Влияние композиционной наноприсадки Mg/MoO3 к дизельному топливу на процесс тепловыделения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Приведены результаты исследования воздействия композиционной наноприсадки Mg/MoO3 на процесс сгорания в дизеле 4Ч10,5/12. Показано, что процесс тепловыделения в дизелях разделяется на две фазы – кинетическое и диффузионное сгорание. Приведен обзор методик моделирования процесса тепловыделения в дизеле с учетом кинетического и диффузионного сгорания на основе методики И.И. Вибе. Проведен обзор методик обработки индикаторных диаграмм, позволяющих получить параметры закона тепловыделения по Вибе для двухстадийного сгорания с целью последующего моделирования и анализа рабочего процесса. Проведен анализ результатов обработки индикаторных диаграмм дизеля 4Ч10,5/12 на тепловыделение при использовании композиционной наноприсадки Mg/MoO3.

Цель исследования — изучение влияния композиционной наноприсадки Mg/MoO3 к топливу на протекание процесса тепловыделения в дизеле.

Методы исследования: Проведены моторные стендовые испытания дизеля воздушного охлаждения 4Ч10,5/12, оснащенного штатной системой топливоподачи. В процессе исследований изучалось влияние композиционной наноприсадки Mg/MoO3 к топливу на протекание процесса тепловыделения.

Результаты. Установлено, что использование наноприсадки приводит к уменьшению жесткости процесса сгорания, сокращению периода задержки самовоспламенения, увеличению максимальной температуры рабочего тела в камере сгорания, сокращению количества теплоты, выделяющейся в процессе кинетического сгорания. Увеличение температуры рабочего тела при одновременном снижении максимального давления цикла свидетельствует о росте степени предварительного расширения. Параметры диффузионного сгорания, независимо от массовой доли наноприсадки в дизельном топливе, остаются практически неизменны.

Заключение. Выявлено, что наночастицы присадки Mg/MoO3 выполняют роль гомогенизатора, способствуя разрушению капель распыленного топлива и интенсификации процесса испарения. Кроме того, на начальных этапах процесса сгорания, наночастицы служат центрами самовоспламенения.

Об авторах

Андрей Юрьевич Абаляев

Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых

Автор, ответственный за переписку.
Email: ice_aya@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-0590-321X
SPIN-код: 2180-2769

канд. техн. наук, заведующий кафедрой «Тепловые двигатели и энергетические установки»

Россия, 600000, Владимир, ул. Горького, д. 87

Александр Борисович Люхтер

Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н.Г. Столетовых

Email: 3699137@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-1523-0637
SPIN-код: 5633-5549

канд. техн. наук, доцент кафедры "Тепловые двигатели и энергетические установки"

Россия, 600000, Владимир, ул. Горького, д. 87

Список литературы

  1. Абаляев А.Ю., Иванченко А.Б., Старчак В.К. ИВК ДВС как основа автоматизации измерений // Материалы XI международной научно-практической конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы совершенствования поршневых двигателей» 27–29 мая 2008 г. Владимир: изд-во ВлГУ, 2008. С. 131–136.
  2. Абаляев А.Ю. К вопросу об определении угла начала сгорания по индикаторной диаграмме // Актуальные проблемы эксплуатации автотранспортных средств: материалы XVI Междунар. Науч.-практ. конф. 20–21 ноября 2014 г. Владимир: изд-во ВлГУ, 2014. С. 258–261.
  3. Басуров В.М., Гуськов В.Ф. Влияние нанокомпозиционной присадки Mg/MOO3 к топливу на процесс сгорания в дизеле // Улучшение эксплуатационных показателей двигателей внутреннего сгорания: Материалы IV Международной научно-практической конференции «Наука – Технология – Ресурсосбережение»: сборник научных трудов, Киров, 07 февраля 2011 г. Киров: Вятская государственная сельскохозяйственная академия, 2011. С. 3–4.
  4. Вибе И.И. Новое о рабочем цикле двигателей: скорость сгорания и рабочий цикл двигателя. Москва, Свердловск: Машгиз, 1962.
  5. Разлейцев Н.Ф. Моделирование и оптимизация процесса сгорания в дизелях. Харьков: Вища школа, 1980.
  6. Разлейцев Н.Ф., Филипковский А.И. Математическая моедль процесса сгорания в дизеле со струйным смесеобразованием // Двигателестроение. 1990. №7. С. 52–56.
  7. Лазарев Е.А. Физические концепции и математические модели процесса сгорания топлива в дизеле // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2010. № 10, вып. 15. С. 32–39.
  8. Pesic R., Milojević S., Davinić A., et al. The experimental VCR diesel engine and determination of double vibe function parameters // Proceedings of the 9th International Congress on Automotive CAR2005 2–4 november 2005, Pitesti, Romania, pp 1–10. ISBN 973-690-450-4
  9. Болотов П.О. Расчетно-экспериментальное определение параметров тепловыделения в цилиндре двигателя с искровым зажиганием // Политехнический молодежный журнал. 2018. № 9(26). C. 1–12. doi: 10.18698/2541-8009-2018-9-381
  10. Abalyaev A.Y., Gavrilov A.A., Gots A.N. The Algorithm of Calculation of the Four-Stroke Turbocharged Diesel Engine Cycle Using the Compressor Efficiency Map // Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2022. P. 619–626. doi: 10.1007/978-3-030-85233-7_73
  11. Pesic R., Davinić A., Taranović D., et al. Experimental determination of double vibe function parameters in diesel engines with biodiesel // Thermal Science. Vol. 14. P. 197–208. doi: 10.2298/TSCI100505069P

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Индикаторные диаграммы дизеля 4Ч10,5/12 при работе на дизельном топливе с массовой долей наноприсадки C: – 0; ---- – 0,01; ···· – 0,02; –·– – 0,03; — – 0,04; ○ – начало сгорания.

Скачать (57KB)
3. Рис. 2. Скорость относительного тепловыделения при работе дизеля 4Ч10,5/12 на дизельном топливе (C=0): ○ – эмпирическая; ···· – верхняя и нижняя огибающие; ---- – среднее значение; — – вычисленная по выражению (3) с параметрами из табл. 4.

Скачать (67KB)
4. Рис. 3. Скорость относительного тепловыделения: ○ – эмпирическая; — - вычисленная по выражению (3) с параметрами из табл. 4; a – C=0,01; b – C=0,02; c – C=0,03; d – C=0,04.

Скачать (338KB)

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).