия)

ine

Описание объекта внедрения Программа для расчёта рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания "CEng:

(наименование разработки)

1 Краткая характеристика объекта внедрения и его назначения

Представленная программа для ЭВМ включает в себя 3 вкладки: исходные данные результаты расчёта и графики.

После введения исходных данных выполняется расчёт, результатом которого

являются графики изменения давления и температуры в цилиндре, а также закон сгорания.

Объект внедрения предназначен для повышения качества и эффективности преподавания по дисциплинам по дисциплинам «Двигатели внутреннего сгорания» «Эксплуатация ДВС»„ а также для сокращения времени усвоения учебного материала и экономии средств при приобретении реального оборудования.

2 Разработчики: Одинцов В.И., профессор кафедры СЭУ, БГАРФ; Глазков ДЮ старший преподаватель кафедры СЭУ, Свиридюк Н.В., аспирант, БГАРф' Перевозчиков Г.П., программист

(фамилии, инициалы, должности и места работы разработчиков объекта внедрения)

3 Сотрудники, использующие разработку: Одинцов В.И. профессор кафедры СЭУ-Глазков Д.Ю., ст.преподаватель кафедры СЭУ

(фамилии, инициалы, должности сотрудников, использующих разработку в учебном процессе)

< Начало использования объекта внедрения: сентябрь 2017

с .. (месяц, год)

5 Число студентов (аспирантов, докторантов), пользующихся разработкой: 50

6 Дата и номер протокола заседания кафедры, на котором разработка рекомендована к внедрению в учебный процесс по направлению подготовки (специальности)-Протокол заседания кафедры СЭУ №10 от 15.05.2018.

7 Реквизиты рабочей программы дисциплины, в которой имеется ссылка на разработку: рабочие программы дисциплин «Двигатели внутреннего сгорания» «Эксплуатация ДВС» протокол №10 от 15.05.2018.

Заведующий кафедрой Разработчики

Л

(подг^ись, фамилия)

<Qe£&V¡

Ьамилия) /

[сь, фамилия)

(Г

(подпись, фамилия)

ЗАО «ТРАНС ДЕКРА»

125480 г.Москва, ул.Героев Панфиловцев, 24

Тел.[phone]

Генеральный директор ЗАО «ТРАНСДЕКРА» ОГРН №1067746728268 Шойхет Ольга Львовна «11» января 2019 г

АКТ

о внедрении результатов исследования, полученных в диссертации Д.Ю. Глазкова

«МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЫБРОСОВ УГЛЕРОДА С ОТРАБОТАВШИМИ ГАЗАМИ СУДОВЫХ СРЕДНЕ- И ВЫСОКООБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ»

Рассмотренные на заседании технической комиссии ЗАО «ТРАНС ДЕКРА» результаты, полученные Д.Ю.Глазковым в рамках диссертационного исследования на тему «Математическая модель и методика оценки выбросов углерода с отработавшими газами судовых средне- и высокооборотных дизелей», имеют реальное практическое значение в работе экспертов ЗАО «ТРАНСДЕКРА» при проведении полного комплекса работ по технической проверке ( освидетельствования ) грузовых автотранспортных средств на соответствие требованиям Международного транспортного форума с правом выдачи сертификата пригодности к эксплуатации установленного образца. Работа выполнялась в период с 2005 по 20018 г. и была направлена на повышение эффективности осуществления полного комплекса работ по технические проверки грузовых транспортных средств и выдачи сертификата соответствия стандартам выхлопных газов.

В ходе выполнения диссертационного исследования Д.Ю. Глазковым был разработан метод диагностирования технического состояния дизельных двигателей по содержанию сажи в их отработавших газах.

Особенностью предлагаемого к внедрению метода является учёт в явном виде технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя.

Предлагаемый метод позволяет:

Определить границы допустимого изменения технического состояния двигателя из условия непревышения допустимого выброса сажи;

Определять предпочтительные режимы работы двигателя из условия минимальной эмиссии сажи;

Вследствие снижения выбросов сажи повысить эффективность рабочего процесса двигателя;

Снизить расходы на топливо и моточистки;

Повысить эффективность диагностики технического состояния двигателя при прохождении технического осмотра и снизить затраты на его ремонт.

Решением технической комиссии ЗАО «ТРАНДЕКРА» (Протокол №45 от 11.01.2019 г) « Метод диагностирования технического состояния дизельных двигателей внутреннего сгорания», разработанный Д.Ю. Глазковым, рекомендован к внедрению в работу экспертов ЗАО «ТРАНСДЕКРА»

Генеральный директор

Шойхет О.Л.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 Свидетельство о государственной регистрации программы для расчёта рабочего процесса дизеля на ЭВМ «СЕ^пе»