CC BY
60
УДК 665.334.9:621.78.013:665.753
А.А. Курочкин, аспирант А.А. Жосан*, Ю.Н. Рыжов, С.И. Головин, кандидаты технических наук
ФГБОУ ВПО Орел ГАУ * 8 (0862) 76-17-54, [email protected]
ПОДОГРЕВ РАПСОВОГО МАСЛА КАК СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕГО В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА АННОТАЦИЯ
В статье кратко освещены сдерживающие факторы1 и последствия применения рапсового масла в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания, мероприятия по преодолению сдерживающих факторов, влияние температуры1 на вязкость и поверхностное натяжение рапсового масла. Описано устройство и работа подогревателя.
ABSTRACT
In article the comparative analysis of injection of diesel The comparative analysis of distinctions of injection of diesel fuel and rape oil is provided in article; burning process depending on a superficial tension of diesel fuel, rape oil and methyl air of rape oil; distinction of process of burning of diesel fuel and rape oil.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Топливо, рапсовое масло, кинематическая вязкость, поверхностное натяжение, устройство для подогрева.
KEY WORDS
Fuel, rape oil, kinematic viscosity, superficial tension, the device for heating.
Основными причинами применения рапсового мас а в качестве топ ива яв яется его экологичность, энергоавтономность сельскохозяйственных предприятий, а, следовательно, экономическая целесообразность.
Первоначальный исследования в сфере применения рапсового масла (РМ) в качестве топлива д я серийных дизе ьных двигате ей как в чистом виде, так и в смеси с дизе ьным топ ивом (ДТ) показали ряд негатившых последствий в работе двигателя (потеря мощности, невозможность запуска двигателя в холодное время года, сбои в работе выпускны1х клапанов двигателя, снижение срока службы1 топливной аппаратуры^ нарушение условий организации процесса сжигания топлива в камере сгорания, полимеризация моторного масла и т. д.)
Основными сдерживающими факторами применения рапсового мас а в качестве топ ива по сравнению с традиционным дизе ьным топ ивом яв яется меньшая теп ота сгорания (до 13%), бо ее высокая вязкость, повышенная ск онность к нагарообразованию, возможность загрязнения моторного мас а продуктами по имеризации триг ицеридов.
В данной статье речь пойдет о мероприятиях по преодо ению таких сдерживающих свойств применения РМ, как вязкость и поверхностное натяжение. Повышенныш значения даншых показате ей у РМ, в сравнении с дизе ьным топ ивом, приводит к возрастанию да ьнобойности топ ивной струи, попаданию на стенки камеры сгорания бо ьшего ко ичества топ ива и уменьшению доли объемного смесеобразования. Отсюда следует неполное сгорание, а, с едовате ьно, повышенная коксуемость, нагары и акоот ожения, потеря мощности дизе ьного двигате я.
К настоящему времени, для преодоления вынеуказаншых сдерживающих факторов, разработан ряд следующих мероприятий: применение РМ в смеси с ДТ в разшых соотношениях, обработка его ультразвуком, переналадка топливной аппаратуры^ применение в двигателях с разделеншыми и полуразделеншыми (типа ЦНИДИ) камерами сгорания, а также подогрев рапсового масла. На пос еднем остановимся подробнее, так как этот способ снижения вязкости и поверхностного натяжения РМ является одним из самых простых, а, следовательно, самым распространенныш, надежныш, позволяющим применять чистое РМ холодного отжима, привносит минимум изменений в систему питания и двигате я в це ом.
Из зависимостей вязкости (рис. 1) и поверхностного натяжения (рис. 2) видно, что по этим показателям РМ приближается к ДТ лишь при высоких температурах его нагрева. Для вязкости эта температура составляет порядка 70....1100С, для поверхностного натяжения - 70...900С. Поддержание указанной температуры1 РМ на всем протяжении топливной системы нецелесообразно. Для участка низкого давления температура РМ, в зависимости от температуры окружающей среды и сопротивления прокачиваемости, составляет порядка 20...40°С. И лишь на участке высокого дав ения (непосредственно перед впрыскиванием) необходима температура 70.900С.
Рисунок 1 - График зависимости кинематической вязкости топл ив от температуры.
к
к
*
СЧ
й
к
о
к
н
о
о
к
X
и
о
с
Температур а,0 С
Рисунок 2 - График зависимости поверхностного натяжения топл ив от температуры.
Д я поддержания указанных диапазонов температур в топ ивной системе применяют подогревате и раз ичных конструкций.
Схема пред л агаемого устройства д ля подогрева топ лива представ л ена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема устройства подогревателя топлива
Подогреватель состоит из корпуса, который выполнен в виде двух емкостей 1 и 13, стыкующихся посредством резьбового соединения, между которыми установлено уплотнительное кольцо 12. Сборка осуществляется при помощи неподвижно закрепленных на емкостях 1 и 13 головок болтов 11. Волнистая перегородка 14, выполненная в виде конуса, делит внутреннее пространство корпуса подогревателя на две камеры: топливную камеру 8 и обогревательную камеру 10. Емкость 1 подогревателя содержит подводящий патрубок топлива 3, подводящий патрубок 9 жидкости и+ системы охлаждения двигателя и отводящий патрубок 2 жидкости и+ системы охлаждения двигателя. Емкость 13 корпуса подогревателя имеет отводящий патрубок топлива 7. Емкость 13 подогревателя содержит электронагреватель 5, расположенный вокруг нее, который последовательно соединен через позистор 6, расположенный у выходного патрубка 7, с источником постоянного тока, в роли которого может выступать аккумуляторная батарея предназначенная для запуска двигателя. Для повышения эффективности работы подогревателя последний снабжен теплои+олирующим материалом 4.
Устройство для подогрева РМ работает следующим образом.
Перед пуском двигателя механи+атор включает в работу электронагреватель 5. При достаточной температуре РМ, находящегося в топливной камере 8 загорается контрольная лампа, параллельно подсоединенная к входу электронагревателя и по+истора (на рисунке не пока+ана). Производится пуск двигателя. РМ из бака, поступая через подводящий патрубок 3 в топливную камеру 8, и+начально подогревается только электронагревательным элементом и последовательно соединенным по+истором. При достижении оптимальной температуры жидкости в системе охлаждения двигателя начинается ее циркуляция через емкость 1 подогревателя. Таким образом, топливо, поступающее в топливную камеру 8 через подводящий патрубок 3, попадает на волнистую перегородку 14, выполненную в виде конуса, которая в свою очередь подогревается встречным потоком жидкости, поступающей и+ системы охлаждения двигателя чере+ подводящий патрубок 9. Далее РМ подогревается электроподогревателем 5 и, проходя через отводящий патрубок 7, направляется к топливному насосу. Жидкость из системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания постоянно подогревает топливо, проходя чере+ подводящий патрубок 9, обогревательную камеру10 и отводящий патрубок 2. По+истор 6 в данной конструкции выполняет две функции: функцию подогревателя и функцию терморегулятора, поскольку соединен последовательно с электронагревателем 5. При достижении заданной температуры РМ на выходе из топливной камеры 8 сопротивление по+истора ре+ко во+растает, ограничивая силу тока, протекающего чере+
электронагреватель 5. При снижении температуры РМ омываемого позистор, его сопротивление снижается.
Во время эксплуатации подогревателя возникает необходимость эффективной очистки волнистой перегородки 14, выполненной в виде конуса, от механических примесей, встречающихся в топливе. Данная задача решается благодаря разъемной конструкции подогревателя.
Благодаря волнистому исполнению поверхности теплообмена (рис. 4) улучшаются условия конвективного теплообмена, увеличивается поверхность теплообмена (при прочих равных условиях), возрастает значение теплового потока, в сравнении с аналогом.
К
Рисунок 4 - Схема профиля поверхности теплообмена.
Согласно закону Ньютона-Рихмана тепловой поток в процессе теплоотдачи для нашего случая в общем виде можно определить из формулы:
д=аР(1с-1ж); (1)
где Q - тепловой поток, Вт;
а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2-К)
Б - площадь поверхности теплообмена, м2;
1;с и 1% - температура поверхности теплообмена и жидкости, К.
Для определения площади поверхности теплообмена можно восполь+оваться формулой боковой площади поверхности круглого конуса:
8= яКосн1; (2)
где Иосн - радиус у основания конуса, м;
1 - боковая обра+ующая, м.
Образующую поверхности для нашего случая можно представить как:
11= л(И+г)п; (3)
где И и г - большой и малый радиусы образующие криволинейную поверхность, м;
п - количество радиусов образующих криволинейную поверхность, шт.
Отсюда можем определить площадь поверхности теплообмена для нашего случая:
Р=л2пКосн.(К+г) (4)
По предлагаемым формулам можно рассчитать конструктивные особенности подогревателя и определить температурный режим.
Использование предлагаемого устройства для подогрева топлива обеспечивает необходимый температурный режим, по+воляет улучшить процесс теплопередачи путем более равномерного прогрева топлива и проводить очистку волнистой перегородки от механических примесей благодаря разъемной конструкции корпуса. Таким образом, в целом обеспечивается более высокая эффективность работы двигателя при использовании в качестве топлива РМ.
Библиография
1. Жосан А. А., Рыжов Ю. Н., Курочкин А. А. Сравнение физико-химических свойств
дизельного топлива и рапсового масла. // Вестник Орел ГАУ. 2011. № 4 (31). С. 72-74.
2. Рыжов Ю. Н., Жосан А. А., Курочкин А. А. Особенности впрыскивания и горения рапсового масла и дизельного топлива в современных двигателях. // Тракторы и сельхозмашины. 2012. № 6. С. 19-20.
3. Девянин С. Н., Марков В. А., Семенов В. Г. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей: монография. М.: МГАУ им. В.П. Горячкина, 2007. 400 с.
4. www.ufop.de
B-стник
Opeл FAy
февраль
№1(40)
2G13
Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_______________________________________________________
Редакционный совет:
Парахин Н.В. (председатель) Буяров В.С. (зам. председателя) Астахов С.М.
Белкин Б.Л.
Блажнов А.А.
Буяров В.С.
Гуляева Т.И.
Гурин А.Г.
Дегтярев М.Г.
Зотиков В.И.
Иващук О.А.
Козлов А.С.
Кузнецов Ю.А.
Лобков В.Т.
Лысенко Н.Н.
Ляшук Р.Н.
Мамаев А.В.
Масалов В.Н.
Новикова Н.Е.
Павловская Н.Е.
Попова О.В.
Прока Н.И.
Савкин В.И.
Степанова Л.П.
Плыгун С.А. (ответств. секретарь) Золотухина О.А. (редактор)
Адрес редакции:
302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69.
Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: [email protected] Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ №ФС77-21514 от 11.07.2005 г.
Специалист регионального методического центра по УДК: Служеникина А.М. Технический редактор: Мосина А.И.
Сдано в набор 18.02.2013 г. Подписано в печать 28.02.2013 г. Формат 60x84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.
Объём 27,8 усл. печ. л. Тираж 300 экз. И+дательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР №021325 от 23.02.1999 г.
Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских _____и докторских диссертаций
Содержание номера
Современные агротехнологии Мамин Р.Г., Сутугина И.М. Планово-картографическое обеспечение кадастра недвижимости по снимкам со спутника IRS 2
Лобков В.Т., Кружков Н.К., Забродкин А.А., Новикова А.С. Оценка эффективности возделывания сельскохозяйственных культур в зависимости от способов основной обработки почвы в центрально-черно+емном регионе 8
Дериглазова Г.М. Эффективность удобрений и известкования черноземных почв ЦЧР при возделывании ярового ячменя на склоне северной экспозиции 12
Степанова Л.П., Стародубцев В.Н., Коренькова Е.А., Степанова Е.И., Тихойкина И.М. Влияние
биопрепаратов и микроудобрения на продукционный процесс яровой пшеницы 17
Гурин А.Г., Кожухов А.Д. Агрохимическая оценка использования отходов производства в виде спиртовой барды на посевах кукуру+ы на силос 23
Каг-рмазов А.М. Экономическая и энергетическая оценка +асухоустойчивых популяций тетраплоидной кукуру+ы 29
Амелин А.В., Кондыков И.В., Иконников А.В., Чекалин Е.И., Кондыкова Н.Н., Дмитриева Е.А.
Генетические и физиологические аспекты селекции чечевицы 31
Маханькова Т.А., Голубев А.С., Чернуха В.Г., Долженко В.И. Эффективные гербициды для защиты
зерновых культур от однодольных и двудольных сорных растений 39
Сивак Е.Е, Волкова С.Н., Коробов Д.С. Внедрение нетрадиционной культуры колумбовой травы в традиционный севооборот 45
Приземин А.А., Кочкарев В.Р. Особенности макрофауны почвенного покрова в зоне лесостепи Орловской области 48
Глинушкин А.П., Кошеваров Ю.А., Соловых А.А., Райов А.А., Хилько Л.Н. Мониторинг микозов пшеницы в условиях степной зоны Южного Урала 54
Лаврентьев Н.В., Фирсов Г.А., Потокин А.Ф. История интродукции и современное состояние FAGUS SYLVATICA l. (FAGACEAE) в ботаническом саду Санкт-Петербургского лесотехнического университета 58 Бобков С.В., Зотиков В.И., Сопова И.И., СелиховаТ.Н., СучковаТ.Н., Зайцев В.Н. Аминокислотный состав +апасных белков современных сортов сои 66
Лысенко Н.Н., Чекалин Е.И., Пожарский С.М. Активность фотосинтеза и транспирация в листьях кормовых бобов при патогенезе и использовании средств защиты 70
Данил-нко А.Н., Поляков А.В., Павловская Н.Е., Плащина И.Г. Сравнительный анали+ интегральной гидрофобности легуминов гороха различной сортовой принадлежности 77
Резвякова С.В. Адаптивный потенциал устойчивости груши к стресс-факторам зимнего периода 84
Сковородников Д.Н., Леонова Н.В., Андронова Н.В. Вличние состава питательной среды на эффективность размножения земляники садовой IN VITRO 89
Вдовенко С.А. Влияние интенсивности освещения на урожайность вешенки обыкновенной 93
Животноводство
Шилов А.И., Кибкало Л.И., Ляшук Р.Н. О мясном специализированном скотоводстве. Состояние и пути ра+вития 98
Балашов В.В., Буяров В.С. Режимы освещения и показатели продуктивности цыплят-бройлеров кросса «Росс-308» 103
Тинаев Н.И., Балакирев Н.А., Тинаева Е.А. Воспроизводительная способность крольчих в наружных модулях в зимний период 108
Полехина Н.Н., Солохина И.Ю., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е. Токсилогическая оценка кормовой биологически активной добавки для промышленного животноводства 111
Кубасов В.А., Белкин Б.Л. Изменение физиологических функций и продуктивности при включении в корм курам-несушкам биологически активных добавок 115
Калинин В.А., Козлов А.С. Молочная продуктивность коров при ра+личных типах кормления и способах скармливания кормов 118
Науменко П.А., Комкова Е.А., Зайналабдиева Х.М., Арсанукаев Д.Л. Гематологические показатели крови у телят молочного периода выращивания 122
Тихомирова Г.С., Логвинова Т.И., Тихомиров А.И. Биологическая роль и обмен цинка в организме молодняка свиней 126
Учасов Д.С., Ярован Н.И., Сеин О.Б. Эффективность применения пробиотика «Проваген» при технологическом стрессе у свиней 129
Орлова М.А. Послеоперационные изменения поверхности металлических фиксаторов и костной ткани 132
Экономика АПК
Конкина В.С. Сравнительный анали+ основных подходов к управлению +атратами в отрасли молочного скотоводства 136
Серёдкин А.Н. Модели производственных сельскохозяйственных кластеров на региональном уровне 142
Сысо-ва О.Н., Лытн-ва Н.А., Кыштымова Е.А. Современные инновационные методики в процессе управления прибылью предприятий потребительской кооперации 146
Синицына И.В. Основные направления земельно-имущественного менеджмента в контексте инвестиционного развития сельских территорий 153
Воеводская П.О. Теоретические аспекты банковских рисков 158
Гриша-в Е.Н. Совершенствование системы оплаты труда руководящего состава сельскохо+яйственных предприятий как важнейший элемент коммерческого расчета 166
Технология пищевых продуктов Бобракова Л.А., Мамаев А.В. Исследование реологических параметров при производстве обогащенного зерненого творога 172
Симон-нко Е.А., Шалимова О.А., Ем-льянов А.А. Ра+работка технологии применения функциональных наполнителей в рецептуре продукта быстрого приготовления 177
Семенихина В.Ф., Рожкова И.В., Абрамова А.А. Подбор бактериальных культур для производства йогурта с длительным сроком хранения 180
Корниенко О.Н., Ангелюк В.П. Изучение размеров и структуры белково-полисахаридных комплексов в системе творожная сывортка-гуаран 184
Агротехника и охрана труда Колом-йч-нко А.В., Кузн-цов И.С. Упрочнение электроискровой обработкой режущих кромок +ерноуборочных машин 187
Михайлов М.Р. К вопросу выбора математической модели оптимизации нагрузки зерноуборочных комбайнов в +ависимости от их технического состояния 191
Чернышов В.А., Чернышова Л.А. Методическое и программное обеспечение экологической безопасности воздушных линий электропередачи разного класса напряжения 198
Сидоров А.В., Коробко А.В., Чикулаев А.В. Исследование задачи кручения упругих тонкостенных стержней с помощью метода интерполяции по коэффициенту формы области 204
Курочкин А.А., Жосан А.А., Рыжов Ю.Н., Головин С.И. Подогрев рапсового масла как способ повышения эффективности использования его в качестве топлива 209
Шестаков Ю.Г., Яковлева Е.В., Полехина Е.В., Алибекова И.В. Новые подходы к совершенствованию системы охраны труда 213
Прокошина Т.С. Анализ травматизма со смертельным и тяжелым исходом на металлообрабатывающих станках в агропромышленном производстве Российской Федерации 217
© ФГБОУ ВПО Орел ^У, 2013
