авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени Владимира Даля И.П. ВАСИЛЬЕВ ВЛИЯНИЕ ТОПЛИВ ...»

-- [ Страница 5 ] --

Открываются перспективы по селекционному воздействию для полу чения необходимых свойств ТРП. Так, в работе [10] отмечается, что в США были получены сорта кукурузы с более высоким содержанием крах мала и меньшим содержанием белка. Это объясняется тем, что из такой ку курузы получается больше этанола.

Но особенно широкие перспективы открываются по генетическому изменению растений с целью получения свойств, необходимых для улуч шения характеристик ТРП. Например, исследователи в университете шта та Колорадо в Валуне развили новую методику воспроизводства этилового спирта, которая может значительно уменьшить стоимость возобновляемого топлива. Под руководством профессора биологии Кэтлин Данна разработа на методика получения этанола из растений путем введения в клетку расте ния гена, обеспечивающего выработку большого количества энзимов, пре образующих целлюлозу в спирт.

5.1. Использование «топливных» культур и севооборотов Выращивание монокультуры в больших объёмах чреваты известными недостатками (это резкое падение урожаев, распространение вредителей, истощение земли и т. д.).

В настоящее время наблюдается некоторое противоставление одной масличной культуры, например рапса, другим. Но его выращивание и по лучение высоких урожаев в некоторых климатических зонах связано с по вышенным риском.

Например, Востоку Украины свойственны малоснежные зимы с час тыми оттепелями и кратковременными резкими падениями температуры до минус 20оС при отсутствии снежного покрова. Летом наблюдаются засухи.

Озимый рапс предпочтителен для выращивания, так как имеет боль шую масличность. Но растение повреждается ледяной коркой, для него гу бительны зимние оттепели, отсутствие снежного покрова, уязвима корне вая шейка [11].

Климатические и географические условия сильно влияют на урожай ность. Так, в Великобритании средняя урожайность рапса составляет 34 ц/га, во Франции – 31,2 ц/г, в Германии – 25 ц/г, на Западной Украине – 20 ц/г, а на Востоке Украины – 11 ц/г.

На Востоке Украины климат засушливый и здесь лучше растет под солнечник, но наметившаяся в последнее время тенденция нарушения сево оборотов ведет в резкому падению его урожаев. В табл. 5.2 представлены изменения урожайности и себестоимости подсолнечника типичного сель хозпредприятия из Донецкой обл.

За указанный период урожайность подсолнечника упала с 17,1 до 3,4 ц/г, что привело к росту себестоимости масла с 0,47 до 2,38 грн/кг.

Чтобы не ориентироваться на одну масличную культуру коллективом кафедры «Земледелия» Луганского национального аграрного университета, разработаны севообороты для разных районов Украины, предназначенные для выращивания относительно высокой доли масличных культур.

В этом плане важной задачей является соответствующий подбор рас тений для получения ТРП. До сих пор этой проблеме не уделялось долж ного внимания. Разработка севооборота, обеспечивающего получение топ лив, позволит решить важную практическую задачу по частичному, а в дальнейшем и по полному самообеспечению сельского хозяйства энергоно сителями. Одновременно решается научная задача по созданию новых се вооборотов.

Принцип такого севооборота сводится к подбору очередности высева культур при обеспечении восстановления плодородности почвы с возмож ностью получения максимального количества «топлива». На рис. 5.1 пред ставлено сравнение монокультуры и специальных севооборотов.

Предпочтение должно быть отдано севооборотам в сравнении с моно культурами.

Всего на балансе человечества числится в настоящее время более чет верти миллиона растений, из семян которых можно получить масло [12, 13].

Проделав анализ 90 наиболее известных растительных источников ма сел, учитывая почвенно-климатические условия Востока Украины, остано вились на 14 масличных культурах, пригодных для использования в поч венном севообороте топливной сырьевой базы [14].

Топтивный севооборот Монокультура Семена О2 О2 О Семена Черный пар Топливный и топливно-смазочный севообороты Семена Семена О Черный пар Растительные масла ТРП (Масло или биодизель) О СО СО2 О Касторовое масло Рис. 5.1. Сравнение монокультуры с «топливным» и «топливо-смазочным» сево оборотами Таблица 5. Урожайность и себестоимость подсолнечника сельхозпредприятия в Донецкой обл. за 2003–2007 гг.

Годы Показатель 2003 2004 2005 2006 1 2 3 4 5 Затраты, тыс. грн Зарплата 16,6 11,1 9,5 11,8 9, Общехозяйственные 24 17,6 13,8 20,6 17, ГСМ 46,7 34 42,6 53,3 Запасные части 14,2 9,8 6,5 7,2 Мехмастерские 8,8 15,1 10,3 13,1 13, Автогараж 5,5 8,7 2,7 5 5, Продолжение табл. 5. 1 2 3 4 5 Семена 60,7 5,2 11,6 58 Амортизация 1 1 3,7 2,3 2, Услуги по уборке 26,6 9,3 28,8 - Минудобрения, яды 2,1 3,4 8,7 6,8 Электроэнергия 1,2 1,2 1,2 1,3 1, Фиксированный с/х налог 6,5 5,7 1,2 1,3 0, Пенсионный фонд - - 0,6 0,3 1, Отчисления на безработных 0,2 0,2 0,4 0,1 0, Всего 214,1 122,3 141,6 181,1 Показатели Скошено, га 575 430 350 376 Намолочено, ц 10176,7 2967,6 3427,5 26540 Урожайность, ц/га 17,1 6,9 9,8 7 3, Себестоимость семечек, грн/кг 0,21 0,41 0,41 0,68 1, ПМ, кг/га 796 311 441 318 Себестоимость масла, грн/кг 0,47 0,92 0,92 1,52 2, ТЭМ, л/га 836 326 463 333 В табл. 5.3 представлены масличные культуры по убыванию ТЭМ, определяемого в пересчете на ДТ с низшей теплотой сгорания кДж/кг, при этом низшая теплота сгорания масел принималась равной 37000 кДж/кг.

Продуктивность этих культур можно повысить путем высева сеялками точного высева (повышается коэффициент использования солнечной энер гии с 0,5 до 1%), применения черного пара, обработки почвы по типу полу пара, введения в севооборот занятых паров, размещения культур строго по срокам возврата с учетом предшественников и алалопатических выделений корневой системы, накопления и сохранения влаги, борьбы с вредителями и болезнями.

Используя накопленные достижения агробиологической науки, учиты вая почвенно-климатические условия региона, были разработаны несколько «топливных» севооборотов, один из которых представлен в табл. 5.4.

Для сравнения приводится существующий севооборот (табл. 5.5).

Предложенные севообороты для Востока Украины по сравнению с существующими (табл. 5.4) позволяют повысить выход масел в два раза.

Это дает возможность получить в среднем в год 417 кг/га масла, что экви валентно 440 литрам ДТ.

При этом следует учитывать возможность расширения использования масличных культур для получения смазочного масла [15]. На Правобереж Таблица 5. Сырьевая база для получения ТРП Сроки Средняя Содержание Макс.

ТЭМ, Культура возврата, урожай- масла, выход л/га годы ность, ц/га % масла, Подсолнечник 5–7 15 50–55 8,25 Арахис 2–3 10 50–66 6,6 Рапс озимый 3–4 12 40–50 6,0 Клещевина 4–5 10 50–52 5,2 Рыжик посевной 2–3 12 40–42 5,04 Мак масличный 3–4 10 46–50 5 Сафлор 2–3 10 25–27 3,7 Горчица 2–3 9 35–40 3,6 Соя 0–1 14 18–25 3,5 Конопля 3–4 10 30–50 3,5 Рапс яровой 2–3 8 33–40 3,2 Лен масличный 5–7 7 35–40 3,15 Кукуруза Монокультура 30 6,5–7 2,1 Сурепка 3–4 8 30–32 2,6 Таблица 5. «Топливный» севооборот для Востока Украины Урожайност Содержание Выход ТЭМ, № Культура ь, масла, масла, п/п л/га ц/га % ц/га 1 Пар – – – – 2 Рапс 12 45 5,4 3 Подсолнечник 15 51 7,65 4 Занятый пар (кукуруза) 120 – – – 5 Соя 14 22 3,1 6 Рапс озимый 12 45 5,4 7 Подсолнечник 15 51 7,6 Средний выход масла и соответствующий ему ТЭМ в год 4,17 Таблица 5. Севооборот, принятый для хозяйств Луганской области Урожай- Содержание Выход ТЭМ, № Культура ность, масла, масла, п/п л/га ц/га % ц/га 1 Пар – – – – 2 Озимые 35 –– – – 3 Кукуруза на зерно 30 8 2,4 4 Ячмень + эспарцет 22 – – – 5 эспарцет (сенаж) 90 – – – 6 Озимые 30 – – – 7 Подсолнечник 22 51 11,2 Средний выход масла и соответствующий ему ТЭМ в год 1,94 ной и Левобережной Украине вплоть до Днепропетровской области воз можно выращивание клещевины как источника КасМ. Оно может исполь зоваться после некоторой переработки в качестве смазочного масла в дви гателях [16]. Уже имеется опыт ее выращивания, так, до Второй мировой войны, включая 1941 год, в Запорожской области выращивалась так назы ваемая рицина, из семян которой получали масло для самолетных двигате лей. В работах [17, 18] не приведены полные данные о возможности рас творения различных веществ в КасМ. Поэтому были экспериментально оценены возможности растворения в этом масле спиртов, углеводородных топлив и масел растительного происхождения в соотношении 1: (2 см3:2 см3) (табл. 5.6).

Таблица 5. Результаты смешивания КасМ с различными веществами Вещество Латинское название растения Растворение Спирты – есть CH 3OH (метанол) – есть C 2 H 5OH (этанол) – есть C3H 7 OH (изопропанол) – есть C 4 H 9OH (изобутанол) Углеводородные топлива ДТ – нет Бензин – есть Керосин авиационный – есть частично C8 H18 (изооктан) РМ Helianthus annuus есть ПМ р «–» есть ПМ нер Glycine hispida Maxim. есть СМ р Zea mays есть КМ р ГМ Brassica juncea Czern. есть ЛМ Linum usitatissimum L. есть Тыквенное масло Cucurbita нет Ск (терпентинное масло) Pinus есть – Ск, ПМ р, СМ, КМ, есть ГМ, ЛМ Другие вещества Ацетон есть нет ПМ нер, C 2 H 5OH Из табл. 5.6 следует, что КасМ растворяется в спиртах, РМ, кроме тыквенного, бензине и керосине, но не растворяется в ДТ. Растворение Ск в РМ позволяет расширить ассортимент топлив растительного проис хождения за счет терпеновых соединений, получаемых из деревьев хвой ных пород.

С учетом этих факторов разработан севооборот для южно-восточных районов Лесостепи (табл. 5.7).

Таблица 5. «Топливо-смазочный» севооборот для южно-восточных районов Лесостепи № Урожайность, Содержание Выход масла, Культура п/п ц/га масла, % ц/га 1 Пар занятый – – – 2 Рапс 17 45 7, 3 Озимая пшеница 27–30 – – 4 Сахарная свекла 220–230 – – 5 Мак технический 14 50 6 Соя 23 22 5, 7 Клещевина 12 55 6, Средний выход масла в год 3, Данный севооборот позволяет иметь не только ТРП, но и масла, при годные после соответствующей обработки для использования как смазоч ные масла в картере двигателя.

Наличие севооборотов позволяет расширить сырьевую базу расти тельных топлив, но предопределяет совместное использование разных сор тов масел [19], которые получают согласно приведенному рис. 5.2.

Весьма неудобно использование только одного масла в отдельном двигателе. Более практично использование смесей масел. С целью выявле ния влияния смесей масел на показатели двигателя были проведены иссле дования двухкомпонентных смесей [20]. В табл. 5.8 приведены их характе ристики.

Данные смеси хорошо перемешиваются и не расслаиваются уже в те чение двух лет.

Как показывают приведенные данные, у смесей при практическом ра венстве плотностей наблюдается уменьшение вязкости в ряду:

ДТ КМ р : ДТ СМ р : ДТ ПМ р : ДТ.

Топливный севооборот Черный пар B Mg Zn Mo Cо Cu K P Рапс Подсолнечник Кукуруза Соя Горчица Жмых Растительное масло Фильтрация Очистка Рапсовое Подсолнечное Кукурузное масло масло масло Соевое масло Топливная композиция Горчичное масло Рис. 5.2. Схема получения и использования смесей масел Таблица 5. Характеристики масел и двухкомпонентных топлив ПМ р : ДТ – СМ р : ДТ – КМ р : ДТ – ПМ р СМ р КМ р ДТ Показатели 30:70 30:70 30: 0,83 0,917 0,916 0,915 0,856 0,856 0, 20, г/см 5,3 74,3 59,8 77,4 11,7 11,2 10, 20 мм2/с Q н, кДж/кг 42700 37000 37000 37000 40990 40990 55 – – – 59 79 зт t всп,оС 69 – – – 80 91 t воспл,оС Как ранее было определено, если плотности смесей подчиняются ли нейному закону, то вязкости не подчиняется законам аддитивности.

Также было зафиксировано увеличение температуры вспышки и вос пламенения в ряду:

КМ р : ДТ СМ р : ДТ ПМ р : ДТ ДТ.

Наибольший интерес представляет сравнение изменения g e для ДТ и смесей. Статистическая обработка результатов с вероятностью 0,95 выяви ла, что отличия для ДТ и смеси ПМ р : ДТ –30:70 кроме нагрузки N e =1, кВт не существенны. Для ДТ и смеси КМ р : ДТ –30:70 отличия сущест венны по всей нагрузочной характеристике даже с вероятностью 0,99.

При сравнении ПМ р : ДТ –30:70 с СМ р : ДТ –30:70 отличия несущест венны, но по отношению к КМ р : ДТ –30:70 отличие существенно с вероят ностью 0,95 и 0,99.

Поэтому возможно заключить, что g e смеси КМ р : ДТ –30:70 хуже, чем других испытываемых смесей. Это также подтверждается более высо кой Tог, меньшим значением и повышенным выделением CO2.

зт Одной из причин могут являться более высокие t всп и t воспл, которые характеризуют уменьшенное количество в смеси легковоспламеняемых фракций.

Характеристики трех- и четырехкомпонентных смесей представлены в табл. 5.9 [21].

Таблица 5. Характеристики многокомпонентных смесей масел с ДТ ПМ р : ПМ р : ПМ р : СМ р :

СМ р : КМ р :

Показатели СМ р : ДТ КМ р : ДТ КМ р : ДТ – ДТ –15:15: –15:15:70 –15:15:70 10:10:10: 0,857 0,859 0,861 0, 20, г/см 9,4 10,8 10,8 10, 20, мм2/с 40990 40990 40990 Q н, Дж/кг 83 83 83 зт t всп,оС Как показывают приведенные данные, у смесей при практическом ра венстве плотностей наблюдаются небольшие отличия по вязкости. При зт этом t всп у всех трехкомпонентных смесей оказались равны. Для смеси со зт става ПМ р : СМ р : КМ р : ДТ –10:10:10:70 зафиксировано увеличение t всп, что, как выяснилось в дальнейшем, отрицательно повлияло на экономич ность.

Представляло интерес провести сравнение работы двигателя на ДТ и на смеси из всех рассматриваемых масел ( ПМ р : СМ р : КМ р : ДТ – 10:10:10:70). После получения первых результатов (табл. 5.10) была вновь приготовлена смесь указанного состава, проверена работа форсунки и про ведены повторные испытания. Результаты первых испытаний подтверди лись.

Таблица 5. g прив при работе двигателя на ДТ и смеси состава Сравнение e ПМ р : СМ р : КМ р : ДТ –10:10:10: ПМ р : СМ р : КМ р : ДТ – Нагрузка ( N e ), ДТ, Отличие, % г/(кВт ч) кВт 10:10:10:70, г/(кВт ч) Первое испытание 1,94 358 378 –5, 1,64 364 414 –13, 1,2 398 474 –19, Второе испытание 1,94 346 373 –7, 1,64 360 402 –11, 1,2 386 442 –14, Если отличия по g прив при работе двигателя на ДТ в сравнении с e двух- и трехкомпонентными смесями не превышают 2%, то при использо вании четырехкомпонентной смеси ПМ р : СМ р : КМ р : ДТ –10:10:10:70 это отличие по всей нагрузочной характеристике составляет от 6 до 19 %. Воз можно предположить, что в смеси данного состава образуются соединения, которые отрицательно влияют на процесс сгорания, и необходимо прово дить дополнительные исследования для выяснения причин таких результа тов.

Одной из причин может являться более высокая t воспл, которая харак теризует уменьшение в смеси легковоспламеняемых фракций.

Дальнейшее развитие идеи использования смесей РМ нашло отраже ние в патенте [22].

Поскольку на ТРП не распространяются ограничения по содержанию тяжелых металлов, то открываются возможности по изменению свойств масел как топлив за счет использования макро- и микроудобрений с опре деленным содержанием B, Mg, Zn, Cu, Mo, а также других соединений, ко торые обеспечивают улучшение сгорания.

Учитывая, что масло может быть так же использовано, как и охлаж дающая жидкость, появляется возможность безотходного использования масел в двигателе [23]. Рис. 5.3 иллюстрирует данное предложение.

Топливный севоо борот Семена Черный пар Топливно-смазочный севооб орот Растительные Семена рапса Семена клещевины масла Черный пар Рапсово е масло Кастор овое Фил ьтр Дозатор То пливный бак м асло Расширительный бачок Фильтр Подкачивающий Топли вный Насос охлаждающей насос насос жид кости Бак высок ого давления Насос масляной систем ы Фильтр Дозатор Рис. 5.3. Схема безотходного использования масел в системах смазки и охлаждения Если в обычном двигателе смазочное масло периодически требует за мены, то в предложенной системе данные масла по мере старения подаются через фильтры в топливный бак, а из него – в КC.

Для получения БТ широко используется РапМ, которое получают при выращивании рапса [11].

При этом считается, что при выращивании рапса, например в зоне Чернобыльской АЭС, может использоваться земля, зараженная радионук лидами, поскольку данное масло будет использоваться не в пищевых целях, а для получения БТ [24].

Уже давно замечено, что растения могут поглощать различные метал лы [25]. В настоящее время не менее 60 наименований химических элемен тов выявлено в растениях. Среди них обычно в незначительных количест вах присутствуют металлы. Такими металлами могут быть: Zn, Ni, Co, Cu, Mn, Pt, Cr, Fe, Ag, Au, Sn, Al, Be, Ta, Li, Nb, Th, Sr, Pb, U.

При определенных условиях концентрации различных металлов в тка нях растений могут существенно возрастать. При произрастании растения в зоне рудных залежей определенного металла его содержание в растении возрастает до ста раз по сравнению с этим же растением, но растущим не в зоне рудного месторождения. Это явление используется в геологоразведке.

Аналогичная картина наблюдается при использовании удобрений с содержанием определенных металлов, которыми могут быть: K, Mg, Mn, Zn, Mo, Cu, Fe, Co [26].

Возможно предположить каталитическое воздействие металлов на процесс сгорания. А учитывая, что они находятся в виде ионов и в составе молекул, это должно усиливать их воздействие.

При этом по результатам испытаний, проводимых автором, выявлено, что нерафинированные масла (неочищенные, но профильтрованные) по сравнению с рафинированными имеют улучшенные экономические показа тели. Отсюда следует предположить, что в ПМ нер находятся вещества, ко торые благоприятно влияют на сгорание.

Аналогичное решение проблемы возможно предложить и при исполь зовании породы с высоким содержанием тяжелых металлов [27].

Предлагается использовать РапМ в дизельных двигателях, получен ное на полях с добавкой породы. Сравнение этих двух технологий пред ставлено на рис. 5.4.

Металлы и их соединения входят в состав удобрений [28]. Они улуч шают рост и развитие растений. Но чрезмерное содержание удобрений приводит к повышенному содержанию металлов в растениях и соответст венно и в продуктах питания.

Удобрения с терриконов Топливный севооборот О2 О2 О2 О2 С О С О2 Черный пар Семена СО 2 О Ж мых Семена Растительное Спирты масло (метанол или этанол) Катализаторы (КOH или NaOH) Р астительные масла Реактор Биодизель О СО С О Рис. 5.4. Технология использования удобрений с терриконов при получении ТРП :

растительные масла после переработки в БТ (слева);

сырые растительные масла (справа) При этом наибольшее внимание уделяется так называемым тяжелым цветным металлам, которые имеют плотность выше, чем железо, и вклю чают Cu, Ni, Co, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg [29].

Содержание определенных металлов оговорено в стандартах на пище вые продукты, превышение содержания которых приводит к вредному воз действию на организм человека.

Но возникает задача оценки влияния содержания металлов в РМ, ко торое служит сырьем для ТРП, на их выбросы с OГ двигателя.

Представляет интерес оценить другие источники тяжелых металлов в OГ двигателей. Это могут быть продукты износа деталей двигателя, а так же присадки в смазочное масло и топливо.

В работе [30] указывается, что экспериментальные исследования вы явили, что в OГ на фракцию неорганических примесей приходятся около 5% массы дизельных частиц.

В нее входят металлы, оксиды, образующиеся из присадок к топливу и моторному маслу или из примесей к последним, а также в результате изно са двигателя и выпускной системы.

Элементный анализ фракции примесей дизелей показал, что в ее со став входит почти половина элементов Периодической системы, а именно:

S, Cl, P, As, Si, Al, Ba, Be, Co, Cu, Cr, Fe, Zn, Ca, Mn, Mo, Hg, Se, Sb, Pb, Ni, Cd, Sn, V, Y и т. д. Наиболее распространенными элементами, содержащи мися в ОГ, являются Fe, Ca и Zn. Их максимальная концентрация в пробах достигает следующих значений % масс.: Fe – 0,7, Ca – 0,28, Zn – 0,45.

Основным источником металлов являются продукты износа деталей двигателя, а именно: гильз, поршневых колец, поршней, вкладышей, кла панов. В состав этих деталей входят различные легирующие элементы [31].

Другим источником металлов являются составляющие смазочного масла [32].

Представляло интерес выявить, какая доля тяжелых металлов будет приходиться на долю металлов, содержащихся в ТРП.

На первом этапе работы было выявлено количество тяжелых металлов в пищевых РМ, которое определялось полярографическим методом (табл. 5.11).

Таблица 5. Сравнение содержания металлов в маслах Металл ПМ нер, мг/кг ПМ р, мг/кг КМ р, мг/кг Cu 0,89 0,29 0, Zn 0,62 0,1 0, 0,002 0,002 0, Pb 0,002 0,002 0, Cd Для оценки содержания тяжелых металлов в OГ были проведены ис пытания дизеля при работе на МЭРМ и ДТ с замером дымности отрабо тавших газов на дымомере ИДС–3С. Сравнительные показатели двигателя и выбросы металлов приведены в табл. 5.12.

При использовании БТ доля Zn, выделившаяся при сгорании, состав ляет около 1 % от всей неорганической фракции сажи в OГ двигателя.

5.2. Направления изменения свойств масличных культур Масла даже в пределах одного сорта могут иметь различные составы и это может сказаться на характеристиках двигателя.

В табл. 5.13 приведены диапазоны изменения характеристик РапМ в зависимости от сорта рапса и способа получения масла из семян [33].

Таблица 5. Выбросы тяжелых металлов при работе двигателя на ДТ и БТ ДТ БТ Показатели Расход воздуха, м3/ч 32,3 32, Расход топлива, кг/ч 0,686 0, N,% 7,1 7, C, (г/м3) 0,0277 0, Массовое содержание сажи в ОГ, г/ч 0,895 0, Содержание неорганической фракции в саже (5 % масс.

), г/ч 0,0447 0, Содержание Zn в неорганической фракции (0,45 % масс.), г/ч 0,0040 – Содержание Zn в растительном масле, г/кг – 0, Масса Zn, попавшая в ОГ при сгорании топлива рас тительного происхождения, г/ч 0, Отношение массы Zn, образовавшейся при сгорании топлива ко всей массе неорганической фракции, % 9,0 Таблица 5. Влияние сорта рапса и способа получения масла из семян на его характеристики Единицы Диапазон изменения Измене Характеристики измерения характеристик ние, % 1 2 3 Влияния сорта рапса и условий выращивания Йодное число г J /100 г 99 125 топлива Содержание серы мг/кг 2,5 7 Кислотное число мг KOH/г 0,1 2,5 * (нейтрализационное число) Стабильность к окислению час 4,9 10 при 110оС Содержание фосфора мг/кг 3 53 * Зольность % масс. 0,001 0,007 Содержание воды % масс. 0,03 0,07 Влияние способа получения масла Йодное число г J /100 г 106 123 топлива Содержание серы мг/кг 1 13 * Кислотное число мг KOH/г 0,1 5,75 * (нейтрализационное число) Продолжение табл. 5. 1 2 3 Стабильность к окислению час 0,5 9 * при 110оС Содержание фосфора мг/кг следы 65 * Зольность % масс. 0,001 0,016 * Содержание воды % масс. 0,02 0,07 o C 220 250 зт t всп кДж/кг 37200 41300 Qн г/см 0,917 0,92 0, мм /с 34,2 38 Коксуемость 10 % остатка % масс. 0,11 0,37 Содержание механических мг/кг 10 300 * частиц «*» существенное отличие.

Из табл. 5.13 следует, что эти факторы наименьшее влияние оказыва ют на плотность. В зависимости от сорта и способа получения масла могут наблюдаться значительные изменения характеристик.

Представляет интерес оценить это воздействие на показатели двигате ля. Уменьшение кинематической вязкости снижает затраты на привод топ ливного насоса. При изношенном плунжерном насосе повышение вязкости позволит восстановить пусковые свойства двигателя.

Низкое кислотное число, как и высокое значение стабильности к окис лению при 110оС, обеспечивает длительное хранение масла как топлива.

Высокая зольность и наличие механических частиц вызывает износ деталей двигателя. Большое содержание воды приводит к снижению КПД двигате ля, поскольку теплота расходуется на испарение воды, которая уносится с OГ, если нет системы утилизации.

Как уже отмечалось, диапазон измерения характеристик РапМ под бирался с целью обеспечения нормальной работы двигателя. В то же время определяющим является топливная экономичность и экологические показа тели, которые возможно улучшить путем использования масла с разными характеристиками в диапазоне, оговоренном стандартом. Например, повы шение Q н масла на 11% однозначно приведет к увеличению пробега транспортного средства на одной заправке.

Учитывая, что масла с большим содержанием ненасыщенных кислот обладают высокой реакционной способностью [33], представляет интерес выявить экспериментально это влияние на КПД двигателя.

В табл. 5.14 представлены период индукции и скорость окисления раз личных жирных кислот.

Таблица 5. Период индукции и скорость окисления жирных кислот Число Период Относительная Кислота Символ двойных индукции, ч скорость окисления связей Стеариновая C18:0 0 — Олеиновая C18:1 1 82 Линолевая C18:2 2 19 Линоленовая C18:3 3 1,34 С увеличением числа двойных связей резко растет скорость окисления масел. Характеристикой ненасыщенности кислот является ИН и йодное число.

В работе [34] исследовано влияние наличия двойных связей (йодного числа) на выбросы с OГ NO x (рис. 5.5) и ТЧ (рис. 5.6).

С увеличением йодного числа по линейному закону растут выбросы NO x.

До значения йодного числа, равного 120, дымность снижается. Веро ятно, этим определяется ограничение в стандарте DIN 14214 на БТ на йод ное число.

Есть результаты, которые подтверждают влияния ненасыщенности ма сел на экономичность двигателя. Так, по данным WRZ Energy GmbH на теплосиловом блоке с дизелем Skania DC16 было зафиксировано, что рас ход топлива при работе на пальмовом масле (245 г/(кВт·ч)) по сравнению с работой двигателя на СМ и РапМ ((238 г/(кВт·ч)) хуже на 2,8 %. Предпо ложительно это можно объяснить высоким содержанием ненасыщенных кислот в СМ и РапМ.

Для оценки влияния состава масел на показатели двигателя были про ведены испытания дизеля, работающего на смеси ДТ с 30 % об. масел с ИН 1,08 ( РР нер ) и 1,53 ( CМ нер ). Результаты испытаний приведены в таб лице 5.15.

Смесь с маслами с большим ИН лучше сгорает с повышением Tкс, что приводит к росту КПД двигателя, снижению дымности, но к повыше нию выделения NO x.

Рис. 5.5. Влияние йодного числа на выбросы NO x при работе на БТ Рис.5.6. Влияние йодного числа на выбросы ТЧ при работе на БТ Таблица 5. Результаты сравнительных испытаний смесей масел с ДТ в соотношении 30 % об. к 70 % об. с разными ИН РР нер : ДТ – 30:70 CМ нер : ДТ – 30: Отличие, ИН % 1,08 1, КПД двигателя 0,231 0,240 –3, Tог, оС 292 292 Tкс, оС 616 641 –4, NO x, чнм 1001 1095 –9, N,% 6,8 4,3 36, Из этих масел по одной технологии были изготовлены и испытаны БТ. Так как изменение технологии влияет на характеристики БТ и соот ветственно на показатели дизеля, то была использована одна технология получения БТ. Результаты испытаний БТ из этих масел представлены в табл. 5.16.

Таблица 5. Результаты сравнительных испытаний МЭСМ и МЭМРР с оценкой отличий с вероятностью 0, МЭСМ МЭМРР Отличие, % С вероятностью 0, КПД 0,253 0,216 14,6 есть о Tкс, С 284 289 –1,8 есть Tкс, оС 596 555 6,9 есть 2,03 1,776 12,5 есть NO x, чнм 975 1029 –5,5 нет N,% 6,0 7,3 –21,7 есть CO, чнм 332 272 18, При использовании МЭСМ по сравнению с МЭМРР наблюдается рост КПД, снижение Tог при росте Tкс, что уменьшает выбросы N на 21,7 %. Ожидаемое повышение выбросов NO x находится в пределах по грешности измерения.

С этой же целью были определены характеристики БИО ЭСТ и МЭГЖ (табл. 5.17).

И в дальнейшем они были совместно испытаны. Учитывая отсутствие информации по низшей теплоте сгорания МЭГЖ, данный анализ выпол нялся на ASG Analytik–Service Gesellschaft mbH (Германия), которая имеет право сертификации БТ согласно разрешению Немецкого аккредитацион ного совета. Данная величина для МЭГЖ составила 38064 кДж/кг. Резуль таты сравнительных испытаний БТ приведены в табл. 5.18.

Таблица 5. Сравнение составов и ИН БТ растительного и животного происхождения Кислоты % масс. С Н О % масс. С Н О БИО ЭСТ МЭГЖ С 14:0 0,068 0,1 0,02 0,02 1,91 3,2 0,5 0, С 15:0 0 0 0 0 0,49 0,9 0,1 0, С 16:0 10,65 20,5 3,4 3,4 20,64 39,7 6,7 6, С 16:1 0,075 0,1 0,02 0,02 1,62 3,1 0,5 0, С 17:0 0 0 0 0 1,15 2,35 0,39 0, С 18:0 4,322 9,3 1,6 1,4 20,89 45,2 7,6 6, С 18:1 24,04 52,0 8,2 7,7 31,53 68,2 10,8 10, С 18:2 51,17 110,6 16,5 16,4 0 0 0 С 18:3 8,628 18,7 2,6 2,8 21,77 47,1 6,6 7, С 20:0 0,363 0,9 0,1 0,1 0 0 0 С 22:0 0,383 1,0 0,2 0,1 0 0 0 С 22:1 0,004 0,01 0,002 0,001 0 0 0 С 24:0 0,123 0,4 0,1 0,04 0 0 0 Сумма 100 214 32,8 32 100 209,6 33,2 Состав, % масс. 76,75 11,78 11,47 76,28 12,08 11, ИН, % масс. 1,53 0, Таблица 5. Сравнительные результаты испытаний БИО ЭСТ и МЭГЖ БИО ЭСТ МЭГЖ Показатели Отличие, % С вероятностью 0, КПД двигателя 0,239 0,229 4,2 есть Tог, оС 303 310 –2,3 есть Tкс, оС 584 573 1,9 есть 1,92 1,88 2,1 есть CO, % 254 257 –1, NO x, чнм 603 558 7,5 есть Из данных результатов следует, что масла и БТ с более высоким зна чением ИН имеют лучшую экономичность.

Данные результаты позволяют рекомендовать использовать масла со гласно стандарту на БТ со стабильностью к окислению не меньше 6 часов, при этом йодное число, которое характеризует ненасыщенность масел, должно быть максимальным, например 120 [34, рис. 56].

5.3. Разработка концепции создания «зеленого» двигателя Одним из привлекательных факторов использования биомассы в дви гателях является возможность отказаться полностью от продуктов нефтя ного происхождения. Это направление может решить задачи получения:

• ТРП ;

• смазочных масел;

• масел как охлаждающих жидкостей;

• присадок растительного происхождения;

• переработанного из биомассы ДТ.

В каждом случае требуется определенная их переработка, исходя из требований эксплуатации. Но будут получены определенные преимущест ва. Замена охлаждающей жидкости на РМ позволит исключить такой от рицательный фактор как попадание воды в картер. Использование и топли ва, и смазочного масла в виде переработанных РМ ликвидирует разжиже ние смазочного масла в картере ДТ.

Как уже отмечалось, возможно использование в качестве топлив как непосредственно РМ, так и их смесей. Смешиванием различных масел возможно добиться улучшения характеристик ТРП.

Кроме этого возможно смешивание различных масел и создание топ лив с заданными свойствами [21, 35].

Использование РМ как составляющих смазочных масел известно дав но. Впервые смешав минеральное масло с КасМ, Уейкфилд (создатель фирмы Castrol) получил уникальный продукт, который назвал Castrol [36].

КасМ применялось как высококачественное авиационное смазочное масло.

В работе [37] приведены преимущества и недостатки использования РМ как смазочных масел. К преимуществам можно отнести то, что РМ по сравнению с минеральными маслами имеют лучшие фрикционные харак теристики (ниже коэффициент трения). Но РМ имеют более низкую ста бильность, чем минеральные смазочные масла. Но использование генной инженерии позволяет решить задачу использования РМ как смазочных ма сел.

Известно использование РапМ как охлаждающей жидкости в двига теле фирмы «Elsbett».

Условная схема получения и применения РМ как топлив, смазочных масел и охлаждающей жидкости приведена на рис. 5.7.

В двигателях широко применяются присадки различного назначения, как для улучшения топливной экономичности, так и экологических показа телей [38].

Топтивный севооборот О2 О Семена Черный пар Топливный и топливно-см азочный севооборот Семена Семена О Черный пар Растительное масло Смеситель С О О Рапсовое масло Касторовое масло Рис. 5.7. Схема использования масел как ТРП, смазочного масла и охлаждающей жидкости Использование удачно подобранных присадок с необходимой концен трацией приводит к улучшению показателей двигателя: повышению КПД двигателя, снижению вредных выбросов с отработавшими газами [39].

Однако те же присадки не имеют такого же воздействия в смесях с ТРП [40].

На запрос по этому поводу на фирму LIQUI MOLY GmbH (Германия) был получен ответ, согласно которому рекомендовалось увеличить концен трации присадок.

Но даже увеличение концентрации присадок не всегда приводит к улучшению показателей двигателя. В некоторых случаях наблюдается ухудшение показателей двигателя.

В то же время известно использование в качестве присадки терпенов, веществ растительного происхождения, которые получают из хвойных по род деревьев.

В настоящее время трудно определить приоритет по использованию терпенов в качестве присадок к ДТ и как топлива для дизелей. В работе [41] приводится следующая цитата: «Очень важные исследовательские ра боты выполнялись под руководством профессора Нечаева В.К. по оценке реальных возможностей использования в «легких» двигателях мазута, ски пидара, газогенераторного газа».

Так, в конце 60-х годов были проведены работы в этом направлении в Томске на кафедре ДВС, которая была в дальнейшем в полном составе пе реведена в г. Барнаул и слилась с кафедрой ДВС Алтайского политехниче ского института. Но результаты этих исследований не были в то время опубликованы и оказались утерянными.

В работе [42] приведены результаты испытаний ДТ в смеси с сосно вым маслом (содержание терпеновых спиртов до 75%) в диапазоне 0,05–0, % масс. Добавка 0,2 % масс. соснового масла в ДТ при работе на дизель- генераторе 1ДТ12Т привело к улучшению КПД двигателя на 4% и сниже нию NO x на 33%, альдегидов на 83% и CO на 21%.

Было выдвинуто предположение, что добавка терпенов ( Ск ) к смеси РМ с ДТ обеспечит улучшение сгорания [43].

На рис. 5.8. представлена схема получения и использования ТРП на основе РМ и терпенов.

Живичный Ск (масло терпентинное) представляет собой продукт пе зт реработки сосновой живицы и имеет t всп 34оС и t самв 300оС, что ниже, чем у РМ и ДТ [44].

При исследованиях наблюдалось полное растворение Ск в смеси с различными РМ (табл. 5.5). Для проверки возможности использования Ск в качестве добавки в масла была приготовлена смесь состава: скипидар – 5 % об., подсолнечное масло – 10 % об., соевое масло 5 % об., кукурузное масло 5 % об., горчичное масло – 5 % об. и дизельное топливо 70 % об.

( Ск : ПМ : СМ : КМ : ГМ : ДТ –5:10:5:5:5:70). Результаты испытаний при ведены в табл. 5.19.

О2 Топливные севообо роты СО Семена О Черный пар Терпены О2 СО Смеситель О2 СО Рис. 5.8. Использования терпенов как добавки к ТРП Таблица 5. Физико-химические характеристики смесей с добавкой Ск и результаты ис пытаний на дизеле Ск : ДТ Ск : ПМ: СМ : КМ : ГМ : ДТ –5:10:5:5:5: ДТ Параметры – 30: Характеристики топлив 0,832 0,854 0, 20, г/см 4,14 7,95 3, 20, мм2/с 85 80 зт t всп, оС 42700 40990 Q н, кДж/кг Результаты испытаний при N e = 1,64 кВт КПД 0,223 0,222 0, 254 254 Tог, оС 2,31 2,35 2, 4,73 4,17 6, CO2, % об.

Экономичность дизеля при работе на смеси находится на уровне эко номичности, при работе на ДТ, что подтверждает возможность использо вания Ск в качестве присадки. Выявлена возможность работы двигателя при содержании Ск, равном 30 % об.

В перспективе биомасса станет сырьем, из которого будут получать моторные топлива с заданными свойствами. Образец таких исследований представлен в работе [45]. Разработан способ получения из стеариновой ки слоты ДТ по реакции дезоксигенирования на катализаторах при давлении 6 атмосфер и температуре 300оС.

Выводы Из вышеизложенного вытекает, что определенную нишу в решении проблемы экономии топлива нефтяного происхождения и снижения вы бросов парниковых газов могут занять топлива из биомассы. На первом этапе это может быть использование РМ, а в дальнейшем биомассы. Су ществует ряд направлений по решению этой проблемы.

Это поиск новых масличных культур, которые ранее входили в разряд сорняков или рассматривались как непищевые и ядовитые масла.

Выявлены эффективные присадки растительного происхождения, на пример терпены, что расширяет базу ТРП.

Одним из первых этапов перехода к «зеленому» двигателю является разработка специальных севооборотов для получения масел, предназна ченных для сгорания в КC и использования в качестве смазочных масел в системе смазки двигателя.


Выявлено достаточное количество культур, из которых возможно по лучать масла, предназначенные для использования в качестве моторных то плив. Предложены севообороты, насыщенные масличными культурами для различных ботанико-географических районов Украины. Данные севооборо ты также могут использоваться в России, Белоруссии и в районах с близки ми почвенно-климатическими условиями. Принцип разработки таких сево оборотов может быть использован в других странах даже с отличающимися климатическими условиями. Получаемые масла могут применяться не только как топлива, но и после соответствующей переработки в качестве смазочных масел для двигателей сельхозтехники.

Наличие «топливных» севооборотов предопределяет использование многокомпонентных смесей РМ. Многокомпонентные смеси РМ с ДТ, а именно ПМ, СМ и КМ, хорошо между собой растворяются и не рас слаиваются. Это позволяет рекомендовать работу двигателя на этих смесях без специальных мероприятий по адаптации топливной системы под раз ные РМ.

Выявлена возможность подбора составляющих многокомпонентных смесей РМ, обеспечивающих практически одинаковые экономические по казатели, что позволяет получать топлива из различных масел с одинако выми свойствами.

При использовании четырехкомпонентной смеси состава ПМ р : СМ р : КМ р : ДТ –10:10:10:70 наблюдается существенное ухудшение экономичности, что возможно объясняется образованием соединений, от рицательно влияющих на сгорание смесей, но это требует дополнительных исследований.

При использовании сырых РапМ как топлив открываются возможно сти по подбору масел с заданными свойствами путем использования соот ветствующих сортов и способов переработки. Перспективны селекционные и генетические изменения. Можно говорить о создании «топливных» сор тов масличных культур. Это могут быть масла с большей теплотой сгора ния, улучшенным сгоранием за счет повышенного содержания ненасыщен ных кислот, находящихся в пределах, оговоренных стандартом и т. д.

В результате анализа характеристик масел выявлено, что между неко торыми характеристиками существует надежная корреляция. Так, с увели чением окисного числа и йодного чисел стабильность к окислению умень шается. С увеличением содержания воды в масле снижается теплота сгора ния. В некоторых случаях наблюдается слабая корреляция, что может объ ясняться низким содержанием какого-либо составляющего компонента или его недостаточным воздействием. Рекомендуется проведение исследований в данном направлении для других характеристик масел.

Данные результаты позволяют рекомендовать использовать масла со гласно стандарту на БТ со стабильностью к окислению не меньше 6 часов, при этом йодное число, которое характеризует ненасыщенность масел, должно быть максимальным около 120.

Перспективно освоение земель для выращивания ТРП, не пригодных для выращивания и получения пищевых масел, и использование удобрений с высоким содержанием тяжелых металлов. Содержание тяжелых металлов в РМ по цинку не превышает 1 % от массы неорганической фракции ди зельных частиц. Основным источником тяжелых металлов в отработавших газах двигателя являются продукты износа деталей двигателя и присадки, содержащиеся в топливе и смазочном масле.

Литература к главе 1. Васильев И.П., Петренко А.Е., Корчанова Ю.А. Направления изменения свойств топлив растительного происхождения // Збірник наукових прац Лу ганського національного аграрного університету. Серія: Технічні науки. – Лу ганськ: ЛДАУ, 2004. – № 42 (54). – С. 50–54.

2. Васильев И.П. Экологически чистые направления получения и использования топлив растительного происхождения в двигателях внутреннего сгорания // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2005. – № 1. – С. 19–25.

3. Гирин В.С., Лучко М.И. Разработка способов получения чистых топливных смесей в логистической цепочке потребления // Вісн. Східноукр. нац. ун-ту імені Володимира Даля. – 2008. – Ч. 2. – № 7 (125). – С. 124–127.

4. Рева М.Л., Липовецкий В.М. Растения в быту / Изд. 2-е, перераб. - Донецк:

Донбасс, 1977. – 208 с.

5. Барштейн Л.Н., Шкаредный И.С. Свекловичные севообороты в современных и альтернативных системах земледелия // Технические культуры: Селекция, технология, переработка. – ВАСХНИЛ.–М.: Агропромиздат, 1991. – С.37 – 234.

6. Тавберидзе И.А., Курашвили М.М. Севообороты для хозяйств, возделываю щих эфиромасличные культуры в условиях субтропической зоны Грузинской ССР // Эфиромасличные растения, их культура и переработка. Сборник статей к IV Международному конгрессу по эфирным маслам. – М.: Пищевая промышленность, 1968. – С. 101–140.

7. Харченко Л.Н. Закономерности накопления липидов и перспективы направ ленного изменения качества масла семян масличных культур: (подсолнечник и горчица) Дис... д–ра с.–х. наук: 03.00.12 (физиология растений) 06.01.05 (се лекция и семеноводство). Краснодар, 1981. – 340 с.

8. ГОСТ 1129–93. Межгосударственный стандарт. Масло подсолнечное. Техни ческие условия. – Взамен ГОСТ 1129–73;

Введ. 01.01.97. – К.: Госстандарт Украины, 1996. – 17 с.

9. ГОСТ 8988–77. Масло рапсовое. Технические условия. – Взамен ГОСТ 8988– 59;

Введ. 01.07.78. – М.: Изд-во стандартов, 1988. – 20 с.

10. Карпов С.А., Капустин В.М., Старков А.К. Автомобильные топлива с биоэта нолом. – М.: КолосС, 2007. – С. 139.

11. Рапс, сурепица / А.А. Гольцов, А.М. Ковальчук, В.Ф. Абрамов, Н.З. Милащен ко: Под общ. ред. А.А. Гольцова. – М.: Колос, 1983. – 192 с.

12. Смирнов Н.В. Мир растений. – М.: Молодая гвардия, 1979. – 320 с.

13. Исследование характеристик топлив с добавками растительного происхожде ния в ДВС. Отчет по НИР. Луганский государственный аграрный университет.

Рук. Петренко А.Е. каф. «Тракторы и автомобили». – Луганск, 2002. –21 с.

14. Решетняк Н.В., Петренко А.Е., Токаренко В.Н., Корчанова Ю.А., Василь ев И.П. Разработка севооборотов, насыщенных масличными культурами, для получения растительного топлива // Матеріали міжнародної науково-практич ної конференції «Актуальні проблеми сучасного землеробства» (до 100-річчя з дня народження д. с. н. проф. Лубовського М. П.). – Луганськ: ЛНАУ, 2003. – Т. 1.–– С. 319–325.

15. Решетняк Н.В., Петренко А.Е., Токаренко В.Н., Корчанова Ю.А., Василь ев И.П. Разработка в Украине севооборотов, насыщенных масличными куль турами, с целью получения топлив и смазочных масел для двигателей внут реннего сгорания // Вісник аграрної науки Причерноморья. Проблеми степо вого землеробства і рослинництва та її вирішення в реформованих с/г. підпри ємствах. – Миколаїв. – 2003.– Т. 1. – № 3 (23). – С. 163–168.

16. Кулиев Р.Ш., Ширинов Ф.Р., Кулиев Ф.А. Физико-химические свойства неко торых растительных масел // Химия и технология топлив и масел. – 1999. – № 4. – С. 36–37.

17. Клещевина / Под ред. Мошкина В.А. –М.: Колос, 1980. – 352 с.

18. Касторовое масло // БСЭ, – 3-е изд., М., 1973. – Т. 11. – С. 510.

19. Деклараційний патент 13693 Україна, C 10 G 3/00. Паливо з рослинної олії / Васильєв І. П.;

Східноукраїнський національний університет імені Володими ра Даля (UA).– № 2005 09580;


Заявлено 12.10.05;

Опубл. 17.04.06. Бюл. №4.

20. Клюс О., Васильев И. Расширение энергетической базы топлив растительного происхождения для использования в двигателях внутреннего сгорания // ZESZYTY NAUKOWE «EXPLO–SHIP 2004». – Szczecin: AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE (Poland). – 2004. – NR 1 (73). – P. 333–342.

21. Клюс О., Васильев И., Ростовская Н. Анализ показателей дизеля при работе на многокомпонентных смесях растительных масел с дизельным топливом // EKSPLOATACJA POJAZDW SAMOCHODOWYCH. – Szczecin:

POLITECHNIKA SZCZECISKA (Poland). – 2004. – NR 11. – P. 45–54.

22. Деклараційний патент 13696 Україна, C 10 G 3/00. Спосіб одержання палива рослинного походження / Васильєв І. П.;

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля (UA). – № 2005 09583;

Заявлено 12.10.05;

Опубл. 17.04.06. Бюл. №4.

23. Деклараційний патент 13840 Україна, C 10 G 3/00, C 10 L 1/04. Спосіб роботи дизеля на рослинних оліях / Васильєв І. П. Росляков К. О.;

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля (UA). – № 2005 10380;

За явлено 03.11.05;

Опубл. 17.04.06. Бюл. №4.

24. Семенов В. Г. БИОДИЗЕЛЬ. Физико-химические показатели и эколого-эконо мические характеристики работы дизельного двигателя. – Харьков: Нацио нальный технический университет. «Харьковский политехнический инсти тут», 2002. – 276 с.

25. Ткачук І.В. Рослини-розвідники. – К.: Наукова думка, 1979. – 107 с.

26. Федюшкин Б.Ф. Минеральные удобрения с микроэлементами: Технология и применение. – Л.: Химия, 1989. – 272 с.

27. Олейник Н.В., Зубова Л.Г., Васильев И.П. Влияние содержания тяжелых ме таллов в топливах растительного происхождения на вредные выбросы с отра ботавшими газами дизелей / Вісн. Східноукр. нац. ун-ту імені Володимира Даля. – 2007. – Ч. 1.– № 8 (114). –– С. 161–165.

28. Кувшинников И.М. Минеральные удобрения и соли: Свойства и способы их улучшения. – М.: Химия, 1987. – 256 с.

29. Ванюков А.В. Тяжелые цветные металлы. БСЭ. – М.: Советская энциклопе дия, 1977. – С. 427.

30. Звонов В.А., Симонова Е.А., Шеховцов Ю.И. Физико-химические и токсико логические характеристики частиц, выбрасываемых дизельными двигателями в окружающую среду (обзор) // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2005. – №2. – С. 37–47.

31. Давыдов Г.А., Овсянников М.К. Температурные напряжения в деталях судо вых дизелей. Л.: Судостроение, 1969. – 248 с.

32. Игнатов О.Р., Якушев И.Г. Экологический анализ отработанных моторных масел // Сборник научных трудов Восточноукраинского национального уни верситета имени Владимира Даля и Познаньского технического университета.

– 2002. – №2. – С. 33–39.

33. Widmann B., Remmele E., Thuneke K., Wilharm T. Begleitforschung zur Standar disierung von Rapsl als Kraftstoff fr pflanzenltaugliche Dieselmotoren in Fahrzeugen und BHKW // Technische Universitt Mnchen Bayerische Landesanstalt fr Landtechnik. 2000. – 219 S.

34. Graboski M.S., McCormick R.L., Alleman T.L., Herring A.M. The Effect of Bio diesel Composition on Engine Emissions from a DDC Series 60 Diesel Engine // National Renewable Energy Laboratory.–Final Report 2 in a series of 6. –SR–510– 31461. – February 2003. – 81 p.

35. Деклараційний патент 13693 Україна, C 10 G 3/00. Паливо з рослинної олії / Васильєв І. П.;

Східноукраїнський національний університет імені Володими ра Даля (UA).– № 2005 09580;

Заявлено 12.10.05;

Опубл. 17.04.06. Бюл. №4.

36. Бовсуновский В. Масляный гигант // УкрАвтоКОНТИНЕНТ. – 2004. – № (24). – С. 54–57.

37. Главаті Л. О. Мастила на основі рослинних олій (Огляд) // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 1999. – № 4. – С. 15–21.

38. Данилов А.М. Присадки и добавки. Улучшение экологических характеристик нефтяных топлив. – М.: Химия, 1996. – 232 с.

39. Скитченко В.А., Васильев И.П. Влияние присадок в дизельном топливе на экономические и экологические показатели вихрекамерного дизеля // Вісн.

Східноукр. нац. ун-ту імені Володимира Даля. – 2005. – № 10 (92). – С. 184– 189.

40. Vellguth G. Einnung von Pflanzenlen und Pflanzenlderivaten als Kraftstoff fr Dieselmoren // Grundl. Landtechnik. 1982. 32. – № 5. –S. 177–186.

41. Нечаев Л.В., Матиевский Д.Д. Сто лет со дня рождения ученого и педагога профессора Нечаева Вячеслава Константиновича // Ползуновский вестник.

Барнаул (Россия) – 2006. – № 4. – С. 5–9.

42. Топливная композиция: А. с. 514885 СССР, МКИ С 10 L 1/18. / Мальцев А.Д.

(СССР);

– № 2079621/04;

Заявлено 02.12.74;

Опубл. 25.05.76, Бюл. № 19. – 3 с.).

43. Деклараційний патент 13695 Україна, C 10 L 1/10. Паливна композиція з тер пенами / Васильєв І. П.;

Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля (UA). – № 2005 09582;

Заявлено 12.10.05;

Опубл. 17.04.06.

Бюл. №4.

44. ГОСТ 1571–82. Скипидар живичный. Технические условия. – Взамен ГОСТ 1571–76;

Введ. 01.07.83. –М.: Изд-во стандартов, 1990. –13 с.

45. Mathias Snre, Iva Kubikov, Pivi Mki–Arvela, Kari Ernen, and Ditry Yu.

Murzin. Heterogeneous Catalytic Deoxygenaton of Stearic Acid for Production of Biodiesel // Ind. Eng. Chem. Res. – 2006. – 45. – pp. 5708–5715.

ОГЛАВЛЕНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИЙ........ ПРЕДИСЛОВИЕ............................................................................................................... Глава 1 ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ДИЗЕЛЯХ.................................................................. 1.1. Основные способы использования топлив................................................ 1.2. Расчетные характеристики.......................................................................... 1.2.1. Состав масел по результатам хроматографического анализа........ 1.2.2. Теплота сгорания масел..................................................................... 1.2.3. Индекс ненасыщенности.................................................................... 1.2.4. Топливный эквивалент масла............................................................ 1.3. Влияние на экологические и экономические показатели дизеля........... 1.3.1. Комплексная оценка систем нейтрализация ОГ с учетом парниковых газов..................................................................................... 1.4. Нормативные документы на ТРП............................................................... Глава 2 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОПЛИВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ПОКАЗАТЕЛИ ДИЗЕЛЯ................................................................................ 2.1. Характеристики топлив............................................................................... 2.1.1. Плотность...................................................................

......................... 2.1.2. Вязкость.............................................................................................. 2.1.3. Температуры вспышки, воспламенения и самовоспламенения..... 2.1.4. Теплота сгорания................................................................................ 2.1.5. Цетановое число................................................................................. 2.1.6. Фракционный состав.......................................................................... 2.1.7. Температура помутнения................................................................... 2.1.8. Температура застывания.................................................................... 2.1.9. Предельная температура фильтруемости......................................... 2.1.10. Кислотное число (кислотность)...................................................... 2.1.11. Нейтрализационное число............................................................... 2.1.12. Стабильность к окислению.............................................................. 2.1.13. Йодное число.................................................................................... 2.1.14. Перекисное число............................................................................. 2.1.15. Содержание механических примесей............................................. 2.1.16. Содержание серы.............................................................................. 2.1.17. Содержание фосфора....................................................................... 2.1.18. Содержание воды............................................................................. 2.1.19. Коксуемость...................................................................................... 2.1.20. Зольность (содержание золы).......................................................... 2.1.21. Содержание Na, K, Са и Mg............................................................. 2.1.22. Жирные кислоты масел.................................................................... 2.1.23. Содержание глицеридов в жирных кислотах................................. 2.1.24. Токоферолы....................................................................................... 2.2. Содержание металлов в маслах.................................................................. 2.3. Дисперсность дизельных частиц................................................................ 2.4. Содержание углеродной фракции в дизельных частицах........................ Глава 3 БИОДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО И ЕГО СМЕСИ С ДРУГИМИ ТОПЛИВАМИ................................................................................................. 3.1. Технология получения БТ........................................................................... 3.1.1. Схемы получения БТ.......................................................................... 3.1.2. Соотношение реагентов при получении БТ..................................... 3.1.3. Установки для получения БТ из растительного масла.................. 3.1.4. Суперкритическая технология........................................................ 3.2. Физико-химические характеристики....................................................... 3.2.1. Температура помутнения и застывания БТ.................................... 3.3. Результаты испытаний.............................................................................. 3.3.1. БТ в смеси с ДТ................................................................................ 3.3.2. БТ топливо в смеси с метанолом..................................................... 3.4. Стандарты на БТ........................................................................................ 3.5. Перечень производителей БТ................................................................... Глава 4 РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА И ИХ СМЕСИ С ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ.................................................................................................. 4.1. Сравнительные характеристики масел.................................................... 4.1.1. Температура вспышки и самовоспламенения................................ 4.1.2. Температура помутнения и застывания.......................................... 4.1.3. Изменение плотности масел от температуры................................ 4.1.4. Изменение вязкости масел от температуры................................... 4.1.5. Корреляционные зависимости между характеристиками............. 4.2. Физико-химические характеристики смесей масел с дизельным топливом.................................................................................................. 4.3. Дизели для работы на сырых растительных маслах............................... 4.3.1. Специальные камеры сгорания....................................................... 4.3.2. Распылители для работы на маслах................................................ 4.3.3 Переоснащение дизеля для работы на РМ...................................... 4.4. Результаты испытаний смесей масел с дизельным топливом............... 4.5. Стандарт на рапсовое масло как топливо................................................ Глава 5 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТОПЛИВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ..................................................................................... 5.1. Использование «топливных» культур и севооборотов........................... 5.2. Направления изменения свойств масличных культур............................ 5.3. Разработка концепции создания «зеленого» двигателя.......................... Наукове видання Ігор Павлович Васильєв ВПЛИВ ПАЛИВ РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ НА ЕКОЛОГІЧНІ ТА ЕКОНОМІЧНІ ПОКАЗНИКИ ДИЗЕЛЯ Російською мовою Редактор О. О. Мартинцева Техн. редактор Т. М. Дроговоз Коректор Я.В. Руднік Оригінал-макет Т. В. Погорєлова Підписано до друку. Гарнітура Times.

Умов. друк. арк. 14,0. Обл.-вид. арк. 15,2.

Тираж 300 екз. Вид. № 2265. Замов. №121. Ціна договірна.

Видавництво Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля Свідоцтво про реєстрацію: серія ДК № 1620 від 18.12. Адреса видавництва: 91034, м. Луганськ, кв. Молодіжний, 20а Телефон: 8 (0642) 41-34-12. Факс: 8 (0642) 41-31- Е-mail: uni@snu.edu.ua. http://snu.edu.ua Васильєв І.П.

В 19 Вплив палив рослинного походження на екологічні та еко номічні показники дизеля: монографія / І.П. Васильєв. – Луганськ:

вид–во СНУ ім. В. Даля, 2009. – 240 с. Табл. 86. Іл. 81. Бібл.: 238 назв.

ISBN 978-966-590-726- У монографії розглянуто питання застосування альтернативних палив рослин ного походження в дизелях: біодизельного палива та рослинних олій. Виконано аналіз способів вирощування й переробки різних олійних культур для одержання моторних палив. Приводяться різні технології одержання біодизельного палива.

Розглянуто способи безпосереднього використання сирих рослинних олій у дизелях шляхом застосування спеціальних камер згоряння та удосконалених паливних сис тем. Виявлено вплив даних палив на шкідливі викиди з відпрацьованими газами та економічні показники дизеля. Запропоновано напрямки по одержанню «паливних»

культур і створенню «зеленого» двигуна. Монографія розрахована на фахівців в об ласті двигунобудування та екології.

УДК 621.43:662. ББК 65.9 (4 Укр.– 4Луг.) 30– © Васильєв І.П., © Східноукраїнський національний університет імени Володимира Даля, ISBN 978-966-590-726-8

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.