CC BY
21
ГРНТИ 55.43.29, 73.01.77, 90.27.31 Кокаев Умиржан Шералиевич
т.г.к., доцент, «Келж, келш техника
жэне технология» кафедрасы, Келiк-энергетика факультет^ Л. Н. Гумилев атындагы Еуразияльщ ^лттык университетi, Н^р-С^лган к., 010000, Казакстан Республикасы, e-mail: kokayev_ush@enu.kz.
Бектаев Бекжан Байрбекулы
магистр, окытушы, «Келж, келiк техника жэне технология» кафедрасы, Келш-энергетика факультетi, Л. Н. Гумилев атындагы Еуразия ^лттык университетi, Н^р-С^лтан к., 010000, Казакстан Республикасы.
Касенов Асылбек Жумабекович
т.г.к, профессоры, «Машина жасау жэне стандарттау» кафедрасы, С. Торайгыров атындагы Павлодар мемлекеттiк университет^ Павлодар к., 140008, Казакстан Республикасы, e-mail: asylbek_kasenov@mail.ru.
Жумашева Жулдыз Талантбековна
магистрант, Л. Н. Гумилев атындагы Еуразия ^лттык университет^ Н^р-С^лтан к., 010000, Казакстан Республикасы.
АВТОМОБИЛЬ КЭЛ1ПНДЕ ЦОЛДАНЫЛАТЫН С¥ЙЫЛТЫЛ€АН КЭМ1РСУТЕКТ1ГАЗДЬЩ ФИЗИКАЛЬЩ-ХИМИЯЛЬЩ ЦАСИЕТТЕР1Н ТАЛДАУ
Мацалада автомобиль квлшнде цолданылатын суйытылган KeMipcymeK газыныц физикалъщ-химиялъщ цасиеттерше талдау жасалган. Суйытылган газдардыц жiктелуi жэне оныц элемде цолданылуы келтiрiлген.
Осылайша, автомобиль жабдыцтарын газ моторлы отынга ауыстыру автоквлж цуныныц твмендеуте алып келедi, ал газ бен отынныц багасы мен бензин багасыныц айырмашылыгы салдарынан экономиканыц барлыц секторларындагы жэне элеуметтж саладагы шыгындардыц твмендеуше алып келедi жэне внеркэст вндiрiсi мен вмiр суру децгештц всуш цамтамасыз етедi.
Кiлттi свздер: суйытылган квмiрсутек газы, цурамы, пропан, бутан, газ моторлы отын, жабдыцтар, автоквлк
К1Р1СПЕ
СYЙылтылFан KeMipcyTeKTi газды (СКГ) мунайды, (бензин шь^ысыныц ~ 30 %-ы) газ конденсатын немесе жолай мунай газды деструктивт ендеу кезшде жанама ешм ретшде алады.
СYЙылтылFан газдарFа (СГ) коршаFан ортанын температурасында жэне салыстырмалы кеп емес артык кысымдар кезшде газ тэрiздес ^йден суйык кYЙге ауысатын газдар жаткызылады. СYЙылтылFан мунайлы пропан-бутан газдары иiссiз, тYссiз, улы емес, ауадан ауырлау, суйык тYрiнде кeлемдiк кенеюдщ улкен коэффициентiне ие болады, темен температураларда кайнайды, бул оFан газдын бу немесе суйык фазасы тиген кезде дененщ жергiлiктi тоназуын тудыруы мYмкiн.
АуадаFы газдьщ бар болуын сезшу Yшiн OFaH айрыкша иiс берiледi. Бул максатта одоранттар деп аталатын заттарды пайдаланады. Одорант ретiнде этилмеркаптанды (C2H2, CH4) кещнен колданады. 100 л суйылтыетан газFа шамамен 2,5 г одорантты досады. Одоранттын осындай мeлшерiнде шсшен ауадаFы 0,4-0,5 % газды аньщтауFа болады. Кeрсетiлген концентрация жарылыска каушт емес, ce6e6i жаетыштыктын тeменгi шегшен бар-жоFы 20 %-ын курайды [1]. Суйылтыетан газдар келесi талаптарды канаFаттандыруы тиiс:
- пайдалану жаFдайларында туракты компоненттiк к¥PамFа ие болуы;
- плюс 45-тен минус 20 °С-ка дейiн температуралар аралыFында 0,16-дан 1,6 МПа дешн каныккан булардын артык кысымын камтамасыз етуi;
- автомобиль газ аппаратында булану жене кыскарту кезiнде буланбайтын тунбаFа ие болмауы.
Газбаллонды автомобильдердi (ГБА) пайдалану тежiрибесi газбаллонды автомобильдердiн ен жаксы керсетмштерш, ен алдымен экологиялык кeрсеткiштерiн, тек мотор отыны ретiнде пайдаланылатын СКГ-нын компоненттiк курамын катан регламенттеу кезшде Fана алуFа болатынын кeрсеттi (кесте 1).
НЕГ1ЗГ1 Б9Л1М
СКГ-нын непзп компоненттерi: пропан С3Н8, n-бутан С4Н10, i-бутан С4Н10, шамалы мeлшерде пропилен С3Н6, бутилендер С4Н8, этан С2Н6 жене этилен C2H4 болып табылады [1].
СКГ-даFы майдын, ауыр калдыктардын жене одоранттын коспалары газ баллонды жабдыктардын (ГБЖ) резенке-техникалык буйымдарында, бесендетюште, олардын жергiлiктi концентрациясын айтарлыктай аттыра отырып, жаман шс шыFаратын тунбаларды тYзе отырып, адсорбцияланады. Осы жене баска да бiркатар себептер бойынша, кейбiр елдер СКГ-да мотор отындары ретiнде колданылатын одоранттарды пайдаланудан бас тартты.
Кесте 1 - СуйылтылFан кeмiрсутектi газдын компонентлк курамы
Компоненттердiн салмащъщ Yлесi ПТ ПА ПБА ПБТ БТ
Метанный, этанньщ жэне этиленнiн жалпы мвлшерi мвлшерленбейдi
Пропан мен пропиленнiн жалпы мвлшер^ кем емес мвлшерленбейдi
75 - -
соныц iшiнде пропанныц - 85±10 50±10
Бутандар мен бутилендердiн жалпы мвлшерг квп емес мвлшерленбейдi
- - - 60 -
кем емес - - - - 60
Шекл емес квмiрсутектердiн мвлшерi, квп емес - 6 6 - -
СКГ-ньщ непзп KOMnoHeHTTepi темен температураларда кайнайды, сондьщтан калыпты температурада жене атмосфералык кысымда олар тек бу (газ) фазасында Fана болуы мYмкiн. СКГ-ны суйык TYрiнде сактау Yшiн кысымды жоFарылату кажет. Ол коршаFан ортаныц температурасына байланысты болады. Температура неFYрлым жоFары болса, газды суйык фазада сактап туру Yшiн кысым соFYрлым кеп болуы керек. СКГ непзп компоненттершщ бензинмен салыстырFандаFы ец тен физикалык-химиялык касиеттерi 2-кестеде келтiрiлген.
Газ отыны, бензинге караFанда, колайлыFы кебiрек С жене Н аракатынасына ие. ^аз1рп бензиндерде кемiртектiк сан 6-ны курайды, ал СКГ-да ол 4,9-Fа тец (таботи газда - 2,98). Газ отынындаFы сутектiц жоFарылау мелшерi оныц KозFалткыш цилиндрлерiндегi толыFырак жануын камтамасыз етедi [1-3].
СКГ-нiц элементарлык курамын газдыц ец мацызды баFалауыш параметрлершщ санына жаткызады. Ол газ-козFалткыш отыныныц (ЩО) сапасы туралы жоруFа мYмкiндiк бередi.
СуйылтылFан газдардыц коспаларыныц касиеттерi коспаFа кiретiн жеке компоненттердiц (кемiрсутектердiц) параметрлерi бойынша аныкталады.
Кесте 2 - СКГ компоненттершщ непзп физикалык-химиялык касиеттерi
Компоненгтердщ касиеттерi Пропан Буган Бензин
Тыгыздыгы, г/см : - 15°С-гагы жэне агмосфералык; кысымдагы с^йьщ фазанын - газ фазасынын салыстырмалы гыгыздыгы (ауанын гыгыздыгы 1-ге ген) 0,509 0,582 0,720
1,56 2,091 3,94(4,0)
Кайнау гемперагурасы, °С, агмосфералык; кысымда -42,1 -0,5 35 ,0
1 л с^йыкгыкгын булануы кезшдеп булардын квлемi, м3 0,209 0,235 0,148
Ен гвмен жану жылуы, ккал/кг 10972 10845 10500
Т^гангышгыкгын ен гвмен шепне сэйкес келегiн коспадагы газ мвлшерi, квлемi бойынша %-бен 2,4 1,8 1,5
Т^гангышгыкгын жогаргы шегiне сэйкес келегш коспадагы газ мвлшерi, квлемi бойынша %-бен 9,5 8,4 6,0
Суйылтыга'ан газды пайдаланудыц езектшпне карамастан, оныц кемшiлiктерiн де атап ету керек. Ец алдымен, оныц буы тыныс алFан кезде туншыктырады, ейткенi ол ауадан ауырлау жене ауа оттепсш ыFыстырып шыFады. KpршаFан заттарFа, оныц iшiнде корFалмаFан адам терiсiне тие отырып, жене каркынды буланып, суйык фаза оларды салкындатады жене тоцазуFа екелуi мYмкiн. Эрекет ету сипаты бойынша, тоцазу ^шкт еске салады. КYштi тоцазу кезшде жарылатын кепiршiктер TYзiледi, жаралардыц жазыла басталуы узак уакытка созылады. Мацызды беттердiц тоцазуы емiр Yшiн каушть Будан баска, ол жарылуFа кауши, ейткенi темен температураларда буланады. Оныц ауамен булары жарылуFа
каушт коспаларды тYзедi, ауаньщ ты^ызды^ына караFанда, кeбiрек ты^ыздыкка ие болады жэне темен мен желдетшмейтш жерлерде жинакталуы мYмкiн [4-8].
СYЙылтылFан газдар аз каушт ретiнде зиянды уландырFыш заттардыц 4-шi классына енгiзiлген.
Кeмiрсутектердщ (пропан-бутан) молекулалары курылымынын уксастынынын аркасында, олардын коспалары бiркатар касиеттерi бойынша аддитивтiлiк ережесше баFынады, яFни коспанын параметрлерi коспаFа кiретiн компоненттердiн кeлемдiк концентрациясын есепке алумен осы компоненттердiн параметрлерiне пропорционалды болады.
Автокелж козFалткышы отынынын баламалы тYрлерiне ауысу мэселесi барFан сайын eзектi болуда. БYгiнгi танда мотор отыны ретшде суйылтылFан кeмiрсутек газдарын (пропан жэне пропан-бутан коспаларын), айдалFан табиги газды (АТГ) жэне суйылтылFан табиFи газды (СТГ) пайдалану толык игерiлген. Автомобиль гал^шн Yлесiне СКГ-ны элемдiк тутынудын шамамен тоFыз пайызы (18-20 млн. тонна) келед^ Элемдiк экономикалык даFдарыс 2008 жылдын сонында газ-мотор нары^ында жаксы жакка карай eзгерiстерге мYмкiндiк туFызды. 2010 жылдын басына карай таботи газбен жумыс iстейтiн автомобильдердщ элемдiк паркi 14 пайызFа, пропан-бутан коспасында iстейтiндер - 9 пайы^а eстi (сурет 1).
С КГ UTiKinr.ie?!* i:_:,n ■ KIT uriürarf и) niftL
Сурет 1 - Газбен жумыс iстейтiн автомобильдердщ элемдж паркi
Элемдiк eндiрушiлердiн барлы^ы дерлiк газ-моторлы отынды пайдалануFа арналFан автокeлiктердiн модельдерiн эзiрлейдi. Зауыттык ГБА-нын аукымы 2009 жылы 188 модельге дешн eстi, бул 110-нан астам жещл, жYк автокeлiктерi жэне автобустар. Еуропада газ-моторлы отынды тутынатын 126 модельдер сатылуда. Жэне бул беталыс элi де eседi, бYFан Fаламдык даFдарыс та жэрдем бередi,
ейткеш бiрiншi орыетан экономика шы^ады: «Отын арзан болса - пайдалану да арзан». А^С кепотындыктарFа тYрленедi, демек, газбаллонды автомобильдердiц жанармай кую станцияларыныц жалпы саны артып келедi [2, 9].
20 жылда СКГ-ны элемдiк тутыну 1990 жылы 150 миллион тоннадан 2010 жылы 240 миллион тоннаFа дешн естi.
Негiзгi есiм Азия-Тынык мухиты ецiрiнiц елдерiне келдi - тутынудын жалпыэлемдiк курылымында 16-17 бастап 30-35 %^а дейiн. Сол уакытта бурыннан дамыFан инфракурылымы бар елдерде (АКШ, Батыс Еуропа, Аргентина) СКГ-ны пайдаланудыц барлык секторларында тутыну ю жYзiнде туракты болып калады.
СКГ^а элемдiк сураныс есуiн жалFастыруда. 2020 жыета карай суйылтылFан газдыц элемдж тутынуы жылына 300 млн. тоннаFа жетедi деп кYтiлуде [7] (сурет 2).
5 1ЖК-ы итьищрь 1н алма пыр гыш
35%
' 2007 2006 2009 2010
Сурет 2 - СуйылтылFан газдарды элем бойынша тутыну Yлесi
Кептеген елдерде - А^Ш-та, Канадада, Жаца Зеландияда, Австралияда, Италияда жэне баска елдерде келжте газды кондырFыны енпзу тиiмдi кредиттiк жэне жецiлдiктi салык саясаты аркылы жYзеге асырылады. Автомобиль иесi (немесе автокэсiпорын) бiр жылFа жецiлдетiлген максатты кредит алуFа кукы^ы бар. Осы уакыт iшiнде газбаллонды жабдыкты орнату жэне пайдалануFа жумсалFан шыFындарыныц орнын толтырып, содан кешн бензин мен газ баFаларыныц айырмасында Yнемдей алады. Газды пайдаланатын автомобильдер Yшiн азырак салыктар карастырылFан. Жэне мемлекет будан зиян тартпайды - айырымы денсаулык пен коршаFан ортаны корFауFа жумсалатын шы^ындардын азаюымен етеледь КYн шыFыс елiнде барлык таксилер осы экологиялык таза жанармай отынын пайдаланады. Белгiлi болFандай, британдык патшайым II Елизаветанын бYкiл автопаркi отыннын экологиялык тYрiне - суйык газFа ауыстырылFан. Осылайша, 20-Fа жуык елдер экологиялы^ы жоFарылау автомобильдердi пайдалануды ынталандыру Yшiн газбаллонды автомобильдердi сатуFа салыктарын езгерттi [8, 1011].
^аз1рп танда ^азакстанда газ-моторлы отын ретiнде СКГ нарывы туракты eсуiмен жэне суранысы мен усынысынын тенгерiмдiлiгiмен сипатталады. Бeлшектiк нарыктын осы секторынын кeлемi казiргi танда жылына 3,2 млн. тоннаFа баFаланады.
Газбаллонды автомобильдердiн саны 1,4 миллионнан астамды курайды. Кейбiр баFалаулар бойынша, жыл сайын газбаллонды автомобильдердщ паркi 45 %-Fа артып отырады.
КОРЫТЫНДЫ
К^рп уакытта газ-моторлы отынынын тутынушыларынын келесi курылымы калыптасты: пропан-бутанды пайдаланатын барлык автомобильдердiн 82 %-ы кeбiнесе отандык eндiрiстiн жэне жекеменшж автокeлiк иелерiне тиесiлi женiл автомобильдерд^ сондай-ак аз тонналы жYк автомобильдерi курайды [7]; 10 %-ы жYк кeлiгiне келедi. Газбаллонды автомобильлдердiн ^пшти жылына 30 мын км дешн жоFары орташа жылдык жYрiстерiмен сипатталады.
Газ отынын пайдалану жергiлiктi сипатка ие болады [1, 7]. Газ отынын (СКГ немесе АТГ) пайдалану бойынша кэсшорындар газды eндiру немесе мунайды кайта eндеу жYзеге асырылатын жерлерде калыптастырылады.
Автомобиль техникасын газ-моторлы отыета ауыстыру газ-моторлы отын мен бензин баFасындаFы айырманыц есебiнен автотасымалдардыц кунын KыскартуFа экеледi, бул экономиканыц барлык салаларында жэне элеуметтiк салада шы^ындарды тeмендетедi жэне eнеркэсiптiк eндiрiстiц жэне халыктыц турмыстык децгешнщ eсуiн камтамасыз етедi [7].
ПАЙДАЛАНFАН ДЕРЕКТЕР Т1З1М1
1 Варгафтик, Н. Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. - М. : Физматгиз, 1963. - 708 с.
2 Брюханов, О. Н., Мелик-Аракелян, А. Т., Коробко, В. И. Основы гидравлики и теплотехники : учебник. - 3-е изд., стер. - М. : Академия, 2008. -240 с.
3 Жегалин, О. И., Пугачев, П. Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. - М. : Транспорт, 1985. - 120 с.
4 Кириченко, Н. Б. Автомобильные эксплуатационные материал: учебное пособие. - М. : Академия, 2005. - 208 с.
5 Боголюбов, С. А., Сенчени И. С., Соловьева С. В. Возмещение экологического ущерба : учебник. - М. : Наука, 2001. - 231 с.
6 Усембаева, Л. К., Оспанов, А. Ж., Кайролла, Б. К. К вопросу повышения эффективности эксплуатации грузовых автомобилей // Наука и техника Казахстана. - 2018. - № 4. - С. 102-108.
7 Григорьев, Е. Г., Колубаев, Б. Д., Ерохов, В. И. Газобаллонные автомобили: производственное издание. - М. : Машиностроение, 1989. - 216 с.
8 Ерохов, В. И. Токсичность современных автомобилей (методы и средства снижения вредных выбросов в атмосферу): учебник. - М. : Форум, 2013. - 447 с.
9 Волкова, Л. Ю., Макушев, Ю. П. Диагностирование процесса подачи топлива в дизелях // Наука и техника Казахстана. - 2018. - № 2. - C. 19-29.
10 Клементьев, С. М., Пономарев, В. М., Федоров, В. М. Автомобильные топлива XXI века: учебное пособие. - 2-е изд. - Чайковский : Изд-во института экономики УрО РАН, 2008. - 139 с.
11 Ордабаев, Е. К., Ахметов, С. И., Есаулков, В., С. О расширении возможностей метода рециркуляции отработавших газов в поршневом двигателе внутреннего сгорания // Наука и техника Казахстана. - 2019. - № 1. - C. 22-26.
Материал баспаFа 16.09.19^сть
Кокаев Умиржан Шералиевич
к.т.н., доцент, кафедра «Транспорта, транспортной техники и технологии», Транспортно-энергетический факультет,
Евразийский национальный университет имени Л. Н. Гумилева, г. Астана, 010000, Республика Казахстан, e-mail: kokayev_ush@enu.kz. Бектаев Бекжан Байрбекулы
магистр, преподаватель, кафедра «Транспорта, транспортной техники и технологии», Транспортно-энергетический факультет, Евразийский национальный университет имени Л. Н. Гумилева, г. Астана, 010000, Республика Казахстан, e-mail: kokayev_ush@enu.kz. Касенов Асылбек Жумабекович
к.т.н., профессор, кафедра «Машиностроение и стандартизация»,
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова,
г. Павлодар, Республика Казахстан, 140008,
e-mail: a.kairatolla@mail.ru.
Жумашева Жулдыз Талантбековна
магистрант,
Евразийский национальный университет имени Л. Н. Гумилева, г. Астана, 010000, Республика Казахстан. Материал поступил в редакцию 16.09.19.
Анализ физико-химических свойств сжиженного углеводородного газа, применяемого на автомобильном транспорте
В статье выполнен анализ физико-химических свойств сжиженного углеводородного газа, применяемого на автомобильном транспорте. Приведена классификация сжиженных газов и их применение в мире.
Таким образом, замена автомобильного оборудования на газомоторные топлива приводит к снижению стоимости автотранспорта, а из-за разницы в ценах на газ и
топливо и ценах на бензин, приведёт к снижению затрат во всех секторах экономики и социальной сфере и обеспечит рост промышленного производства и уровня жизни.
Ключевые слова: сжиженный углеводородный газ, состав, пропан, бутан, газомоторное топливо, оборудование, автотранспорт
Kokayev Umirzhan Sheralievich
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor,
Department of Transport, Transport Equipment and Technologies,
Faculty of Transport and Energy, L. N. Gumilyov Eurasian National University,
Astana, 010000, Republic of Kazakhstan,
e-mail: kokayev_ush@enu.kz.
Bektayev Bekzhan Bayrbekuly
master, teacher, Department of Transport, Transport Equipment and Technologies,
Faculty of Transport and Energy, L. N. Gumilyov Eurasian National University,
Astana, 010000, Republic of Kazakhstan.
Kasenov Asylbek Zhumabekovich
Candidate of Technical Sciences, Professor,
Department of Mechanical Engineering and Standardization,
S. Toraighyrov Pavlodar State University,
Pavlodar, 140008, Republic of Kazakhstan,
e-mail: a.kairatolla@mail.ru.
Zhumasheva Zhuldyz Talantbekovna
undergraduate student, L. N. Gumilyov Eurasian National University, Astana, 010000, Republic of Kazakhstan Material received on 16.09.19.
Analysis of physical and chemical properties of liquefied petroleum gas used in road transport
The article analyzes the physical and chemical properties of liquefied petroleum gas used in road transport. The classification of liquefied gases and its application in the world is given.
Thus, the replacement of automotive equipment with natural gas fuels leads to a decrease in the cost of vehicles, and due to the difference in gas and fuel prices and gasoline prices, will reduce costs in all sectors of the economy and the social sphere and will ensure the growth of industrial production and living standards.
Keywords: liquefied petroleum gas, composition, propane, butane, gas engine fuel, equipment, vehicles.
