Сравнение физико-химических свойств дизельного топлива и рапсового масла

рапсового масла в качестве топлива в дизельных двигателях (табл. 2).

Таблица 2 – Физико-химические свойства рапсового масла и дизельного топлива

Параметр	Рапсовое масло	Дизельное топливо
Состав, %: С Н О	0,776 0,116 0,109	0,864 0,121 0,95
Плотность при 15зс , кг/м3	917	800…845
Кинематическая вязкость при 40ас, мм2/с	42,1	1,5…4,0
Динамическая вязкость при 20"С , Пас	68,7 10 -3	3,154 10-3
Поверхностное натяжение, Н/м	33,2 ■ 10-3	27,1 10-3
Низшая теплота сгорания, МДж/м3	36,992	42,437
Цетановое число	36…55	46..49
Температура вспышки определяемая в закрытом тигле, не ниже, зс	100	55
Температура застывания, ас	-23	-10, -35, -45, -55
Содержание серы, %	0,005	0,5
Кислотность, мг КОН/100л топлива	4,66	5
Коксуемость 10 %-ного остатка, %, не более	0,4	0,3

Однако, необходимо отметить следующие сдерживающие факторы применения рапсового масла по сравнению с дизельным топливом: меньшая теплота сгорания (13%), более высокая вязкость, повышенная склонность к нагарообразованию, возможность загрязнения моторного масла продуктами полимеризации триглицеридов. К физическим свойствам топлива, влияющим на динамику развития топливного факела и мелкодисперстность распыла топлива, относятся его вязкость и поверхностное натяжение. Повышенные значения этих показателей у рапсового масла приводят к возрастанию дальнобойности топливной струи, что приводит к попаданию на стенки камеры сгорания большего количества топлива и уменьшает долю объемного смесеобразования. Повышенная коксуемость, нагары и лакоотложения связаны с тем, что масло полностью не сгорает. Наличие кислорода в молекулах снижает теплотворную способность и возникает необходимость перерегулировки топливной аппаратуры.

Повышенная вязкость рапсового масла, температура воспламенения, температура застывания, сниженная низшая теплота сгорания, не являются непреодолимыми препятствиями для применения его в качестве топлива в дизельных двигателях, поскольку разработан ряд мероприятий, включающий в себя: применение рапсового масла в смеси с дизельным топливом в разных соотношениях, обработку его ультразвуком, подогрев, переналадку топливной аппаратуры. Кроме того следует отметить, что для работы на рапсовом масле в большей степени приспособлены дизельные двигатели с разделенными камерами сгорания, а так же с полуразделенными камерами типа ЦНИДИ.

Рассмотрим некоторые физические свойства топливных смесей (табл. 3).

Более близкими плотностью, вязкостью и низшей теплотой сгорания в сравнении с дизельным топливом обладает топливная смесь из 25% РМ + 75% ДТ. Необходимо отметить тенденцию увеличения вязкости и плотности смеси с увеличением содержания в ней рапсового масла, низшая теплота сгорания смеси при этом уменьшается. При обработке ультразвуком происходит повышение температуры, которая в свою очередь приводит к снижению вязкости, а, следовательно, улучшается мелко-дисперсность впрыскиваемого топлива, сокращается длина факела и в целом улучшаются условия смесеобразования. Озвучивание рапсового масла в смеси 90% РМ + 10% ДТ частотой излучения 22 и 44 кГц привело к незначительному увеличению низшей теплоты сгорания смеси по сравнению со смесью с неозвученным маслом.

Таблица 3 – Свойства топливных смесей

Вид топлива	Низшая теплота сгорания, МДж/кг	Плотность, кг/м3	Вязкость, мм2/с
100% ДТ	42,437	826	4,3
100% РМ	36,992	916	75,1
25%РМ+75% ДТ	41,142	855	8,6
50%РМ+50% ДТ	39,758	870	17,0
75%РМ+25% ДТ	38,375	891	36,0
90%РМ+10% ДТ	37,545	908	54,0
90%РМ*+10%ДТ	37,660	905	51,7
90%РМ**+10%Д	37,643	908	47,4

Рапсовое масло обработанное ультразвуком с частотой излучения 22 кГц; **

Рапсовое масло обработанное ультразвуком с частотой излучения 44 кГц

При использовании рапсового масла в качестве топлива необходимо особое внимание уделять основным показателям качества.

На основе проведенного анализа физикохимических свойств рапсового масла и анализа последствий его применения, очевидны следующие направления адаптации современных двигателей к работе на рапсовом масле: перерегулировка топливной аппаратуры, замена уплотнений на устойчивые к рапсовому маслу, установка дополнительных топливных фильтров, подогревателей рапсового масла, озвучивание рапсового масла применение топливных смесей, установка смесителей в случае применения смесей.

Таблица 4 – Основные показатели качества рапсового масла

Наименование показателя	Краткая характеристика показателя
Суммарное содержание примесей	Устанавливается во время пробы с фильтрацией через мембрану с 0,8 мм, фильтр мембраны чистится, и после этого определяют массовую разницу. Загрязнения в большинстве случаев представляют части рапсовых зёрен, которые образовались при прессовании и не удалились при неполной очистке.
Число нейтрализации/ кислотное число	Число нейтрализации - это мера содержания свободных жирных кислот в масле, допускающая выводы о состоянии старения. Кислоты в топливе ведут к коррозии, износу двигателя. Предельное значение 2,0 мг KOH/г.
Содержание воды	С возрастающим содержанием воды активность микроорганизмов в растительном масле усиливается. Таким образом, топливо при наличии воды и ферментов может быстро стареть и становиться непригодным. Состояние обработки посевов рапса, условия хранения и транспортные условия имеют основное влияние на содержание воды.
Содержание фосфора	Высокое содержание фосфора в рапсовом масле имеет особенно отрицательные влияния на процесс сгорания в двигателе, так как способствует образованию отложений. На содержание фосфора влияют, прежде всего, параметры отжима масла. Германский ГОСТ V 51605 определяет предельное содержание фосфора в 12 мг/кг, пределы этой нормы идентичны для кальция и магния.
Устойчивость к окислению	Дает оценку старения рапсового масла. Масло с высоким содержанием непредельных жирных кислот восприимчиво к окислению. Посредством хранения рапсовых семян при высоких температурах, через световое воздействие на масло, а также каталитическое воздействие некоторыми металлами (например, медью) снижается стабильность окисления.
Йодное число	Мера количества двойных связей молекул жирной кислоты, характеризующая вид растительного масла. Масла с высоким йодистым числом менее стабильны и поэтому быстрее склонны к смолообразованию, а так же к образованию отложений в двигателе. РМ абсолютно стабильно при хранении с йодистым числом от 110 до 115 г/100 кг в темном прохладном месте и предотвращении условий содействующих окислению. Срок хранения не превышает 6 месяцев.
Температура воспламенения	Температура, при которой образуются воспламеняющиеся пары. С возрастанием части непредельных жирных кислот температура воспламенения снижается.
Вязкость	Высокая вязкость ухудшает свойства текучести и прокачиваемости, а также процесс распыла топлива. Только при температуре около 100 °C рапсовое масло достигает той же вязкости что и у ДТ.
Содержание рапсового масла в моторном масле	Каждая капля рапсового масла, попавшая в смазочное масло, может покинуть двигатель только при замене масла. Рапсовое масло, попавшее в картер двигателя, склонно к полимеризации, отсюда более короткие интервалы замены моторного масла.

Литература. 1. Жосан, А.А. Альтернативные возобновляемые топлива / А.А. Жосан, Ю.Н. Рыжов, А.А. Курочкин // Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК: материалы к межрегиональной конференции 17-19 ноября 2010г. (сборник) / Под редакцией д.т.н., проф. С.А. Родимцева, к.н.т., ст. препод. В.В. Гончаренко – Орел: изд-во ОрелГАУ, 2011. – C. 439., ил.

• 2.    Стребков, Д.С. Возобновляемая энергетика для развивающихся стран и для России / Д.С. Стребков //

• 3.    Мысник, М.И. Анализ теплофизических свойств альтернативных топлив для двигателей внутреннего сгорания. / М.И. Мысник, А.Е. Свистула // Ползуновский вестник. – № 1-2.

• 4.    Марков, В.А. Работа Дизелей на растительных маслах / В.А. Марков, Д.А. Коршунов, С.Н. Девянин // Грузовик 2006. – №7.

УДК 519.6:681.3.06

Энергия: экономика, техника, экология. 2002. – №9. – С. 11 – 14.

О.Г. Лысак, старший преподаватель

А.М. Моисеенко, доктор технических наук;

ФГБОУ ВПО Орел ГАУ

МИКРОКЛИМАТ ЗДАНИЙ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СОЧНОГО РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Предложена математическая модель взаимосвязанного тепловлагообмена в хранилищах биологической продукции. Рассмотрена неявная конечно-разностная схема численного решения краевой задачи. Получены распределения температур и влагосодержаний в насыпи продукции.

Основное назначение хранилищ сочной сельскохозяйственной продукции – обеспечить температурно-влажностные условия, позволяющие длительное время сохранять продукцию без потерь.

Микроклимат хранения овощной продукции формируется в период охлаждения, когда температура насыпи снижается с начальной до предельно допустимой для длительного хранения. Необходимым условием сохранения качества овощной продукции является также поддержание в этот период определенного темпа снижения температуры. Только в этом случае относительная влажность воздуха в насыпи будет приближаться к оптимальной, обеспечивающей сохранение продукцией влаги и товарного вида.

Для обеспечения требуемых параметров микроклимата в хранилище необходимо либо снижать температуру приточного воздуха в область отрицательных значений, что, очевидно, негативным образом скажется на процессе сохранения продукта и приведет к нежелательному переохлаждению грунта, либо увеличивать расход приточного воздуха, что связано с увеличением затрат электроэнергии и может привести к высокой цене на продукт в конце периода хранения. Таким образом, важным является не только определение оптимального расхода энергоресурсов в течение всего периода хранения, но и рациональное распределение воздушных потоков по объему помещения, препятствующее необратимой регрессии грунтов [1, 3, 4, 5].

Задачу усложняет тот факт, что с увеличением температуры хранения увеличивается интенсивность биохимических процессов, протекающих в хранимой продукции, а вместе с ними возрастает интенсивность удельных тепловыделений. Увеличение температуры

The mathematical model of the interconnected heat-moisture exchange in storehouses of biological production is offered. The scheme of the numerical decision of a regional problem is considered implicit certainly-raznostnaja. Distributions of temperatures and moisture content in production embankment are received.

хранения в арифметической прогрессии приводит к возрастанию плотности тепловыделений в геометрической прогрессии.

Одним из путей достижения поставленной цели является рациональная организация циркуляции воздуха внутри сооружения. Уход за овощами в период хранения заключается в поддержании необходимой температуры, чтобы весь подаваемый вентиляторами воздух поступал в насыпь продукции. Вентиляционная система должна быть хорошо герметизирована, чтобы не было утечки воздуха, и обеспечивать подачу наружного воздуха и воздуха хранилища или их смеси в необходимых температурных параметрах в насыпь сочного сырья [2].

Исследования температурного режима вблизи стен хранилищ под воздействием температуры наружного воздуха вызваны необходимостью обеспечения нормируемой температуры в насыпи, хранимой сельскохозяйственной продукции. Микроклимат насыпи сырья в хранилище во многом зависит от теплового режима стен, с которыми продукция находится в непосредственном контакте. Тепловой режим наружных стен хранилища определяется видами и закономерностями внутренних и внешних тепловых воздействий с условиями теплового взаимодействия с грунтом, примыкающим к стенам.

Для определения влияния грунтов на стены зданий, а стен на микроклимат в хранилище необходимо совершенствование метода расчета на основе изучения нестационарного режима теплопередачи в грунте вне контура здания и стене определенной толщины, примыкающей к грунту.

Расчетный режим вентилируемых воздушных прослоек между стеной хранилища и насыпью определяется, минимально допустимой температурой