Реологические свойства водотопливных эмульсий, приготовляемых методом впрыска воды в дизельное топливо
Автор: Керученко Л.С., Мальцева Е.И., Прокопов С.П., Союнов А.С.
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Процессы и машины агроинженерных систем
Статья в выпуске: 1 (45), 2022 года.
Бесплатный доступ
Основным энергетическим средством мобильной сельскохозяйственной техники являются дизельные двигатели, которые расходуют значительное количество топлива и являются загрязнителями окружающей среды. Для решения проблемы в последние годы проводятся исследования возможности применения в качестве топлива для дизелей водотопливных эмульсий (ВТЭ). Использование ВТЭ в судовых дизелях показало, что обеспечивается экономия около 3% топлива, снижается дымность, возможно форсировать дизель, что особенно важно для тракторных дизелей, работающих на неустановившихся режимах. Кроме того, использование ВТЭ позволяет снизить отложения на поверхностях деталей распылителя форсунки и улучшить экологическую обстановку в месте проведения работ. Преимуществом является и то, что не требуется конструктивных изменений двигателя и значительных капиталовложений. Наиболее важными свойствами ВТЭ при применении в качестве топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) являются устойчивость, реологические свойства и размеры капелек воды, которые обеспечивают прохождение их через микронные зазоры прецизионных сопряжений топливной аппаратуры и склонность к коагуляции. К сожалению, в настоящее время использование ВТЭ сдерживается не только «водобоязнью», но и невозможностью обеспечения контроля за качеством приготовленной эмульсии, которое определяется большим количеством факторов. Основными из них являются: массовая доля воды в эмульсии W, дисперсность эмульсии (средний размер частиц воды dк), равномерность распределения частиц воды по объему топлива и температура. Эти факторы определяют реологические свойства ВТЭ (вязкость, плотность, межфазное натяжение, температуру вспышки, температуру застывания, коррозионную активность и др.). Отсутствие данных по влиянию режимов приготовления ВТЭ не позволяет обоснованно выбрать параметры, обеспечивающие получение эмульсии требуемого качества. Целью настоящего исследования является изучение реологических свойств топливных эмульсий, полученных методом впрыска воды в дизельное топливо.
Эмульсия, распылитель, давление впрыска, средний диаметр частицы
Короткий адрес: https://sciup.org/142234370
IDR: 142234370 | УДК: 665.73/75
Rheological properties of water-fuel emulsions produced by water injection into diesel fuel
The main energy means of mobile agricultural machinery are diesel engines, which consume a significant amount of fuel and are pollutants of the environment. To solve the problem, in the recent years, studies have been conducted on the possibility of using water-fuel emulsions (WFE) as fuel for diesel engines. The conducted studies of the use of WFE in marine diesel engines showed that WFE provides fuel savings of about 3%, reduces smoke, and makes it is possible to force the diesel engine, which is especially important for tractor diesels operating in unsteady modes. In addition, the use of WFE makes it possible to reduce deposits on the surfaces of the injector nozzle parts and improve environmental conditions at the work site. The advantage of using WFE is that it does not require structural changes to the engine and significant investments. The most important properties of WFE when used as fuel in diesel internal combustion engines (ICE), are the stability, rheological properties and sizes of water droplets, which ensure their passage through the micron gaps of precision interfaces of fuel equipment and the tendency to coagulation. Unfortunately, at present, the use of WFE is constrained not only by “hydrophobiaˮ, but also by the inability to control the quality of the prepared emulsion, which is determined by a large number of factors. The main ones are: the mass fraction of water in the emulsion W, the dispersion of the emulsion (the average size of water particles dk) and the uniformity of the distribution of water particles over the fuel volume and temperature. These factors determine the rheological properties of WFE (viscosity, density, interfacial tension, flash point, pour point, corrosion activity, and others). The lack of data on the influence of WFE preparation modes does not allow us to reasonably choose the parameters that ensure the production of an emulsion of the required quality. The purpose of the article is to study the rheological properties of fuel emulsions obtained by injecting water into diesel fuel.
Список литературы Реологические свойства водотопливных эмульсий, приготовляемых методом впрыска воды в дизельное топливо
- Антонов, В.Н. Форсирование двигателя Д-240 путем использования обводненного топлива и присадки бензина в условиях эксплуатации трактора МТЗ-80 : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / В.Н. Антонов. -Омск, 1981. - 166 с. - Текст : непосредственный.
- Subramanian, K.A. (2011), "A comparison of water-diesel emulsion and timed injection of water into the intake manifold of a diesel engine for simultaneous control of NO and smoke emissions", Energy Conversion and Management, Vol. 52, pp. 849-857.
- Keruchenko, L.S. and Maltseva, E.I. (2018), "The Depositios mechanism of pollution particles in capillary channels", International Journal of Mechanical Engineering and Technology, Vol. 9, no. 6, pp. 992-998.
- Ган, Ф. Дисперсионный анализ / Ф. Ган. -Москва, 1940. - 217 с. - Текст : непосредственный.
- Запевалов, П.П. Эмульгирование жидкостей в замкнутом гидравлическом потоке / П.П. Запевалов, Л.С. Керученко, А.П. Скворцов. -Текст : непосредственный // Научные труды Омского сельскохозяйственного института, 1975. -Т. 141. - С. 17-25.
- Керученко, Л.С. О распределении капель при эмульгировании жидкостей механическим давлением / Л.С. Керученко. - Текст : непосредственный // Диспергирование жидкостей в эмульгирующих аппаратах сельскохозяйственного производства. - Омск, 1982. - С. 44-61.
- Горелик, Г.Б. Оценка качества водотоп-ливной эмульсии / Г.Б. Горелик, А.Ю. Коньков. -Текст : непосредственный // Морские интеллектуальные технологии. - 2018. - № 4(42). - Т. 5. -С. 105-109.
- Лавров, И.С. Поведение суспензий Fe2O3 в магнитном поле / И.С. Лавров, О.Г. Усьяров, И.В. Ефремов. - Текст : непосредственный // Коллоидный журнал. - 1965. - Т. 27. - С. 787-789.
- Абрамзон, А.А. Поверхностно-активные вещества. Методические указания к практическим работам / А.А. Абрамзон. - Ленинград, 1977. -46 с. - Текст : непосредственный.
- Патров, Ф.В. Использование водотоп-ливной эмульсии при эксплуатации судовых ДВС / Ф.В. Патров, О.С. Вахромеев. - Текст : непосредственный // Судовые энергетические установки и машинно-движительные комплексы, 2009. - С. 223.
- Ле Тхань Тхань. Особенности разделения устойчивой водонефтяной эмульсии на коалесци-рующем фильтре с насадками на основе целлюлозы / Ле Тхань Тхань, Н.К. Зайцев, Н.Б. Ферапонтов. -Текст : непосредственный // Сборник докладов IV Международной конференции «Современные технологии водоподготовки и защиты оборудования от коррозии и накипеобразования», 25-26 ок тября 2011 г. / МВЦ «ЭКСПОЦЕНТР» (Москва). -С. 92-94.
- Шевага, О.Н. Разработка и исследование обратных эмульсий, стабилизированных термолиз-ным карбонатсодержащим отходом : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / О.Н. Шевага. - Белгород, 2017. - 141 с. -Текст : непосредственный.
