Научная статья на тему 'Льняное масло - перспективная биодобавка к моторному дизельному топливу'

Льняное масло - перспективная биодобавка к моторному дизельному топливу Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

CC BY
481
33
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Нива Поволжья
ВАК
Ключевые слова
ЛЁН МАСЛИЧНЫЙ / ЗЕМЕЛЬНАЯ ПЛОЩАДЬ / УРОЖАЙНОСТЬ / ЛЬНЯНОЕ МАСЛО / НЕФТЯНОЕ ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО / ДОБАВКА / СМЕСЕВОЕ ТОПЛИВО / СВОЙСТВА / FLAX SEEDS / LAND AREA / YIELD PRODUCTIVITY / LINSEED OIL / OIL DIESEL FUEL / ADDITIVE / COMPOSITE FUEL / PROPERTIES

Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Уханова Д. А., Дмитриева С. Ю., Уханов Д. А., Уханов А. П.

Существенным фактором при возделывании масличных культур технического назначения и производства из семян этих с.-х. культур растительных масел и биологического моторного топлива в требуемых объемах является наличие больших земельных площадей и хорошая урожайность. К примеру, только в Пензенской области посевные площади масличной культуры лён-кудряш за период с 2007 г. по 2016 г. увеличились с 1244 га (2007 г.) до 38875 (2016 г.), т. е. в 31,3 раза. Целью исследований является изучение и сравнение показателей физико-химических, теплотворных и противоизносных свойств льняного масла для возможного применения его в качестве биологической добавки к товарному нефтяному дизельному топливу (ДТ) и получения из них дизельного смесевого топлива (ДСТ). По сравнению с товарным нефтяным ДТ (плотность 830-860 кг/м3, вязкость 3-6 мм2/с, низшая теплота сгорания 42,4 МДж/кг) льняное масло обладает повышенной плотностью (928 кг/м3) и кинематической вязкостью (91 мм2/с), пониженной теплотой сгорания (36,97 МДж/кг). Противоизносные исследования на трибометре показали, что при содержании льняного масла в ДСТ в объеме 20 % происходит уменьшение диаметра пятна износа (с 0,305мм до 0,280 мм или на 8,2 %) по сравнению с ДТ. Последующее увеличение доли льняного масла в ДСТ до 80 % не улучшает трибологические свойства ДСТ, что подтверждается увеличением диаметра пятна износа до 0,355 мм.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Уханова Д. А., Дмитриева С. Ю., Уханов Д. А., Уханов А. П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

LINSEED OIL IS A PROMISING BIOLOGICAL ADDITIVE FOR DIESEL FUEL

A significant factor in the cultivation of oil-bearing crops for technical purposes and production of vegetable oil and biological fuel from seeds of these agricultural crops in the required quantities is the availability of large land areas and good yield productivity. For example, in Penza region the sown area of oil-bearing crop of flax for the period from 2007 to 2016, have increased from 1244 ha (2007) to 38875 (2016), i.e., in 31.3 times. The research is aimed at the study and comparison of the physico-chemical, calorific and anti-wear properties of linseed oil for its possible use as biological additives to the commercial petroleum diesel fuel (DF) and the production of diesel mixed fuel (DMF). Compared to commodity oil DF (density: 830-860 kg/m3, viscosity of 3-6 mm2/s, the lowest calorific combustion value 42,4 MJ/kg) the flaxseed oil has a higher density (925 kg/m3) and kinematic viscosity (mm2 61,3/s), lower heat of combustion (its 36.97 MJ/kg). Wear studies on tribometer showed that under the concentration of linseed oil in DMF in the amount of 20% there is a reduction of wear spot diameter (mm to 0.305 per 0,280 mm or 8.2 %) compared with DF. The subsequent increase in the proportion of linseed oil in DMF up to 80% does not improve the tribological properties of DMF, as evidenced by increases in the diameter of the spot of wear to 0,355 mm.

Текст научной работы на тему «Льняное масло - перспективная биодобавка к моторному дизельному топливу»

УДК 621.436

ЛЬНЯНОЕ МАСЛО - ПЕРСПЕКТИВНАЯ БИОДОБАВКА К МОТОРНОМУ ДИЗЕЛЬНОМУ ТОПЛИВУ

Д. А. Уханова, аспирант; С. Ю. Дмитриева, доцент; Д. А. Уханов, доктор техн. наук, профессор; А. П. Уханов, доктор техн. наук, профессор

ФГБОУ ВО Пензенский ГАУ, Россия, т. 8(8412) 62-85-17, e-mail: [email protected]

Существенным фактором при возделывании масличных культур технического назначения и производства из семян этих с.-х. культур растительных масел и биологического моторного топлива в требуемых объемах является наличие больших земельных площадей и хорошая урожайность. К примеру, только в Пензенской области посевные площади масличной культуры лён-кудряш за период с 2007 г. по 2016 г. увеличились с 1244 га (2007 г.) до 38875 (2016 г.), т. е. в 31,3 раза.

Целью исследований является изучение и сравнение показателей физико-химических, теплотворных и противоизносных свойств льняного масла для возможного применения его в качестве биологической добавки к товарному нефтяному дизельному топливу (ДТ) и получения из них дизельного смесевого топлива (ДСТ). По сравнению с товарным нефтяным ДТ (плотность 830-860 кг/м3, вязкость 3-6 мм /с, низшая теплота сгорания 42,4 МДж/кг) льняное масло обладает повышенной плотностью (928 кг/м3) и кинематической вязкостью (91 мм2/с), пониженной теплотой сгорания (36,97 МДж/кг). Противоизносные исследования на трибометре показали, что при содержании льняного масла в ДСТ в объеме 20 % происходит уменьшение диаметра пятна износа (с 0,305мм до 0,280 мм или на 8,2 %) по сравнению с ДТ. Последующее увеличение доли льняного масла в ДСТ до 80 % не улучшает три-бологические свойства ДСТ, что подтверждается увеличением диаметра пятна износа до 0,355 мм.

Ключевые слова: лён масличный, земельная площадь, урожайность, льняное масло, нефтяное дизельное топливо, добавка, смесевое топливо, свойства.

Введение. К жидкому биотопливу первого поколения относится биотопливо, производимое на основе технических растительных масел. Однако широкому использованию в РФ биотоплива первого поколения в качестве моторного дизельного топлива (ДТ) автотракторной техники препятствуют, главным образом, следующие факторы:

- отсутствие четкой, ясной и понятной производителю государственной политики в области развития биотопливной отрасли;

- невнятная нормативно-правовая база регулирования производства и оборота биотоплива;

- отсутствие национальной нормативно-технической документации (госстандартов, технических условий и т. п.) и требований, предъявляемых к качеству биотоплива;

- недостаточный ассортимент масличных культур технического назначения;

- отсутствие рекомендаций для практического использования биотоплива в дизелях автотракторной техники в связи с его различиями по показателям физико-химических, теплотворных, противоизносных и эксплуатационных свойств товарного нефтяного ДТ;

- отсутствие серийно выпускаемых авто тракторных двигателей, адаптированных к

работе на биотопливе первого поколения.

Кроме того, поршневые ДВС потребляют топливо минерального происхождения, смазывающие свойства которого недостаточны для обеспечения длительного ресурса прецизионных пар топливной аппаратуры. Одним из перспективных способов решения данной проблемы является использование растительных масел в качестве биологической добавки к нефтяному ДТ [1-6].

Методы и результаты исследований.

Одним из главных факторов при производстве биологического моторного топлива является наличие больших запасов исходного возобновляемого сырья. В нашем случае - это возделывание масличных культур технического назначения на больших земельных площадях и производство из них растительных масел и биологического моторного топлива. Одной из потенциально-перспективных биодобавок к товарному ДТ является растительное масло, произведенное из семян льна масличного. Рассмотрим динамику посевных площадей и урожайность льна масличного за последнее десятилетие на примере Пензенской области (табл. 1).

Нива Поволжья № 1 (46) февраль 2018 121

Таблица 1

Динамика посевных площадей и урожайности льна-кудряша масличного в хозяйствах всех категорий Пензенской области (по данным Пензастата)

Показатель Год

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Посевная площадь, га 1244 1055 1320 3285 6309 3279 5538 13901 24861 38875

Урожайность в весе после доработки с 1 га убранной площади, т 0,64 0,84 0,97 0,45 0,77 0,87 1,19 1,12 1,11 0,9

Валовой сбор в весе после доработки, т 604 881 1277 1132 4566 2749 5340 15574 27139 33845

Посевные площади масличной культуры лён-кудряш за период с 2007 г. по 2016 г. в Пензенской области увеличились с 1244 га (2007 г.) до 38875 га (2016 г.), т. е. в 31,3 раза. Урожайность колеблется от 0,45 т/га (2010 г.) до 1,12 т/га (2014 г.).

Если условно принять средний выход масла с 1 кг зерен льна 40 %, то при валовом сборе в 2016 году 33845000 кг можно получить 13538000 кг (или 13538 т) льняного масла, потенциально пригодного для использования в качестве биодобавки к товарному нефтяному ДТ.

Льняное масло было исследовано не только по основным параметрам технологических свойств, но и по показателям физико-химических и теплотворных свойств, представленные в таблице 2.

Из анализа данных таблицы 2 следует, что масличность льняного масла находится в пределах 43-48 %. По сравнению с нефтяным ДТ (плотность 830-860 кг/м3, вязкость 3-6 мм2/с) исследуемое масло обладают повышенной плотностью и кинематической вязкостью, величина которых равна соответственно 928 кг/м3 и 91 мм /с. Повышенный уровень плотности и вязкости льняного масла предполагает применение в автотракторной технике при температуре окружающего воздуха ниже плюс 5°С дополнительных устройств для смешивания биологического и минерального компо-

нентов и подогрева полученного смесе-вого топлива [7-21].

Высокий индекс преломления льняного масла (1,474-1,478) свидетельствует об его насыщенности кислородными соединениями. Масло имеет склонность к испарению, так как йодное число равно 175-204 % йода. Большое значение числа омыления 184195 мг/КОН свидетельствует о том, что в его составе содержатся высшие жирные кислоты в меньшем количестве, например, по сравнению с рапсовым маслом. Однако, льняное масло обладает самой низкой температурой застывания (от минус 16 до минус 27°С) среди большинства масличных культур. Пониженное кислотное число льняного масла (0,5-1,5 мг КОН/мг) свидетельствует о том, что низкомолекулярные высшие жирные кислоты, содержащиеся в масле, обладают пониженной коррозионной активностью, что благоприятно сказывается на узлах и агрегатах дизеля и, в первую очередь, его топливной аппаратуры.

В результате хроматографического анализа льняного масла установлено, что в нем содержатся такие высшие жирные кислоты как стеариновая, олеиновая, лино-левая и А-линоленовая (в сумме около 94 %), относящихся к поверхностно активным веществам, что при использовании льняного масла в качестве добавки к нефтяному ДТ приведет к снижению трения сопрягаемых поверхностей деталей.

Таблица 2

Параметры технологических свойств льна масличного и показатели физико-химических и теплотворных свойств льняного масла

Урожайность, т/га Масличность, % Кинематическая вязкость масла при 20 °С, мм2/с Плотность масла, кг/м3 Коэффициент (индекс) преломления масла при 20 °С Температура застывания масла, °С Йодное число масла, % йода Число омыления масла, мг/КОН Кислотное число масла, мг КОН/г

0,45-1,12 и более 43-48 91,0 928 1,474-1,478 от -16 до -27 175-204 184-195 0,5-1,5

Таблица 3

Результаты хроматографического анализа, усредненные химические формулы, средняя молекулярная масса и низшая теплота сгорания льняного масла

Кислота Химическая Содер жание,

формула %

Миристиновая С14 Н28 О2 0,033

Пентадекановая С15 Н30 О2 0,013

Пальмитиновая С-16 Н32 О2 5,250

Пальмитоолеиновая С16 Н30 О2 0,072

Стеариновая С18 Н36 О2 3,663

Олеиновая С18 Н34 О2 15,560

Линолевая С18 Н32 О2 69,509

У-линоленовая С18 Н30 О2 0,002

А-линоленовая С18 Н30 О2 5,016

Арахиновая С20 Н40 О2 0,133

Годоиновая С20 Н38 О2 0,142

Эйкозадиеновая С20 Н36 О2 0,047

Арахидоновая С20 Н32 О2 0,004

Бегеновая С22 Н44 О2 0,167

Эруковая С22 Н42 О2 0,024

Докозадиеновая С22 Н40 О2 0,018

Докозатриеновая С22 Н38 О2 0,001

Лигноцериновая С24 Н48 О2 0,181

Нервоновая С24 Н46 О2 0,168

Средняя химическая формула масла С56,1 Н99 2О6

Средняя молекулярная масса, г/моль 877,306

Низшая теплота сгорания масла, МДж/кг 36,97

Низшая теплота сгорания льняного масла масел находится в пределах 37 МДж/кг (табл. 3), тогда как у товарного нефтяного Дт этот показатель равен 42,4 МДж/кг. Это обусловлено различием их углеводородного состава и наличием в масле связанного кислорода. В товарном ДТ содержание углерода, водорода и кислорода соответственно 87 %, 12,6 % и 0,4 %, тогда как в льняном масле - 77,6 %, 11,4 % и 10,9 %.

Однако, если в нефтяное ДТ добавить, к примеру 25 % льняного масла, то показатели физико-химических и теплотворных свойств полученного смесевого топлива существенно улучшаются и приближаются к аналогичным свойствам товарного ДТ (табл. 4). Из полученных данных следует, что низшая теплота сгорания смесевого минерально-льняного топлива, например, 25 % ЛёнМ + 75 % ДТ составляет 41,14 МДж/кг. Плотность и кинематическая вязкость минерального ДТ равны соответственно 826 кг/м3 и 4,2 мм2/с, льняного масла 928 кг/м3 и 91 мм2/с, тогда как у смесевого топлива 25 % Лён + 75 % ДТ соответственно 858 кг/м3 и 8,6 мм2/с.

Следует также отметить, что смесевое топливо, за счет наличия в нем льняного масла, может обладать хорошими смазывающими свойствами, способствуя меньшему износу деталей дизельной топливной аппаратуры и повышению их ресурса по сравнению с работой дизеля на товарном нефтяном ДТ.

Для подтверждения этой гипотезы проводились трибологиические лабораторные исследования смесевого минерально-льняного топлива по величине диаметра пятна износа в соответствии с ГОСТ 9490-75 на универсальном трибометре типа ТУ (рис. 1) в учебно-научно-исследовательской лаборатории ФГБОУ ВО Самарская ГСХА. Объектом исследования являлось товарное дизельное топливо марки Л-0,2-40 (ДТ), льняное масло (ЛёнМ) и ДСТ в различных процентных соотношениях минерального и биологического компонентов: 100 % ДТ; 20 % ЛёнМ + 80 % ДТ, 40 % ЛёнМ + 60 % ДТ, 60 % ЛёнМ + 40 % ДТ, 80 % ЛёнМ + 20 % ДТ, 100 % ЛёнМ.

Сущность определения диаметра пятна износа на опытных образцах заключается в измерении пятен, получаемых после трения четырех шариков в смазывающей

Таблица 4

Элементарный состав, низшая теплота сгорания и физико-химические свойства минерального ДТ, льняного масла и ДСТ на его основе

Элементарный состав Низшая Плотность, Кинема- Температу- Цета-

Вид теплота кг/м3 тическая ра вспышки новое

топлива С Н О сгорания, МДж/кг вязкость, мм2/с в закрытом тигле, °С число

100 %ДТ 0,870 0,126 0,004 42,40 826 4,2 61 51

100 %ЛёнМ 0,776 0,114 0,109 36,97 928 91,0 125 -

25 %ЛёнМ+75 %ДТ 0,847 0,123 0,030 41,14 858 8,6 67 60,5

50 %ЛёнМ+50 %ДТ 0,823 0,120 0,057 39,75 879 18,3 68 -

75 %ЛёнМ+25 %ДТ 0,800 0,117 0,083 38,36 902 40,4 76 -

90 %ЛёнМ+10 %ДТ 0,786 0,115 0,099 37,53 918 68,5 104 -

Примечание: С - углерод; Н - водород; О - кислород; ДТ - минеральное дизельное топливо; ЛёнМ - льняное масло.

Нива Поволжья № 1 (46) февраль 2018 123

Рис. 1. Универсальный трибометр типа ТУ: 1 - трибометр; 2 - персональный компьютер; 3 - электронный микроскоп

ванне, наполненной льняным маслом, товарным ДТ или ДСТ. За опытные образцы были взяты четыре шарика диаметром 12 мм из стали ШХ-15. Время опыта 900 с, частота вращения приводного вала 580 мин-1, нагрузка 450±5 Н. Испытуемые образцы (шарики) в исследуемом масле выдерживали в течение 1 часа. Затем подключали трибометр к электросети, аналогово-цифровой преобразователь к персональному компьютеру и запускали программу по обработке данных.

Результаты трибологических исследований льняного масла, нефтяного ДТ и сме-севого топлива на их основе представлены в таблице 5 и показаны на рисунке 2.

Анализ результатов трибологических исследований показывает, что при содержании льняного масла 20 % (по объёму) в ДСТ происходит снижение среднего диаметра пятна износа опытных образцов (с 0,305мм до 0,280 мм или на 8,2 %). Последующее увеличение содержания льняного масла в ДСТ с 20 % до 80 % приводит к увеличению диаметра пятна износа до 0,355 мм.

Таблица 5

Результаты исследований товарного дизельного топлива, льняного масла и смесевого минерально-льняного топлива на трибометре

Рис. 2. Зависимость среднего диаметра

пятна износа опытных образцов от процентного содержания льняного масла в смесевом топливе

Вид топлива № шара d, мм ¿ср, мм Изменение параметра , %

1 0,31 0,31

100 %ДТ 2 0,30 0,30 0,305 -

3 0,31 0,30

20 %ЛёнМ + 80 %ДТ 1 0,28 0,30

2 0,29 0,26 0,280 8,2

3 0,27 0,28

40 %ЛёнМ + 60 %ДТ 1 0,29 0,27

2 0,30 0,29 0,292 4,3

3 0,29 0,31

60 %ЛёнМ + 40 %ДТ 1 0,34 0,34

2 0,34 0,34 0,338 10,8

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3 0,34 0,33

80 %ЛёнМ + 20 %ДТ 1 0,34 0,36

2 0,36 0,36 0,355 16,4

3 0,36 0,35

1 0,37 0,38

100 %ЛёнМ 2 0,37 0,36 0,372 22,0

3 0,38 0,37

Однако, как следует из рисунка 2, есть область рационального содержания в ДСТ льняного масла в количестве 20-40 %, в которой средний диаметр пятна износа имеет наименьшее значение. Поэтому использование товарного нефтяного топлива с указанным рациональным содержанием в нем льняного масла в условиях эксплуатации будет способствовать снижению износа деталей прецизионных пар топливной аппаратуры дизеля.

Выводы.

1. Валовой сбор масличной культуры лён-кудряш в Пензенской области за последнее десятилетие увеличился с 604 тонн (2007 г.) до 33845 тонн (2016 г.), т. е. в 56 раз, что позволяет производить из него льняное масло в значительных объемах.

2. Льняное масло обладает повышенной плотностью и вязкостью, меньшей

низшей теплотой сгорания по сравнению с товарным нефтяным (минеральным) ДТ. Однако, если в нефтяное ДТ добавить, к примеру 25 % льняного масла, то показатели физико-химических и теплотворных свойств полученного смесевого топлива существенно улучшаются и приближаются к аналогичным свойствам товарного ДТ. При этом плотность, вязкость и низшая теплота сгорания такого дизельного смесево-го топлива составят соответственно 858 кг/м3, 6,6 мм2/с и 41,14 МДж/кг.

3. Использование льняного масла в качестве биологической добавки к товарному нефтяному ДТ в количестве 20-40 % улучшает трибологические свойства смесевого топлива и будет способствовать снижению износа деталей прецизионных пар топливной аппаратуры дизеля.

Литература

1. Быченин, А. П. Влияние растительных компонентов на трибологические свойства топлив для автотракторных дизелей / А. П. Быченин, О. Н. Черников, М. С. Приказчиков // Известия Самарской ГСХА. - 2017. - Вып.3. - С. 12-15.

2. Воздействие дизельного смесевого топлива с различным содержанием рапсового масла на износ плунжерных пар ТНВД / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. Г. Ротанов, А. С. Аверьянов // Эксплуатация автотракторной техники: опыт, проблемы, инновации, перспективы: материалы II Международной НПК. - Пенза: РИО ПГСХА, - 2015.- С. 125-129.

3. Уханов, А. П. Снижение износа плунжерных пар ТНВД в результате применения рационального состава дизельного смесевого топлива / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. Г. Ротанов // Технология колесных и гусеничных машин. - 2015. - № 2(18).- С.46-51.

4. Снижение износа плунжерных пар ТНВД применением смесевого рапсово-минерального топлива: монография / Д. А. Уханов, А. П. Уханов, Е. Г. Ротанов, А. С. Аверьянов. - Пенза: РИО ПГАУ, 2017. - 212 с.

5. Уханов, А. П. Трибологические исследования дизельного смесевого топлива на универсальном трибометре / А. П. Уханов, А. А. Хохлов, А. Л. Хохлов // Эксплуатация автотракторной техники: опыт, проблемы, инновации, перспективы: сборник статей III Международной НПК. -Пенза: РИО ПГАУ, 2017. - С. 151-156.

6. Уханов, А. П. Исследование свойств биологических компонентов дизельного смесевого топлива / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, И. Ф. Адгамов // Нива Поволжья. - 2014. - № 1 (30). - С. 92-97.

7. Устройства для конструктивной адаптации дизелей автотракторной техники к работе на биоминеральном топливе / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. А. Хохлова, А. А. Хохлов // Известия Самарской ГСХА. - 2016. - Вып.2. - С. 34-39.

8. Патент 2503491 РФ, МПК В 01 F 5/06. Смеситель минерального топлива и растительного масла с активным приводом / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. А. Сидоров, Е. А. Хохлова. -№ 2012128420/05; Заяв. 05.07.2012; Опубл. 10.01.2014, Бюл. № 1.

9. Патент 91929 РФ, МПК В28С 5/02. Смеситель-дозатор топлива / А. П. Уханов, В. А. Голубев, Е. С. Зыкин. - № 2009141314/22; Заяв. 09.11.2009; Опубл. 10.03.2010; Бюл. № 7.

10. Патент 2426588 РФ, МПК В 01 F 5/06. Смеситель-дозатор топлива / А. П. Уханов, В. А. Голубев, Е. С. Зыкин. - № 2009141463/05; Заяв. 09.11.2009; Опубл. 20.08.2011, Бюл. № 23.

11. Патент 2429057 РФ, МПК B 01 F 5/06. Смеситель биоминерального топлива / Уханов А. П., Уханов Д. А., Иванов В. А., Благодарина Л. М. - № 2010105616/05; Заяв. 16.02.2010; Опубл. 20.09.2011, Бюл. № 26.

12. Патент 89596 РФ, МПК E 21 B 33/13, E 21 B 33/13. Жидкостный смеситель / А. П. Уханов, В. А. Голубев, Е. С. Зыкин. - № 2009135355/22; Заяв. 22.09.2009; Опубл. 10.12.2009, Бюл. № 34.

13. Патент 2387867 РФ, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система тракторного дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, В. А. Рачкин, В. А. Иванов. - № 2008138726/06; Заяв. 29.09.2008; Опубл. 27.04.2010, Бюл. № 12.

14. Патент 2476716 Россия, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система питания дизеля с автоматическим регулированием состава смесевого топлива / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. А. Сидоров, Л. И. Сидорова, Е. Д. Година. - № 2012110662/06; Заяв. 20.03.2012; Опубл. 27.02.2013, Бюл. № 6.

Нива Поволжья № 1 (46) февраль 2018 125

15. Патент 2484290 РФ, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система питания тракторного дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. А. Сидоров, Л. И. Сидорова. - № 2012115021/06; Заяв. 16.04.2012; Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.

16. Патент 2484291 РФ, МПК F 02 М 43/00. Двухтопливная система питания дизеля / А. П. Уханов, Д. А. Уханов, Е. Д. Година, Е. А. Хохлова. - № 2012117807/06; Заяв. 27.04.2012; Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.

17. Godina, E. D. Perspectives of the biofuel application for motor and tractor machinery of the agricultural industry of the far east / E. D. Godina, A. P. Ukhanov // Materials of the 2 international research and practice conference. «Science, Technology and Higher Education» 17.04.2013 Westwood, Canada. - Р. 276-281.

18. Ukhanov, A. P. Modernization of diesel engine during the work with mineral and vegetable fuels / A. P. Ukhanov, E. A. Hokhlova // Materials of the III international research and practice conference «Science and Education» 25-26 april 2013, Munich, Germany. - Р. 104-107.

19. Godina, E. D. Mustard oil as a diesel biocomponents composite propellant / E. D. Godina, A. P. Ukhanov // European science review. - 2014. - № 2. - Р. 135-137.

20. Godina, E. D. Experimental studies of diesel D-243-648 work on mixed sou mineral fuel / E. D. Godina, A. P. Ukhanov, F. Covachev // Wschodnioeuropejskie Gzasopismo Naukowe (East Europen Scintifie Journal). - Warszava Polska. - 2016. - № 6. - Р. 110-113.

21. Ukhanov, A. Savings of miniral diesel fuel and improving the environmental of diesel mixed fuel based on the camelina oil A. Ukhanov, A. Khokhlov // Sciense and practice: a new lewel of integration in the modem Wored 2nd International Conference. Scienc editor: R. Berton, 2016. - Р. 152-156.

UDK 621.436

LINSEED OIL IS A PROMISING BIOLOGICAL ADDITIVE FOR DIESEL FUEL

D.A. Ukhanova, postgraduate student; S. Yu. Dmitriyeva, assistant professor; D.A. Ukhanov, doctor of technical sciences, professor

FSBEE HE Penza SAU, Russia, telephone: 8(8412) 62-85-17, e-mail: [email protected]

A significant factor in the cultivation of oil-bearing crops for technical purposes and production of vegetable oil and biological fuel from seeds of these agricultural crops in the required quantities is the availability of large land areas and good yield productivity. For example, in Penza region the sown area of oil-bearing crop of flax for the period from 2007 to 2016, have increased from 1244 ha (2007) to 38875 (2016), i.e., in 31.3 times.

The research is aimed at the study and comparison of the physico-chemical, calorific and anti-wear properties of linseed oil for its possible use as biological additives to the commercial petroleum diesel fuel (DF) and the production of diesel mixed fuel (DMF). Compared to commodity oil DF (density: 830860 kg/m3, viscosity of 3-6 mm2/s, the lowest calorific combustion value 42,4 Mj/kg) the flaxseed oil has a higher density (925 kg/m3) and kinematic viscosity (mm2 61,3/s), lower heat of combustion (its 36.97 MJ/kg). Wear studies on tribometer showed that under the concentration of linseed oil in DMF in the amount of 20% there is a reduction of wear spot diameter (mm to 0.305 per 0,280 mm or 8.2 %) compared with DF. The subsequent increase in the proportion of linseed oil in DMF up to 80% does not improve the tribological properties of DMF, as evidenced by increases in the diameter of the spot of wear to 0,355 mm.

Key words: flax seeds, land area, yield productivity, linseed oil, oil diesel fuel, additive, composite fuel, properties.

References:

1. Bychenin, A. P. Influence of plant components on the tribological properties of fuels for car and tractor diesels / A. P. Bychenin, O. N. Chernikov, M. S. Prikazchikov // Izvestiya of the Samara state agricultural academy. - 2017. - Vol.3. - P. 12-15.

2. The effect of diesel mixed fuel with different contents of rapeseed oil on the wear of the plunger injection pair / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye.G. Rotanov, A. S. Averyanov // Operation of auto-tractor equipment: experience, problems, innovations, prospects: materials of II International SPC. -Penza: EPD PSAA, 2015.- P. 125-129.

3. Ukhanov, A. P. Reduction of wear of the plunger pairs as a result of application of rational composition of diesel mixed fuel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye.G. Rotanov // Technology of wheeled and tracked vehicles. - 2015. - № 2(18).- P. 46-51.

4. Wear reduced of plunger pairs by using the mixed rapeseed oil-mineral fuels: monograph / D. A. Ukhanov, A. P. Ukhanov, Ye.G. Rotanov, A. S. Averyanov. - Penza: EPD PSAU, 2017. - 212 p.

5. Ukhanov, A. P. Tribological studies of diesel mixed fuel on the universal tribometer / A. P. Ukhanov, A. A. Khokhlov, A. L. Khokhlov // Operation of automotive equipment: experience, problems, innovations, prospects: collection of articles of III International SPC. - Penza: EPD PSAU, 2017. - P. 151-156.

6. Ukhanov, A. P. Study of properties of biological components of diesel mixed fuel / A. P. Ukha-nov, D. A. Ukhanov, I. F. Adgamov // Niva Povolzhya. - 2014. - № 1 (30). - P. 92-97.

7. The device for the constructive adaptation of diesel engines of automotive trucks and tractors to work on bio-mineral fuel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye. A. Khokhlova, A. A. Khokhlov // Proceedings of the Samara state agricultural academy. - 2016. - Vol.2. - P. 34-39.

8. Patent 2503491 of the Russian Federation, IPC 01 F 5/06. Mixer of mineral fuels and oils with active drive / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye. A. Sidorov, Ye. A. Khokhlova. - No 2012128420/05; Stated. 05.07.2012; Published. 10.01.2014, bull. No. 1.

9. Patent 91929 of the Russian Federation, IPC B28C 5/02. Mixer-dispenser of fuel / A. P. Ukhanov, V. A. Golubev, Ye. S. Zykin. - No 2009141314/22; Stated. 09.11.2009; Publ. 10.03.2010; bull. No. 7.

10. Patent 2426588 of the Russian Federation, IPC 01 F 5/06. Mixer-dispenser of fuel / A. P. Ukhanov, V. A. Golubev, E. S. Zykin. No 2009141463/05; Stated. 09.11.2009; Publ. 20.08.2011, bull. No. 23.

11. Patent 2429057 of the Russian Federation, IPC B 01 F 5/06. Mixer of bio-mineral fuel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, V. A. Ivanov, L. M. Blagodarina - No. 2010105616/05; Stated. 16.02.2010; Publ. 20.09.2011, bull. No. 26.

12. 89596 patent of the Russian Federation, IPC E 21 in 33/13 B, E 21 B 33/13. Liquid mixer / A. P. Ukhanov, V. A. Golubev, Ye. S. Zykin. - No 2009135355/22; Stated. 22.09.2009; Published. 10.12.2009, bull. No. 34.

13. Patent 2387867 of the Russian Federation, IPC F 02 M 43/00. A dual fuel system of tractor diesel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, V. A. Rachkin, V. A. Ivanov. - No 2008138726/06; Stated. 29.09.2008; Publ. 27.04.2010, bull. No. 12.

14. Patent 2476716 Russia, IPC F 02 M 43/00. A dual fuel supply system of a diesel engine with automatic regulation of the composition of the composite fuel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye. A. Sidorov, L. I. Sidorova, Ye. D. Godina. - No 2012110662/06; Stated. 20.03.2012; Publ. 27.02.2013, bull. No. 6.

15. Patent 2484290 Russia, MPK F 02 M 43/00. A dual fuel supply system of a tractor diesel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye. A. Sidorov, L. I. Sidorova. - № 2012115021/06; appl. 16.04.2012; publ. 10.06.2013, Bul. № 16.

16. Patent 2484291, RF, MPK 02 M 43/00. A dual fuel supply system diesel / A. P. Ukhanov, D. A. Ukhanov, Ye. D. Godina, Ye. A. Khokhlova. No 2012117807/06; Stated. 27.04.2012; Publ. 10.06.2013, bull. No. 16.

17. Godina, Ye. D. Perspectives of the biofuel application for motor and tractor machinery of the agricultural industry of the far east / Ye. D. Godina, A. P. Ukhanov // Materials of the 2 international research and practice conference. «Science, Technology and Higher Education» 17.04.2013 Westwood, Canada. - P. 276-281.

18. Ukhanov, A. P. Modernization of diesel engine during the work with mineral and vegetable fuels / A. P. Ukhanov, E. A. Hokhlova // Materials of the III international research and practice conference «Science and Education» 25-26 april 2013, Munich, Germany. - P. 104-107.

19. Godina, Ye. D. Mustard oil as a diesel bio-components composite propellant / E. D. Godina, A. P. Ukhanov // European science review. - 2014. - № 2. - P. 135-137.

20. Godina, Ye. D. Experimental studies of diesel D-243-648 work on mixed sou mineral fuel / E. D. Godina, A. P. Ukhanov, F. Covachev // Wschodnioeuropejskie Gzasopismo Naukowe (East Europen Scintifie Journal). - Warszava Polska. - 2016. - № 6. - P. 110-113.

21. Ukhanov, A. Savings of miniral diesel fuel and improving the environmental of diesel mixed fuel based on the camelina oil A. Ukhanov, A. Khokhlov // Sciense and practice: a new lewel of integration in the modem Wored 2nd International Conference. Scienc editor: R. Berton, 2016. - P. 152-156.

Нива Поволжья № 1 (46) февраль 2018 127

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.