По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 532.542, 532.546

Перспективная водотопливная эмульсия

Воробьев Ю. В. д-р техн. наук, профессор, Тамбовский государственный технический университет, г. Тамбов, е-mail: tmm-dm@mail.nnn.tstu.ru
Дунаев А. В. д-р техн. наук, ст. науч. сотр., ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Москва, е-mail: dunaev135@mail.ru, тел.: 8-499-174-81-24

Приведен анализ методов и средств подготовки устойчивой водотопливной эмульсии, а также результаты ее приготовления по технологии Тамбовского государственного технического университета. Цель обзора — подведение итогов разработки водотопливной эмульсии, в том числе и в Тамбовском государственном техническом университете.

Литература:

1. Корягин В. А. Сжигание водотопливных эмульсий и снижение вредных выбросов. — С-Пб., 1995.

2. Завгородний Б. В. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: www. energy-saving-technology.com; www. energy-saving-technology.com/pageru/ship/vmeshing-f2.html.

3. Серебряков Р. А., Степанов А. П., Стехин А. А. Композиционное топливо // Труды 7-й межд. науч.-техн. конференции в ГНУ ВИЭСХ 18–19.05.2010. «Проблемы энергообеспечения и энергосбережения». — М., Ч. 1. — С. 317–323.

4. http://www.fi ndpatent.ru/patent/ 248/2483101.html.

5. Воробьев Ю. В., Тетерюков В. Б. Способ для получения и подачи топливно-водной эмульсии в ДВС с впрыском топлива // Патент РФ № 2294448.

6. Воробьев Ю. В., Тетерюков В. Б. Способ и система получения и подачи топливно-водной эмульсии в двигатели внутреннего сгорания и удаления из штатной топливной системы неиспользованной топливно-водной эмульсии // Патент РФ № 2300658.

7. Воробьев Ю. В., Тетерюков В. Б. Способ и устройство для дозирования и приготовления топливно-водной эмульсии, подаваемой в карбюраторные ДВС // Патент РФ № 2306447.

8. Ломовских А. Е., Воробьев Ю. В., Дупляк В. П. Струйно-кавитационный эжектор для приготовления водотопливной эмульсии // Патент РФ № 352805.

9. Воробьев Ю. В., Тетерюков В. Б. Водно-топливная эмульсия // Патент РФ № 2365618.

10. Воробьев Ю. В., Тетерюков В.Б. Топливно-водная эмульсия // Патент РФ № 2367683.

Задачи энергосбережения и экологической безопасности в топливных энергетических установках еще актуальны. Для их решения целесообразны водотопливные эмульсии (ВТЭ), например мазут + вода, моторное топливо + вода [1–4].

ВТЭ из мазута, моторного, печного топлива, газа дает значительную их экономию, заметное повышение ресурса агрегатов, их КПД на 2–3 %, кратное уменьшение вредных выбросов. Кардинальная же очистка ОГ от NОx (на 90 %) каталитическими регенераторами требует 40–70 долл/кВт мощности дизеля [2]. Таковы же они и при подаче в дизель пара при снижении выброса NОx лишь до 70 %.

В целом вода в топливе ДВС оказывает следующие действия:

  • снижает температуру и предотвращает взрывное сгорание топлив;
  • сглаживает динамику давления газов в цилиндре;
  • повышает среднее давление в цилиндрах;
  • увеличивает полноту сгорания топлива;
  • повышает КПД, не снижает мощность и приемистость;
  • ускоряет превращение СО в СО2 ;
  • уменьшает в отработавших газах (Осодержание сажи, NOx, SOх в 2–3 раза; значительно канцерогенного бензапирена С20Н12 (рис. [1];
  • очищает камеру сгорания от нагара;
  • создает щадящий режим работы ДВС, уменьшает износ, вибрацию и шум.
  • Использование ВТЭ без изменения системы топливоподачи обусловливает и следующее [1–4]: увеличение объема топлива на 15–50 % и, таким образом, его экономию;
  • уменьшение вязкости ниже, чем у исходного топлива;
  • сохранение качества распыливания топлива во всех режимах работы ДВС;
  • повышение надежности, КПД и ресурса дизелей и котлов;
  • хранение некоторых ВТЭ при 60– 90 ºС там же, где и исходное топливо;
  • обеспечение структурно измененной воды в топливе до 60–70 %;
  • исключение затрат на обезвоживание топлива.

Современная технология создает ВТЭ, как топливо высокого качества, даже при наличии в емкостях хранения мазута и дизельного топлива (ДТ) водяных линз.

Завгородним Б. В. описан такой механизм горения ВТЭ [2]: мазут из форсунок имеет размер капель 0,1–1 мм. Если в них включены капли воды 1–7 мкм, то при нагревании они дают пар. Он разрывает каплю топлива, увеличивая ее дисперсность, поверхность контакта с воздухом. В высокотемпературной зоне горения капля ВТЭ взрывается, капля топлива диспергируется вторично, факел горения увеличивается и уменьшает в камере локальные максимумы температур. Понятно, что в сравнении с диспергированной каплей у крупной частицы площадь излучения и тепловой поток меньше, горит она дольше. В ВТЭ же с равномерным распределением дисперсной воды размер частиц топлива снижается в 1,5–2,5 раза, настолько же улучшаются условия и эффективность горения, снижается недожог топлива, объем дутья до показателя 1,0 и теплопотери с ним. А малый избыток воздуха понижает температуру точки росы уходящих газов до 100 ºС, что существенно уменьшает сернокислотную коррозию и увеличивает КПД теплоагрегата.

Для Цитирования:
Воробьев Ю. В., Дунаев А. В., Перспективная водотопливная эмульсия. Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2018;6.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: