Научная статья на тему 'ПРИМЕНЕНИЕ РАПСОВОГО МАСЛА В КАЧЕСТВЕ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА'

ПРИМЕНЕНИЕ РАПСОВОГО МАСЛА В КАЧЕСТВЕ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
576
66
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АЛЬТЕРНАТИВНОЕ ТОПЛИВО / ТОПЛИВНАЯ СМЕСЬ / ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ / ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СМЕСИ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Запевалов М.В., Сергеев Н.С., Редреев Г.В.

Рапс в настоящее время является широко распространенной масличной культурой. C учетом высоких затратах на дизельное топливо при возделывании сельскохозяйственных культур вполне логичным стали поиск альтернативного вида топлива и замена дизельного топлива на другое, менее экологически вредное, легко воспроизводимое в условиях сельскохозяйственного предприятия. Проведенные ранее исследования в части применения биотоплива на основе рапсового масла показали перспективность получения применимых результатов. Рапсовое масло практически не содержит серы, экологически безвредно, безопасно в пожарном отношении, обладает хорошими смазочными свойствами, что способствует увеличению срока службы топливной аппаратуры и самого двигателя. Прямое применение рапсового масла в качестве топлива невозможно, нужна технология приготовления топливной смеси. Разработанная технологическая линия позволяет получить топливную смесь с содержанием до 75% рапсового масла. Сравнительные испытания двигателя Д-240 на дизельном топливе и топливной смеси показали отсутствие падения мощности, равенство крутящего момента и снижение удельных затрат на топливо при некотором повышении расхода топливной смеси. Было выяснено, что большое значение имеет получение качественной смеси при имеющейся разнице в вязкости дизельного топлива и рапсового масла. При этом по энергетическим показателям топливная смесь не уступает минеральному дизельному топливу.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Запевалов М.В., Сергеев Н.С., Редреев Г.В.

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

THE USE OF RAPESEED OIL AS A BIODIESEL FUEL

Currently, rapeseed is a widespread oilseed crop. With high costs of diesel fuel in the cultivation of agricultural crops, it is quite logical to search for an alternative type of fuel and replace diesel fuel with another, less environmentally harmful and easily reproducible in the conditions of an agricultural enterprise. Previously conducted studies regarding the use of biofuels based on rapeseed oil have shown the prospects of obtaining practically applicable results. Rapeseed oil practically does not contain sulfur, is environmentally friendly and fire-safe, has good lubricating properties, which contributes to an increase in the service life of the fuel equipment and the engine itself. The direct use of rapeseed oil as fuel is impossible, the technology of preparing the fuel mixture is needed. The developed technological line allows to obtain a fuel mixture with a content of rapeseed oil up to 75%. Comparative tests of the D-240 engine on diesel fuel and fuel mixture showed no power drop, equality of torque and reduction of specific fuel costs with a slight increase in the fuel mixture consumption. It was found out that it is of great importance to obtain a high-quality mixture with the existing difference in the viscosity of diesel fuel and rapeseed oil. At the same time, in terms of energy indicators, the fuel mixture is not inferior to mineral diesel fuel.

Текст научной работы на тему «ПРИМЕНЕНИЕ РАПСОВОГО МАСЛА В КАЧЕСТВЕ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА»

Запевалов Михаил Вениаминович, д-р

техн. наук, доц., Южно-Уральский ГАУ, mv.zapevalov@mail.ru; Качурин Виталий Владимирович, канд. техн. наук, доц., Южно-Уральский ГАУ, kachurin-vv@yandex.ru; Сергеев Николай Степанович, д-р техн. наук, проф., ЮжноУральский ГАУ, s.n.st@mail.ru; Редреев Григорий Васильевич, д-р техн. наук, доц., Омский ГАУ, gv.redeeev@omgau.org.

Zapevalov М1кЬаП УешаштоукЬ, Doc. of Techn. Sci., Ass. Prof., S-USAU, mv.zapevalov@ mail.ru; КасИигт У11а1у Vladimirovich, Cand. of Techn. Sci., Ass. Prof., S-USAU, kachurin-vv@yandex.ru; Sergeev Niko1ai Stepanovich, Doc. of Techn. Sci., Prof., S-USAU, s.n.st@mail.ru; Redreev Grigory Vasi1yevich, Doc. of Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, gv.redeeev@omgau.org.

УДК 664.788:633.853.494 Б01 10.48136/2222-0364_2021_4_198

М.В. ЗАПЕВАЛОВ1, НС. СЕРГЕЕВ1, Г.В. РЕДРЕЕВ2 1 Южно-Уральский государственный аграрный университет, Челябинск 2Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск

ПРИМЕНЕНИЕ РАПСОВОГО МАСЛА В КАЧЕСТВЕ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

Рапс в настоящее время является широко распространенной масличной культурой. С учетом высоких затратах на дизельное топливо при возделывании сельскохозяйственных культур вполне логичным стали поиск альтернативного вида топлива и замена дизельного топлива на другое, менее экологически вредное, легко воспроизводимое в условиях сельскохозяйственного предприятия. Проведенные ранее исследования в части применения биотоплива на основе рапсового масла показали перспективность получения применимых результатов. Рапсовое масло практически не содержит серы, экологически безвредно, безопасно в пожарном отношении, обладает хорошими смазочными свойствами, что способствует увеличению срока службы топливной аппаратуры и самого двигателя. Прямое применение рапсового масла в качестве топлива невозможно, нужна технология приготовления топливной смеси. Разработанная технологическая линия позволяет получить топливную смесь с содержанием до 75% рапсового масла. Сравнительные испытания двигателя Д-240 на дизельном топливе и топливной смеси показали отсутствие падения мощности, равенство крутящего момента и снижение удельных затрат на топливо при некотором повышении расхода топливной смеси. Было выяснено, что большое значение имеет получение качественной смеси при имеющейся разнице в вязкости дизельного топлива и рапсового масла. При этом по энергетическим показателям топливная смесь не уступает минеральному дизельному топливу.

Ключевые слова: альтернативное топливо, топливная смесь, энергетические показатели, технология приготовления смеси.

Введение

Рапс как сельскохозяйственная культура известен человечеству более двух тысяч лет. Рапс используется как для пищевых, так и для технических нужд. Посевная площадь рапса в мире постоянно растет. Он возделывается в 50 странах на площади свыше 26 млн га. Возделывание рапса распространено в странах с умеренным климатом, наиболее популярен он в Индии, Канаде, Китае, Германии, Франции, Великобритании, Польше. Наибольшие площади рапса находятся в Индии и Канаде. В странах Европейского союза первенство по выращиванию рапса принадлежит Германии и Франции.

Спрос на растительные масла растет во всем мире, в том числе в России. В связи с этим как увеличивается посевная площадь масличных культур, так и совершенствуется технология их возделывания. В Челябинской области в структуре масличных культур

© Запевалов М.В., Сергеев Н.С., Редреев Г.В., 2021

под яровым рапсом площадь по годам колеблется от 30 до 50 тыс. га. Из-за нарушения технологии его возделывания средняя урожайность семян не превышает 11 ц/га, хотя природно-климатические условия Южного Урала позволяют получать урожайность до 20 ц/га. В 2019 г. в Челябинской области площадь под масличные культуры, в том числе под рапс, составила 205,5 тыс. га [1].

Производство сельскохозяйственной продукции связано с высокими затратами энергии. В первую очередь это касается топливо-смазочных материалов. В России в технологии возделывания сельскохозяйственных культур средний расход на один гектар составляет около 50 кг дизельного топлива. Следует отметить, что доля стоимости топлива в себестоимости возделываемой сельскохозяйственной продукции превышает 20%. Таким образом, возрастающие цены на топливо ведут к увеличению себестоимости сельскохозяйственной продукции, а при сдерживании ее цены на рынке к снижению рентабельности хозяйства [2].

Россия является одним из основных поставщиков природных энергоресурсов на мировой рынок. Запас этих ресурсов не безграничен, поэтому во всем мире ведутся исследования по применению альтернативных источников энергии. Уже сейчас стоит вопрос о замене минерального топлива на другое, экологически безвредное. Одним из таких видов, по крайней мере для сельского хозяйства, уже сейчас может стать биодизельное топливо на основе растительных масел [3-4].

Широкие исследования по применению растительного масла в качестве топлива для дизельных двигателей проводились еще в 70-е годы прошлого столетия. Известно, что молекула жира состоит из соединений трехвалентного спирта глицерина с тремя жирными кислотами и если к девяти массовым единицам растительного масла добавить одну единицу метанола, то при определенных условиях, в результате химической реакции, образуется метиловый эфир и глицерин. Метиловый эфир и является биотопливом. Существуют и другие способы его приготовления, например путем нейтрализации глицерина [5].

Биотопливо можно получать из любого растительного масла, однако наиболее рациональным является топливо на основе рапсового.

Рапс - это однолетнее масличное растение из семейства крестоцветных. В зависимости от сорта и условий возделывания в семенах содержится от 30 до 50% масла. Рапсовое масло содержит такие кислоты, как олеиновая - 43,7%; линолевая - 20,9%; эруковая - 15,4%; линоленовая - 8,5%; пальмитиновая - 4,8%; эйкозеновая - 4,8%; стеариновая - 1,7%. Рапсовое масло является ценным диетическим продуктом, так как содержит достаточно высокое количество полиненасыщенных жирных кислот. Тем не менее, оно широко используется на технические нужды. Еще в древние времена рапсовое масло применялось в фонарях для освещения улиц, смазки металлических деталей, контактирующих с водой и паром, с целью предотвращения коррозии. В настоящее время его применяют в гидравлических системах тракторов и сельхозмашин. Это отличное сырье для производства разлагаемой пластмассы и экологического топлива для тепловых двигателей. Если минеральное масло попадет на почву, то растения погибают и прорастать на этом месте не могут в течение нескольких лет. Рапсовое же масло не обладает бензоловым запахом, а при попадании в почву или воду не причиняет вреда ни растениям, ни живым организмам. Обладает коротким периодом распада (28-30 дней). Оно почти не содержит серы, в то время как при сгорании минерального дизельного топлива ее выделяется около 0,5%. При сгорании выделяется столько углекислого газа, сколько было потреблено растением из атмосферы для производства масла за весь период его жизни. Обладает хорошими смазочными показателями, что способствует увеличению срока

службы топливного насоса и самого двигателя [6-7]. Повышенная температура воспламенения рапсового масла обеспечивает его пожарную безопасность. Все это говорит о рациональности применения рапсового масла в качестве топлива дизельных двигателей, которое может быть приготовлено в условиях сельскохозяйственного предприятия с себестоимостью ниже закупочной цены минерального дизельного топлива.

Целью исследования является определение сравнительных эксплуатационных показателей дизельного двигателя при работе на дизельном топливе и топливе на основе рапсового масла.

Задачи исследования: обоснование технической целесообразности применения рапсового масла в качестве топлива дизельного двигателя; разработка схемы технологической линии для приготовления топливной смеси и приготовление топливной смеси рапсового масла с дизельным топливом; проведение сравнительных испытаний дизельного двигателя при работе на дизельном топливе и смеси рапсового масла с дизельным топливом.

Материалы и методы

Несмотря на имеющиеся отличия физико-химических свойств рапсового масла и дизельного топлива (табл. 1), в настоящее время все большее применение рапсовое масло получает в качестве основного компонента при приготовлении биодизельного топлива [8]. Эти два компонента хорошо смешиваются, а полученная смесь имеет свойства, которые позволяют ее сжигать в дизельном двигателе без изменения его конструкции. Рапсовое масло существенно отличается от дизельного топлива по вязкости и температуре вспышки: если вязкость дизельного топлива составляет 4,3 мм2/с, то рапсового масла 75,1 мм /с. Смесь 75% рапсового масла и 25% дизельного топлива имеет

2 3

вязкость 36,0 мм /с, плотность 891 кг/м и низшую теплоту сгорания 38,375 мДж/кг, то есть показатели, близкие к дизельному топливу.

Таблица 1

Физико-химические свойства рапсового масла и дизельного топлива

№ п/п Параметр Рапсовое масло Дизельное топливо

1 Содержание, % С; Н; О 78,0; 11,5; 10,5 85,2; 13,7; 1,1

2 Плотность при 15°С, кг/м3 917 800-845

3 Кинематическая вязкость при 40°С, мм2/с 42,1 1,5-4,0

4 Динамическая вязкость при 20°С, Па/с 68,7 • 10-3 3,15 • 10-3

5 Поверхностное натяжение, н/м 33,2 • 10-3 27,1 • 10-3

6 Низшая теплота сгорания, мДж/м3 36,992 42,437

7 Цетановое число 36-55 46-49

8 Температура вспышки, не ниже, °С 100 55

9 Температура застывания, °С -23 -10; -35; -45; -55

10 Содержание серы, % 0,005 0,5

11 Коксуемость 10%-ного остатка, не более, % 0,4 0,3

Результаты исследований

В Южно-Уральском ГАУ проведены исследования по приготовлению смеси рапсового масла с дизельным топливом и сравнительные исследования двигателя Д-240 при работе на дизельном минеральном топливе и топливе из смеси, состоящей из 75% рапсового масла и 25% дизельного топлива. При приготовлении смеси необходимо обеспечить точное дозирование компонентов и их равномерное смешивание. Анализ существующих технологий дозирования жидкостей показывает, что наиболее распространенным является объемное дозирование, для обеспечения которого применяются различные способы и технические средства, отличающиеся функциональностью и

сложностью применяемых конструкций. При разработке технологического процесса приготовления топливной смеси ставилась задача по обеспечению его надежности и простоты конструкций при соблюдении заданной точности дозирования и равномерности смешивания. В связи с этим разработана технологическая линии для приготовления топливной смеси (рис. 1).

3 1 9 2 3 10

Рис. 1. Технологическая линия приготовления топливной смеси: 1 - емкость для хранения рапсового масла; 2 - емкость для хранения минеральных компонентов; 3 - центробежные насосы; 4 - емкости постоянного уровня масла и минеральных компонентов; 5 - трубопроводы подачи жидкости;

6 - обратные трубопроводы; 7 - электромагнитные клапаны; 8 - щелевые дозаторы жидкости;

9 - центробежный роторный смеситель; 10 - пульт управления

Устройство работает следующим образом. Из емкостей для хранения 1 и 2 масло и минеральные компоненты центробежными насосами 3 по трубопроводам 5 подаются в емкости постоянного уровня 4. При заполнении емкостей жидкостью до установленного уровня избыточная жидкость по обратному трубопроводу самотеком поступает в свои емкости. При включении смесителя жидкости 9 электромагнитные клапаны 7 открываются и жидкости поступают в щелевые дозаторы жидкости 8, дозирующие в определенной пропорции. Далее жидкости подаются в устройство для смешивания 9. Готовая топливная смесь по трубопроводу подается в накопительную емкость.

Для обеспечения качественного смешивания жидкостей было разработано и запатентовано устройство для смешивания жидкостей разной вязкости, представляющее собой центробежно-роторный смеситель [9]. Конструкция технологической линии проста в обслуживании и надежна в эксплуатации.

Сравнительные испытания двигателя Д-240 проводились в специализированной лаборатории ЮУрГАУ при работе с регулятором на электрическом обкаточно-тормозном стенде КИ-5543-ГОСНИТИ. Результаты испытаний представлены в табл. 2 и 3.

Таблица 2

Результаты испытаний дизельного двигателя Д-240 при работе с регулятором на дизельном топливе

№ п/п Параметр и размерность Обозначение Номер испытания

1 2 3 4 5 6 7

1 Частота вращения вала двигателя, об./мин п 2350 2300 2270 2200 2170 2000 1650

2 Нагрузка на тормозе, кг Рт 0 17,0 29,0 33,0 33,5 35,0 39,0

3 Расход топлива за испытание, г ДGт 50 100 100 100 100 100 100

4 Продолжительность испытания, с Т 43 41 30 25,5 26,5 30,5 31,8

5 Показания Ц-образного манометра, мм М 162 160 158 150 141 133 91

6 Давление масла, МПа Рм 2,4 2,4 2,4 2,3 2,3 2,2 2,2

7 Температура масла, °С 1м 76 82 85 89 90 94 95

8 Температура охлаждающей жидкости, °С 1ж 72 74 78 80 82 82 83

9 Температура отработавших газов, °С 1г 172 285 435 450 555 560 560

10 Давление атмосферное, кПа Вокр 96 96 96 96 96 96 96

11 Температура окружающего воздуха, °С 1окр 21 22 22 22 22 23 23

12 Часовой расход топлива, кг/ч От 4,2 8,8 12,0 14,1 13,6 11,8 11,3

13 Цикловая подача топлива, мг/цикл Вц 14,8 31,8 44,1 53,5 52,2 49,2 57,2

14 Плотность воздуха, кг/м3 Рокр 1,1363 1,1325 1,1325 1,1325 1,1325 1,1286 1,1286

15 Действительный расход воздуха, кг/ч Ов 326 324 322 313 304 295 244

16 Теоретический расход воздуха, кг/ч Овт 381 373 368 356 352 324 267

17 Коэффициент наполнения ^ 0,86 0,87 0,87 0,88 0,86 0,91 0,91

18 Коэффициент избытка воздуха а 5,44 2,58 1,87 1,55 1,56 1,75 1,51

19 Усл. среднее давление мех. потерь, МПа РМ 0,23 0,22 0,22 0,22 0,21 0,20 0,17

20 Условная мощность мех. потерь, кВт Км 21,2 20,4 19,9 18,8 18,4 15,8 11,2

21 Крутящий момент, Нм Мк 0 119 203 231 235 249 273

22 Среднее эффективное давление, МПа Ре 0 0,31 0,54 0,61 0,62 0,66 0,72

23 Эффективная мощность, кВт № 0,0 28,7 48,3 53,2 53,3 52,0 47,2

24 Уд. эффект. расход топлива, г/кВт ч Бе 306 249 265 255 227 240

25 Уд. затраты на топливо, руб./кВт ч се 10,19 8,29 8,82 8,49 7,56 7,99

26 Среднее индикаторное давление, МПа Р1 0,23 0,54 0,76 0,83 0,83 0,86 0,89

27 Индикаторная мощность, кВт н 21,2 49,1 68,2 72,0 71,6 67,9 58,4

28 Удельный индикативный расход топлива, г/кВт & 197 179 176 196 190 174 194

29 Индикаторный КПД Л1 0,44 0,48 0,49 0,44 0,46 0,50 0,45

30 Механический КПД Лм 0,00 0,58 0,71 0,74 0,74 0,77 0,81

Таблица 3

Результаты испытаний дизельного двигателя Д-240 при работе с регулятором на смеси 75% рапсового масла и 25% дизельного топлива

№ п/п Параметр и размерность Обозначение Номер испытания

1 2 3 4 5 6 7

1 Частота вращения вала двигателя, об./мин п 2350 2300 2270 2200 2170 2000 1650

2 Нагрузка на тормозе, кг Рт 0 14,0 26,5 32,5 33,5 35,0 38,5

3 Расход топлива за испытание, г ДGт 50 100 100 100 100 100 100

4 Продолжительность испытания, с Т 41 39 28,5 24,5 24,8 25,7 28,8

5 Показания Ц-образного манометра, мм М 160 159 156 146 145 132 91

6 Давление масла, МПа Рм 2,4 2,4 2,4 2,3 2,3 2,2 2,2

7 Температура масла, °С 1м 77 82 86 88 91 93 95

8 Температура охлаждающей жидкости, °С 1ж 74 75 77 80 81 82 84

9 Температура отработавших газов, °С 1г 172 285 435 520 535 531 556

10 Давление атмосферное, кПа Вокр 96 96 96 96 96 96 96

11 Температура окружающего воздуха, °С ^кр 21 22 22 22 22 23 23

12 Часовой расход топливной смеси, кг/ч От 4,4 9,2 12,6 14,7 14,5 14,0 12,5

13 Цикловая подача топливной смеси, мг/цикл Бд 15,6 33,4 46,4 55,7 55,7 58,4 63,1

14 Плотность воздуха, кг/м3 Роко 1,1363 1,1325 1,1325 1,1325 1,1325 1,1286 1,1286

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

15 Действительный расход воздуха, кг/ч Ов 324 323 320 309 308 294 244

16 Теоретический расход воздуха, кг/ч Овт 381 373 368 356 352 324 267

17 Коэффициент наполнения 0,85 0,87 0,87 0,87 0,88 0,91 0,91

18 Коэффициент избытка воздуха а 5,15 2,44 1,77 1,47 1,48 1,47 1,37

19 Условное среднее давление механических потерь, МПа РМ 0,23 0,22 0,22 0,22 0,21 0,20 0,17

20 Условная мощность механических потерь, кВт Км 21,2 20,4 19,9 18,8 18,4 15,8 11,2

21 Крутящий момент, Нм Мк 0 98 186 228 235 245 270

22 Среднее эффективное давление, МПа Ре 0 0,26 0,49 0,60 0,62 0,65 0,71

23 Эффективная мощность, кВт № 0 23,6 44,1 52,4 53,3 51,3 46,6

24 Удельный эффективный расход топливной смеси, г/кВт ч Бе 391 286 280 272 273 268

25 Удельные затраты на топливную смесь, руб./кВт ч се 10,27 7,51 7,35 7,14 7,17 7,04

26 Среднее индикаторное давление, МПа Р1 0,23 0,48 0,71 0,82 0,83 0,85 0,88

27 Индикаторная мощность, кВт н 21,2 44,0 64,0 71,2 71,6 67,1 57,8

28 Удельный индикаторный расход топливной смеси, г/кВт & 207 210 197 206 203 209 216

29 Индикаторный КПД Г1 0,42 0,41 0,44 0,42 0,43 0,42 0,40

30 Механический КПД Гм 0,00 0,54 0,69 0,74 0,74 0,76 0,81

При номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя 2170 об./мин эффективная мощность двигателя, работающего как на дизельном топливе, так и на смеси рапсового масла с дизельным топливом, составляет 53,3 кВт. Одинаковый крутящий момент 235 Н/м, а удельный эффективный расход топливной смеси больше всего на 17 г/кВт ч. При этом удельные затраты на топливную смесь ниже, чем на дизельное топливо [10].

Се, руб./КВт-час

1600

1800

2000

2200

об./мин

Рис. 2. Изменение удельных затрат на топливо (верхняя кривая -дизельное топливо; нижняя кривая - топливная смесь)

Энергетические и стоимостные показатели предоставляют основание для использования данной смеси в качестве топлива дизельного двигателя.

Выводы

Для обеспечения точного дозирования и равномерного смешивания рапсового масла и дизельного топлива при приготовлении топливной смеси для дизельного двигателя разработана технологическая линия, включающая запатентованное устройство для смешивания жидкостей разной вязкости. Для целей исследования была приготовлена топливная смесь для дизельного двигателя, состоящая из 75% рапсового масла и 25% дизельного топлива. Получены положительные результаты при сравнительных испытаниях на электрическом обкаточно-тормозном стенде КИ-5543-ГОСНИТИ двигателя Д-240 при работе на дизельном топливе и топливной смеси рапсового масла с дизельным топливом [11]. Испытания показали, что при номинальной частоте вращения коленчатого вала двигателя 2170 об./мин эффективная мощность двигателя, работающего как на дизельном топливе, так и на смеси рапсового масла с дизельным топливом, составляет 53,3 кВт. Одинаковый крутящий момент 235 Н/м, а удельный эффективный расход топливной смеси больше всего на 17 г/кВт ч. Данная топливная смесь по энергетическим показателям не уступает минеральному дизельному топливу.

п

M.V. ZAPEVALOV1, N.S. SERGEEV1, G.V. REDREEV2

1South Ural State Agrarian University, Chelyabinsk

2

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

The use of rapeseed oil as a biodiesel fuel

Currently, rapeseed is a widespread oilseed crop. With high costs of diesel fuel in the cultivation of agricultural crops, it is quite logical to search for an alternative type of fuel and replace diesel fuel with another, less environmentally harmful and easily reproducible in the conditions of an agricultural enterprise. Previously conducted studies regarding the use of biofuels based on rapeseed oil have shown the prospects of obtaining practically applicable results. Rapeseed oil practically does not contain sulfur, is environmentally friendly and fire-safe, has good lubricating properties, which contributes to an increase in the service life of the fuel equipment and the engine itself. The direct use of rapeseed oil as fuel is impossible, the technology of preparing the fuel mixture is needed. The developed technological line allows to obtain a fuel mixture with a content of rapeseed oil up to 75%. Comparative tests of the D-240 engine on diesel fuel and fuel mixture showed no power drop, equality of torque and reduction of specific fuel costs with a slight increase in the fuel mixture consumption. It was found out that it is of great importance to obtain a high-quality mixture with the existing difference in the viscosity of diesel fuel and rapeseed oil. At the same time, in terms of energy indicators, the fuel mixture is not inferior to mineral diesel fuel.

Keywords: alternative fuel, fuel mixture, energy indicators, technology of mixture preparation.

Список литературы

1. Зыбалов В.С. Яровой рапс - культура больших возможностей на Южном Урале / В.С. Зыбалов. - Текст : непосредственный // АПК России. - 2019. - Том 26. - № 5. - С. 755-762.

2. Зыбалов В.С. Рациональное использование рапса в сельскохозяйственном производстве /

B.С. Зыбалов, Н.С. Сергеев, М.В. Запевалов. -Текст : непосредственный // АПК России. - 2019. -Т. 26. - № 2.

3. Зыбалов В.С. Анализ химического состава и физических свойств подсолнечного и рапсового масла / В.С. Зыбалов, Я.С. Кожамкулова. - Челябинск : ЧГАА, 2013. - С. 33-38. - Текст : непосредственный.

4. Применение топлива на основе рапсового масла в дизелях / Д.Д. Матиевский, С.П. Кулмана-ков, С.В. Лебедев, А.В. Шашев. - Текст : непосредственный // Ползуновский вестник. - 2006. - № 4. -

C. 118-127 ; Даманский Р.В. Оценка эффективности использования дизельного топлива с присадкой ПТЛМ на примере работы прецизионных сопряжений распылителей форсунок / Р.В. Даманский. -Текст : непосредственный // Вестник Омского ГАУ. - 2020. - № 2(38). - С. 152-158.

5. Рапс озимый и яровой : практическое руководство. - Москва : Госагрокомитет, 1988. - 44 с. -Текст : непосредственный.

6. Рапсовое масло как альтернативное топливо для дизеля / В.А. Марков, А.И. Гайворонский, С.Н. Девянин, Е.Г. Пономарев. - Текст : непосредственный // Автомобильная промышленность. -2006. - № 2.

References

1. Zybalov V.S. Yarovoj raps - kul'tura bol'shih vozmozhnostej na Yuzhnom Urale / V.S. Zybalov. -Tekst : neposredstvennyj // APK Rossii. - 2019. -Tom 26. - № 5. - S. 755-762.

2. Zybalov V.S. Racional'noe ispol'zovanie rap-sa v sel'skohozyajstvennom proizvodstve / V.S. Zybalov, N.S. Sergeev, M.V. Zapevalov. - Tekst : neposredstvennyj // APK Rossii. - 2019. - T. 26. - № 2.

3. Zybalov V.S. Analiz himicheskogo sostava i fizicheskih svojstv podsolnechnogo i rapsovogo masla / V.S. Zybalov, Ya.S. Kozhamkulova. - Chelyabinsk : ChGAA, 2013. - S. 33-38. - Tekst : neposredstvennyj.

4. Primenenie topliva na osnove rapsovogo masla v dizelyah / D.D. Matievskij, S.P. Kulmanakov, S.V. Lebedev, A.V. Shashev. - Tekst : neposredstvennyj // Polzunovskij vestnik. - 2006. - № 4. - S. 118127 ; Damanskij R.V. Ocenka effektivnosti is-pol'zovaniya dizel'nogo topliva s prisadkoj PTLM na primere raboty precizionnyh sopryazhenij raspylitelej forsunok / R.V. Damanskij. - Tekst : neposredstvennyj // Vestnik Omskogo GAU. - 2020. - № 2(38). -S. 152-158.

5. Raps ozimyj i yarovoj : prakticheskoe ruko-vodstvo. - Moskva : Gosagrokomitet, 1988. - 44 s. -Tekst : neposredstvennyj.

6. Rapsovoe maslo kak al'ternativnoe toplivo dlya dizelya / V.A. Markov, A.I. Gajvoronskij, S.N. Devyanin, E.G. Ponomarev. - Tekst : nepo-sredstvennyj // Avtomobil'naya promyshlennost'. -2006. - № 2.

7. Keruchenko L.S. Faktory, opredelyayushchie iznos zapornogo sopryazheniya raspylitelya forsunki dizel'nogo dvigatelya / L.S. Keruchenko, I.V. Verete-

7. Керученко Л.С. Факторы, определяющие износ запорного сопряжения распылителя форсунки дизельного двигателя / Л.С. Керученко, И.В. Веретено, Р.В. Даманский. - Текст : непосредственный // Вестник ОмГАУ. - 2016. - № 2(22). -С. 222-226.

8. Жосан А.А. Сравнительные физико-химические свойства дизельного топлива из рапсового масла / А.А. Жосан, Ю.Н. Рыжов, А.А. Курочкин. -Текст : непосредственный // Инженерно-техническое обеспечение развития в АПК / Вестник ОрелГАУ. - Ч. 11.

9. Патент на изобретение № 2342985, РФ. Устройство для смешивания жидкостей разной вязкости / М.В. Запевалов, Н.С. Сергеев, С.П. Ма-ринин. - опубл. 10.01.2009, Бюл. № 1. - Текст : непосредственный.

10. Квашин В.П. Способы экономии топлива в агропромышленном комплексе / В.П. Квашин, А.Г. Щербакова, С.В. Захаров. - Текст : непосредственный // Вестник Омского ГАУ. - 2018. -№ 2(30). - С. 109-115.

11. Иванов А.А. Оценка эксплуатационных показателей машинно-тракторного агрегата при работе на метаноло-рапсовой эмульсии : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / А.А. Иванов. - Тверь, 2017. - 147 с. -Текст : непосредственный.

no, R.V. Damanskij. - Tekst : neposredstvennyj // Vestnik OmGAU. - 2016. - № 2(22). - S. 222-226.

8. Zhosan A.A. Sravnitel'nye fiziko-himi-cheskie svojstva dizel'nogo topliva iz rapsovogo masla / A.A. Zhosan, Yu.N. Ryzhov, A.A. Kurochkin. -Tekst : neposredstvennyj // Inzhenerno-tekhnicheskoe obespechenie razvitiya v APK / Vestnik OrelGAU. -Ch. 11.

9. Patent na izobretenie № 2342985, RF. Us-trojstvo dlya smeshivaniya zhidkostej raznoj vyazkosti / M.V. Zapevalov, N.S. Sergeev, S.P. Marinin. -opubl. 10.01.2009, Byul. № 1. - Tekst : neposredstvennyj.

10. Kvashin V.P. Sposoby ekonomii topliva v agropromyshlennom komplekse / V.P. Kvashin, A.G. Shcherbakova, S.V. Zaharov. - Tekst : neposredstvennyj // Vestnik Omskogo GAU. - 2018. -№ 2(30). - S. 109-115.

11. Ivanov A.A. Ocenka ekspluatacionnyh po-kazatelej mashinno-traktornogo agregata pri rabote na metanolo-rapsovoj emul'sii : dissertaciya na soiskanie uchenoj stepeni kandidata tekhnicheskih nauk / A.A. Ivanov. - Tver', 2017. - 147 s. - Tekst : neposredstvennyj.

Запевалов Михаил Вениаминович, д-р

техн. наук, доц., Южно-Уральский ГАУ, mv.zapevalov@mail.ru; Сергеев Николай Степанович, д-р техн. наук, проф., Южно-Уральский ГАУ, s.n.st@mail.ru; Редреев Григорий Васильевич, д-р техн. наук, доц., Омский ГАУ, gv.redreev@omgau.org.

Zapevalov Mikhail Veniaminovich, Doc. of Techn. Sci., Ass. Prof., S-USAU, mv.zapevalov@ mail.ru; Sergeyev Nikolay Stepanovich, Doc. of Techn. Sci., Prof., S-USAU, s.n.st@mail.ru; Redreev Grigory Vasilievich, Doc. of Techn. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, gv.redreev@ omgau.org.

УДК 621.929.2/9 DOI 10.48136/2222-0364_2021_4_206

ВВ. МАТЮШЕВ, АН. БОЧКАРЕВ, А.В. СЕМЕНОВ, И.А. ЧАПЛЫГИНА

Красноярский государственный аграрный университет, Красноярск

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЦЕНТРОБЕЖНОГО СМЕСИТЕЛЯ

СЫПУЧИХ КОМПОНЕНТОВ

Интенсификация развития животноводства и птицеводства предусматривает разработку и внедрение в производство технологий подготовки кормов к скармливанию, обеспечивающих максимальное использование их энергетической ценности. Одной из важнейших операций в технологической линии получения сбалансированных по питательной ценности кормов является их качественное смешивание. Смесители сыпучих компонентов металлоемки и энергоемки, имеют сложную конструкцию с недоста-

© Матюшев В.В., Бочкарев А.Н., Семенов А.В., Чаплыгина И. А., 2021

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.