CC BY
20УДК 502.7:556.18
A. А. Баталов, к. т. п., доцент, ВГАВТ.
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а.
B. С. Ларин, директор, ООО НТЦ «Аргонавт».
603005, Нижний Новгород, ул. Пискунова, 40.
А. Ф. Чернов, к. т. н., зам. начальника отдела ОКБМим. Африкантова.
603074, Нижний Новгород, Бурнаковский проезд, 15.
О. И. Щаев, директор, ООО «Комбета».
603005, Нижний Новгород, ул. Минина, 18.
C. Г. Яковлев, к. т. н., доцент, ВГАВТ.
603950, Нижний Новгород, ул. Нестерова, 5а.
ЭФФЕКТ ОБРАБОТКИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА УНИПОЛЯРНЫМИ МАГНИТНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ
В работе рассматривается способ обработки топлива, направленный на снижение расхода топлива судовых дизелей. Приведены результаты испытаний.
При совершенствовании рабочего процесса дизелей воздействие на процесс сгорания топлива занимает особое место, т.к. связано с решением проблем обеспечения требуемых показателей мощности и экономичности, а также снижения количества вредных выбросов в отработавших газах, снижения уровня шума и вибрации, много-топливности, надежности и т. п. Для решения перечисленных вопросов используются различные методы, к которым, в частности, относится и улучшение свойств топлива, определяющих его способность к самовоспламенению и быстрому распространению фронта пламени по всей камере сгорания.
В настоящей работе исследовано влияние импульсного магнитного поля (ИМП) в виде униполярных импульсов на режимы работы двигателя 6Ь 275 (6ЧРН 27,5/36) при обработке указанным полем движущегося по трубопроводу дизельного топлива. Также были измерены некоторые физико-химические параметры обработанного топлива и проведено их сравнение с такими же параметрами необработанного топлива.
Испытания проводились с целью изучения влияния на изменение расхода топлива двигателя параметров импульсного магнитного поля: частоты повторения импульсов, величины индукции поля, длительности магнитного импульса, а затем проведения на выбранном режиме испытаний при различных нагрузках.
На первом этапе работы была выполнена проверка и регулировка двигателя 6Ь 275, приводящего в движение генератор переменного тока. Контроль параметров осуществлялся с помощью измерительных приборов, характеристики которых приведены в табл. I.
Мощность двигателя Рдв рассчитывалась с учетом к.п.д. генератора, определяемого по инструкции к генератор.
На втором этапе к топливной системе двигателя был подключен аппарат магнитоимпульсной обработки топлива и проведена его регулировка.
На третьем этапе были проведены сравнительные испытания двигателя 61. 275 с магнито-импульсной системой обработки топлива и без обработки.
Замеры производились на трёх режимах: 94, 150 и 225 кВт по шкале ваттметра генератора при установившемся режиме работы двигателя. При этом расход топлива в каждой из серий измерений определялся не менее 10 раз. Результаты измерений приведены в табл. 2.
Таблица I
Измеряемые параметры и приборы
№ Измеряемый параметр Размерность Средство измерения Погрешность измерений
1 2 3 4 5
1 Мощность кВт Штатный ваттметр + 2,5%
2 Расход топлива кг/час Э лектро н ный расходомер ± 0,5%
3 Максимальное давление сгорания кг/см1 Пружинный индикатор ИМ-17 ±3%
4 Температура выпускных газов °С Ртутные термометры ±5Х
5 Температура охлаждающей воды X Ртутные термометры ± IX
6 Температура смазочного масла X Ртутные термометры ± IX
7 Индукция магнитного поля /амплитудное значение/ мТл Миллитесламетр Г-77 ±2%
8 Длительность магнитного импульса мс Осциллограф С-1-67 ±5%
С целью исключения случайных ошибок была проведена статистическая обработка результатов, полученных в ходе стендовых испытаний. Таким образом, максимальное снижение расхода топлива, составляющее 2,32 %, является статистически достоверным.
На рис. приведена зависимость расхода топлива от напряжённости импульсного магнитного лоЛя. Анализ результатов испытаний позволяет сделать вывод, что магнитоимпульсная обработка топлива оказывает влияние на экономичность двигателя. При этом отметим, что знак и величина эффекта определяются напряженностью И МП.
Таблица 2
Результаты испытаний устройства магнито-импульсной обработки дизельного топлива
Мощность Рс кВт Индукция магнитного пол* (в амплитуде), мТл Частота повторения магнитных импульсов, Гц Длительность магнитного импульса, мс Часовой расход топлива, кг/ч Среднее знамение расхода, кг/ч
Р„, кВт
1 2 3 4 5 6
94 0 0 0 27,97; 27,52; 27,39; 27,79; 27,52; 27,21; 27,29; 27,37; 27,73; 27,92. 27,57 (100%)
113,2 ’
94 100 10 3,5 26,72; 26,92; 26,86; 26,68; 27,19, 27,29; 27,14; 26,68; 26,45; 27,10; 26,88. 26,93 (97,68 %)
113,2
Продолжение таблицы 2
Мощность Рс> кВт Индукция магнитного поля (в амплитуде), мТл Частота повторения магнитных импульсов, Гц Длительность магнитного импульса, мс Часовой расход топлива, кг/ч Среднее значение расхода, кг/ч
Рд,, кВт
1 2 3 4 5 6
150 0 0 / 0 39.91 40.26 39.95 39,56 39.91 40,35 39,13 39,69 39,64 39.95 38.91 40.26 39,83 (100%)
170,5
150 100 10 3,5 38,83 39,69 39,25 39,21 39.73 39,86 39.73 39,60 39,13 39,00 39.38 39.38 38,96 39,35 (98,8%)
170,5
225 0 0 0 59,60 59,50 58.53 58.34 59,30 59,01 58,63 58.53 58,91 58.34 58,87 (100%)
248,6
225 100 10 3,5 57,60 58,53 57,50 57.69 56,42 57,14 57,78 58,06 58,44 58,72 58,63 57.69 57,87 57,85 (98,27%)
248,6
Так на режиме Р„агр = 0,75 Рноы при напряженности ИМИ 160 мТл наблюдается увеличение расхода топлива на 2 %, при напряженности ИМП 140 мТл начинает наблюдаться тенденция по увеличению топливной экономичности двигателя, которая при ИМП 120мТл достигает 1,7 %. На режиме Рнагр = 0,25 Р„ом при ИМП 120 мТл экономия топлива составляет 1 % и возрастает до 2,32 % при снижении напряженности ИМП до 100 мТл. Закономерно предположить, что существует оптимальное значение напряженности ИМП, при котором положительный эффект будет максимальным.
С целью выяснения причины снижения расхода топлива проведены сравнительные исследования образцов дизельного топлива, подвергнутых воздействию ИМП, и образцов, такому воздействию не подвергавшихся. Были измерены вязкость и плотность топлива. Зафиксировано снижение вязкости у обработанных ИМП образцов по сравнению с контрольными (необработанными) на 5,1 % и повышение плотности на 0,27 %. Это, на наш взгляд, может означать, что под воздействием ИМП происходит разрушение крупных фракций топлива. Топливо при этом становится более мелкодисперсным, а значит более плотным. Вследствие этого увеличивается полнота сгорания топлива, а значит, снижается его расход. Этому должен сопутствовать и экологический эффект, т. е. снижение концентрации вредных выбросов в отработавших газах двигателя.
£
Результаты испытаний двигателя 6ЧРН 27,36 с устройством магнитно-импульсной обработки топлива
1 - Р»п> = 0,75 Р*„; 2 - Рщгр = 0,25
Перспективность данного способа подготовки топлива к сгоранию заключается в его большей эффективности по сравнению с другими методами, поскольку воздействие носит резонансный характер по частоте и напряжённости поля. Стоимость электроэнергии при применении данного метода составляет менее 0,1% от стоимости сэкономленного топлива.
Анализ результатов испытаний показывает, что продолжение исследований и нахождение оптимальных параметров режимов обработки топлива позволит достичь максимального снижения расхода топлива.
EFFECT OF DIESEL FUELPROCESSING BY UNIPOLAR MAGNETIC PULSES A. A. Batjalov, V S. Larin, A. F. Chernov, О. I. Schaev, S. G. Jakovlev
The way of the fuel processing, directed on the decrease in the fuel discharge of diesel engines is considered in the article. Results of the tests are resulted.
