CC BY
13УДК 537.636
Жоробаев Н.Ж. научный руководитель: Шабаев Р.Б., к.п.н.
доцент
Башкирский государственный университет
Стерлитамакский филиал Россия, г. Стерлитамак МАГНИТНО-ИМПУЛЬСНАЯ ОБРАБОТКА ТОПЛИВА
Аннотация: данная статья посвящена анализу магнитно-импульсной обработки топлива. Авторами рассмотрена специфика влияния магнитного поля на различные виды топлива, а также перечислены актуальные разработки в данной области.
Ключевые слова: топливо, магнитное поле, магнитно-импульсная обработка.
Zhorobayev N.Zh.
scientific adviser - candidate of pedagogical sciences, associate professor
Shabaev R.B.
Bashkir State University Sterlitamak branch Sterlitamak, Russia MAGNETIC-PULSE FUEL PROCESSING
Abstract: this article is devoted to the analysis of magnetic pulse processing of fuel. The authors consider the specificity of the influence of the magnetic field on various fuels, and also the actual developments in this field are listed.
Key words: fuel, magnetic field, magnetic pulse processing.
В настоящий момент существует множество способов улучшения качества топлива, которые в свою очередь делятся на два метода воздействия на качественные характеристики топлива:
Первый химический метод — применение специальных присадок, способствующих интенсификации процесса сгорания и нейтрализующих действие серы.
Второй метод является физическим воздействием — использование дополнительной гидродинамической, магнитной, электродинамической или ультразвуковой обработки [1].
Наиболее важной задачей является повышение экономической эффективности и экологических показателей топлива судновых энергетических установок при его магнитно-импульсной обработке.
Многие исследователи отмечают изменение свойств топлива под воздействием магнитно-импульсной обработки. Исследования влияния магнитно-импульсной обработки на характеристики топлива в настоящее время проводятся без выяснения механизма подобной обработки, а также без досконального экспериментального изучения влияния параметров обработки
на его физические и химические свойства. В связи с данным фактором, можно сделать вывод, что проблема практического использования магнитно импульсной обработки топлива может быть решена в результате изучения механизма данной обработки и последующего построения соответствующей физической модели [2].
Под действием магнитного поля в углеводородной жидкости снижаются силы молекулярного притяжения или, как их чаще называют, силы поверхностного натяжения. Это облегчает испаряемость, диспергирование топлива, что приводит к лучшему распылению его в камере сгорания двигателя.
Топливо обрабатывают, непосредственно, магнитным полем с целью разрушения структурных (агрегативных) систем (обработка в переменном магнитном поле) или с целью ориентации молекул топлив (или молекул присадок) в определенном направлении. В ряде случаев магнитная обработка в переменном магнитном поле используется совместно с гидродинамической обработкой для усиления гомогенизирующего (или диспергирующего) эффекта обработки топлива.
Магнитное поле (МП) снимает электростатический заряд с молекул топлива, которое они получили при прокачивании по трубам, понижает его вязкость. При воздействии МП (нужной напряжённости и величины магнитного потока) на углеводородные жидкости (бензин, керосин, дизтопливо, мазут, печное топливо) и газ, происходит поляризация топлива с одновременной ориентацией хаотично двигающихся его частиц. При этом происходит снятие статических зарядов топлива, разрушаются молекулярные связи между частичками топлива [3].
Частички топлива получают дополнительный положительный заряд, в то время как, сам кислород воздуха имеет отрицательный заряд. Разноименность зарядов топлива и кислорода интенсифицирует процесс их взаимодействия. В результате этого ускоряются реакции окисления топливовоздушной смеси.
Обработка топлива с использованием импульсного магнитного поля (ИМП) со специально выбранными параметрами ИМП приводит, как показали проведенные исследования авторов [4], к большей полноте сгорания топлива и, как следствие, его экономии, а также снижению содержания продуктов неполного сгорания в выхлопе двигателя.
По результатам проведенных исследований воздействие ИМП на дизельное топливо носит выраженный резонансный характер, причем резонанс имеет место как для частоты повторения импульсов, так и для индукции ИМП. Предлагаемая технология импульсной магнитной обработки топлива является на самом деле электромагнитной обработкой. Более полное сгорание топлива происходит вследствие развала крупных фракций (или кластеров) топлива под действием электрического импульса, сопровождающего магнитный импульс. Это доказано одновременным уменьшением вязкости топлива и повышением его плотности.
Под воздействием внешних факторов молекулы углеводородов бензина начинают взаимодействовать друг с другом, образуя надмолекулярные углеводородные группы. Данные надмолекулярные структуры в двигателе внутреннего сгорания не сгорают полностью. В результате, они выбрасываются в атмосферу в виде вредных компонентов отработавших газов двигателя и/или накапливаются в виде углеродно-шлаковых отложений.
При прохождении топлива через микроволновое поле его структура меняется, вследствие чего топливо сгорает более быстро и эффективно.
Обработка топлива импульсным магнитным полем приводит также к увеличению ресурса двигателя вследствие уменьшения скорости роста нагара на стенках цилиндров и уменьшения скорости загрязнения в системе подачи топлива двигателя. Сущность предлагаемого метода импульсной магнитной обработки дизельного топлива состоит в воздействии на топливо, движущееся в топливопроводе, импульсным магнитным полем, создаваемом в индукционной катушке, охватывающей топливопровод.
Авторами [5] предлагается изобретение позволяющее увеличить эффективность способа подготовки топлива к сгоранию за счет уменьшения расхода топлива при одновременном снижении затрат на электропитание установки-генератора импульсного магнитного поля. Проводя подготовку дизельного топлива к сгоранию в энергетических установках путем воздействия на него импульсным магнитным полем в области резонанса по частоте и величине индукции, можно получать максимальный результат на единицу затрат электроэнергии, питающей установку-генератор импульсного магнитного поля, которые составляют менее 0,1% от стоимости сэкономленного топлива. В результате повышения полноты сгорания топлива снижаются выбросы в атмосферу токсичных продуктов неполного сгорания топлива.
Таким образом, магнитно-импульсная обработка углеводородных топлив, инструмента, деталей машин и рабочих органов технологического оборудования широко применяется не только для диагностики изделий, но и в целях повышения их качеств: упрочения и увеличения показателя надёжности их работы [6].
Использованные источники:
1. Анисимов А. С., Карасёв Ю. В., Ивашкин А. А. Способы улучшения эксплуатационных свойств дизельного топлива // Молодой ученый. — 2016. — №26. — С. 1-3. — URL https://moluch.ru/archive/130/36155/ (дата обращения: 17.01.2018).
2. Богданов А.В., Малыгин Б.В., Бень А.П., Коновалов М.Ю. Влияние параметров МИО на донорно-акцепторную рекомбинацию носителей заряда в неупорядоченных структурах // Науковий вюник ХДМ1. 2011. - №2 (5). - С. 93-101.
3. Богданов А.В., Малыгин Б.В. Электропроводность твёрдых тел по донорно-акцепторным парам // Вестник Херсонского технического
университета, 2010. - №1 (37). - С. 28-32.
4. Иванов А.Р. Коммеческий директор КБ "Нитрон", рук. филиальной сети "АвтоРакета" http://avtoraketa.ru/articles/elektromagnitnaya-obrabotka-topliva (дата обращения: 16.01.2018).
5. Ларин В.С., Щаев О.И., Способ подготовки топлива к сгоранию http://www.findpatent.ru/patent/230/2300008.html (дата обращения 16.01.2018)
6. Латутова М.Н., Лукина Л.Г. Топливо: учеб. пособие. - СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2005. - 35 с.
