CC BY
25
Оригинальная статья / Original article УДК 665.75+665.353.3
DOI: http://dx.d0i.0rg/l0.21285/1814-3520-2018-10-178-188
СЖИМАЕМОСТЬ ПАЛЬМОВОГО МАСЛА И ЕГО СМЕСЕЙ С ДИЗЕЛЬНЫМ ТОПЛИВОМ
© Э.Ч. Кадиата1, В.М. Славуцкий2, А.В. Курапин3, Е.А. Салыкин4
Волгоградский государственный технический университет, 400005, Российская Федерация, г. Волгоград, пр-т им. В.И. Ленина, 28.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. В данной работе проведены экспериментальные исследования по определению коэффициентов сжимаемости дизельного топлива и его смесей с пальмовым маслом, а также чистого пальмового масла с целью определения влияния давлений сжатия и составов смесевых топлив на скорости звука и коэффициенты сжимаемости указанных топлив. МЕТОДЫ. После проведения обзора и анализа существующих методов (в данной работе) выбран метод измерения скорости звука в топливе, находящемся в нагнетательном трубопроводе. Скорость звука определяется по моментам начала нарастания давлений во входном и выходном сечениях трубопровода. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. При увеличении давлений сжатия и плотности топлива, зависящем от объемного содержания пальмового масла в смеси с дизельным топливом, скорость звука в топливе растет, а истинный коэффициент сжимаемости уменьшается. При этом - чем меньше плотность, тем больше предельные изменения истинного коэффициента сжимаемости. Таким образом, подтверждаются данные проводившихся ранее исследований о том, что с ростом плотности углеводородных топлив зависимость их сжимаемости приближается к закону Гука. ВЫВОДЫ. Результаты исследования могут быть использованы при моделировании процесса топливоподачи дизельных двигателей, работающих на смесях дизельного топлива и пальмового масла.
Ключевые слова: дизельное топливо, пальмовое масло, смесевое биотопливо, коэффициент сжимаемости, скорость звука в топливе, плотность, давление.
Информация о статье. Дата поступления 12 июля 2018 г.; дата принятия к печати 28 сентября 2018 г.; дата он-лайн-размещения 31 октября 2018 г.
Формат цитирования. Кадиата Э.Ч., Славуцкий В.М., Курапин А.В., Салыкин Е.А. Сжимаемость пальмового масла и его смесей с дизельным топливом // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 10. С. 178-188. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-10-178-188
COMPRESSIBILITY OF PALM OIL AND ITS MIXTURES WITH DIESEL FUEL
E. Ch. Kadiata, V.M. Slavutsky, A.V. Kurapin, E.A. Salykin
Volgograd State Technical University,
28, Lenin pr., Volgograd, 400005, Russian Federation
ABSTRACT. PURPOSE. The paper presents experimental studies on the determination of the compressibility coefficients of diesel fuel and its mixtures with palm oil, as well as pure palm oil in order to estimate the effect of compression pressures and mixed fuel compositions on sound velocity and compressibility coefficients of the fuels under
1Кадиата Эмери Чибанда, аспирант, e-mail: kadiataemery@gmail.com Emery Ch. Kadiata, Postgraduate student, e-mail: kadiataemery@gmail.com
2Славуцкий Виктор Михайлович, доктор технических наук, профессор кафедры транспортных машин и двигателей, e-mail: viktorslav39@gmail.com
Viktor M. Slavutsky, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Transport Machines and Engines, e-mail: viktorslav39@gmail.com
3Курапин Алексей Викторович, кандидат технических наук, доцент кафедры транспортных машин и двигателей, e-mail: vann.69@mail.ru
Aleksei V. Kurapin, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Transport Machines and Engines, e-mail: vann.69@mail.ru
4Салыкин Евгений Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры транспортных машин и двигателей, e-mail: esalykin@gmail.com
Evgeny A. Salykin, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Transport Machines and Engines, e-mail: esalykin@gmail.com
analysis. METHODS. Having reviewed and analyzed the existing methods, the authors chose the method for measuring sound velocity in the fuel located in the discharge pipe. The sound velocity is determined by the moments of initial pressure rise in the inlet and outlet sections of the pipeline. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. When the compression pressure and fuel density, which depends on the volume content of palm oil in the mixture with diesel fuel, grow the sound velocity in the fuel increases, while the true compressibility coefficient decreases. In this case the lower the density, the greater the limit variations of the true compressibility coefficient. Therefore, the proof is given to the data of previous studies where it was found out that the dependence of hydrocarbon fuel compressibility approaches the Hooke's law as fuel density grows. CONCLUSIONS. The results of the study can be used for the simulation of fuel supply in diesel engines operating on the mixtures of diesel fuel and palm oil.
Key words: diesel fuel, palm oil, mixed biofuel, compressibility coefficient, sound velocity in fuel, density, pressure
Information about the article. Received July 12, 2018; accepted for publication September 28, 2018; available online October 31, 2018.
For citation. Kadiata E.Ch., Slavutsky V.M., Kurapin A.V., Salykin E.A. Compressibility of palm oil and its mixtures with diesel fuel. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnich-eskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018, vol. 22, no. 10, pp. 178-188. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-10-178-188. (In Russian)
Введение
В настоящее время и на период до 2040-2050 гг. двигатели внутреннего сгорания транспортного назначения останутся главным потребителем моторных топлив. В структуре парка этих двигателей сегодня в мире доля дизелей приближается к 20%. И, если в США, где разразился экологический скандал по поводу дизельных автомобилей концерна Volkswagen, их доля меньше 3%, то в странах ЕС дизельным топливом уже заправляется 53% автомобилей. Наибольшую долю, кроме Volkswagen, дизельные автомобили занимают в продажах таких компаний, как Volvo (80%), BMW (81%), Daimler (71%), Renault и Peugeot (более 50%) [1].
В современных условиях к показателям работы дизелей предъявляется целый комплекс достаточно жестких требований. Приоритетными считаются топливная экономичность и токсичность отработавших газов.
Одним из наиболее перспективных направлений совершенствования дизелей с целью снижения потребления нефтяных топлив и уменьшения вредных выбросов
является их адаптация к работе на альтернативных топливах, как возобновляемых энергоресурсах.
Одним из видов альтернативных топлив являются биотоплива растительного происхождения, среди которых огромную роль в качестве топлива для транспортных дизелей играет пальмовое масло (ПМ) и его смеси с дизельным топливом (ДТ), особенно в странах с тропическим климатом. В настоящее время пальмовое дерево (Elaeisguineensis) занимает прочные позиции в мировом сельском хозяйстве, как одна из масличных культур, производящихся в странах с тропическим климатом. Производство пальмового масла в мире в период 2016-2017 гг. оценивается в 65,4 млн т [2].
В связи с вышесказанным, высокую актуальность приобретают теоретические и экспериментальные исследования работы дизелей на смесевом топливе на основе ДТ и ПМ. Для моделирования и исследования процесса топливоподачи в таких дизелях необходимы данные о коэффициентах сжимаемости смесей ДТ и ПМ, а также чистого ПМ.
Анализ исследований сжимаемости смесевых топлив на основе пальмового масла и методов ее определения
Проблемами использования растительных масел в качестве топлива для дизелей в России занимались вузы: Москов-
ский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Российский университет дружбы народов, Московский гос-
ударственный университет имени М.В. Ломоносова, Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина. Активно работают в этом направлении В.А. Марков, С.Н. Девянин, А.И. Гайворонский5 [3] и др. Применение пальмового масла активнее изучали зарубежные ученые: M.M. Рашид [4], А. Санжид [5], M.H. Мосароф [6], П. Гумпон и А. Тее-рауат [7], Ц. Бартелеми [8], Калам [9], Ндаищимие и Тазероут [10], Сонг [11]. Исследования проводятся в таких организациях, как Centre for energy science (Мала-зия), University of King Abdelaziz (Саудовская Аравия), University of Queensland (Австралия), University of Songkla (Тайланд) и др. Также исследования проводятся в различных лабораториях Франции, Германии, Швеции, Канады и других стран. В статье
[12] приводится, выполненный авторами, обзор проведенных ранее исследований на эту тему.
Наиболее известным ученым, занимавшимся проблемами определения сжимаемости топлив для дизельных двигателей в нашей стране, является И.В. Астахов
[13]. Большой объем информации о сжимаемости моторных топлив и ее влиянии на процессы топливоподачи приведен в трудах Л.В. Грехова6.
По результатам анализа последних исследований и публикаций можно сказать следующее. Нефтяное дизельное топливо и пальмовое масло хорошо смешиваются. На практике возможно использование пальмового масла в дизеле как добавки к дизельному топливу в виде так называемого смесевого топлива. Но из-за существующих отличий химических составов и физических свойств смесей различного состава они оказывают различное влияние на процесс горения, в том числе на период запаздывания воспламенения, скорость
выделения тепла и другие параметры. Физические параметры пальмового масла и его смеси также оказывают влияние на процессы топливоподачи и смесеобразования. Пальмовое масло более вязкое и имеет значительную плотность, которая способствует некоторому увеличению дальнобойности топливного факела и диаметра капель распылительного топлива, что может привести к увеличению количества топлива, попадающего на стенки камеры сгорания и гильзы цилиндра. Эти характеристики искажают процессы смесеобразования и сгорания топлива.
Биотопливо на основе пальмового масла является сжимаемым. Для оценки его сжимаемости воспользуемся теми же эмпирическими зависимостями, которые применяются для оценки сжимаемости дизельного топлива.
Коэффициент сжимаемости является важным физическим параметром смесе-вого биотоплива как моторного топлива. Отличие его плотности от плотности дизельного топлива заметно влияет на сжимаемость. Меньшие значения коэффициента сжимаемости пальмового масла приводят к увеличению действительного угла опережения впрыскивания топлива и максимального давления в форсунке. Сжимаемость пальмового масла как топлива растительного прохождения и как добавки к дизельному топливу может также влиять на динамику развития топливных факелов и их основные геометрические параметры в зависимости от концентрации компонентов топливных смесей при их впрыскивании в камеру сгорания [14].
В литературных источниках экспериментальные данные о влиянии сжимаемости пальмового масла и его смесей на процесс топливоподачи и показатели дизеля встречаются очень редко. В обзорной
5Марков В.А., Гайворонский А.И., Грехов Л.В., Иващенко Н.А. Работа дизелей на нетрадиционных топливах: учеб. пособие. М.: Изд-во «Легион-Автодата», 2008. 464 с. / Markov V.A., Gaivoronsky A.I., Grekhov L.V., Ivash-chenko N.A. Diesel engine operation using unconventional fuels: Learning aids. M.: Legion-Avtodata Publishing House, 2008. 464 p.
6Грехов Л.В., Габитов И.И., Неговора А.В. Конструкция, расчет и технический сервис топливоподающих систем дизелей: учеб. пособие. М.: Изд-во Легион-автодата, 2013. 292 с. / Grekhov L.V., Gabitov I.I., Negovora A.V. Design, calculation and maintenance of fuel injection systems of diesel engines: Learning aids. M.: Legion Avtodata Publishing House, 2013. 292 p.
работе [15] представлены результаты обзора более сотни статей о показателях работы дизеля с использованием биотоплива на основе пальмового масла, которые были опубликованы за последние десятилетия. В частности сообщается, что более низкая сжимаемость пальмового масла наравне с составом жирных кислот и цетановым числом являются основными факторами, влияющими на раннее начальное горение и короткое время задержки воспламенения.
Оценить влияние использования пальмового масла и его смесей с дизельным топливом как моторного топлива на процессы топливоподачи - величину цикловой подачи, давление впрыскивания, продолжительность впрыскивания и другие без оценки сжимаемости ПМ и его смесей с ДТ сложно. Однако вопрос о влиянии состава смесевого биотоплива, содержащего ДТ и пальмовое масло, на параметры его сжимаемости и процессы впрыскивания топлива остается недостаточно изученным [16].
Мерой сжимаемости жидкости служит коэффициент сжимаемостиа. Коэффициент сжимаемости может быть истинным аист или средним аср. Истинный коэффициент сжимаемости аист определяется относительным изменением объема Д^ при изменении давления ДP и вычисляется в виде
1 AV_ V AP
(1)
где V - начальный объем топлива; ЛУ -уменьшение объема топлива при повышении давления;ЛР - относительное приращение давления.
Коэффициент аист характеризует изменение объема при данном давлении.
Средний коэффициент сжимаемости аср определяют при изменении давления от атмосферного до выбранного верхнего предела:
_ AV
ас ~ VP
(2)
где ЛУ - уменьшение объема топлива при повышении давления от атмосферного до Р.
Коэффициент аср характеризует среднюю сжимаемость топлива в рассматриваемом диапазоне изменения давлений. Как следует из уравнения (2), аср определяется из допущения, что сжимаемость топлива подчиняется закону Гука.
Коэффициент сжимаемости аист увеличивается с ростом температуры, уменьшением давления и плотности нефтепродуктов. Для ДТ его значения изменяются от (90...100)-10-11 Па-1 при атмосферном давлении до (30...40)-10-11 Па-1 при давлениях 100 МПа и выше6. Несправедливость закона Гука - уменьшение аист с ростом давления - объясняется наличием в топливе не-растворенного воздуха. Лишь при высоких давлениях его влияние исчерпывается.
Для определения коэффициента сжимаемости возможно использование большого количества различных методик. Большинство из них сводится к двум основным методам6:
1) сжатие топлива от атмосферного до заданного давления в некотором сосуде (бомбе) и определение уменьшения объема топлива для получения аср;
2) расчет аист через скорость звука в трубопроводе.
Оба метода имеют свои методические погрешности. Однако для топливных систем дизелей непосредственного действия с нагнетательным трубопроводом, по нашему мнению, больше подходит второй метод, так как в этих системах давление в трубопроводе распространяется в виде волны со скоростью звука.
Согласно Л.В. Грехову6, описание волнового процесса неразрывно связано с понятием и оценкой скорости звука. Исходя из известного в теоретической физике определения скорости звука в бесконечной среде, можно записать:
V
dP _ dp \
1
pau
(3)
где р - плотность среды.
При нормальных условиях в бензине а» = 950...1200 м/с, ДТ - 1250...1400 м/с, мазуте - 1350...1450 м/с.
В [13] И.В. Астахов предложил следующую формулу для определения аист по скорости распространения волны давления топлива в нагнетательном трубопроводе высокого давления с учетом его деформации:
1 + PHk 2P
- + .
/ \2 (1 + Pk
2P
+
арР Р
, (4)
где р - давление топлива в начале сжатия, Па; а - скорость звука в топливе, м/с; р0 - плотность топлива при атмосферных условиях, кг/м3; к - поправка Ротрока,
k =
2 E
R2 + r2 72-2 + V
712 2
R — r
Е - модуль упругости
У
материала трубопровода, МПа Я - наружный диаметр трубопровода, м г - внутренний диаметр трубопровода, м л - коэффициент Пуассона.
1
Цели исследования
Настоящие экспериментальные исследования проводились с целью:
- определить скорости звука при распространении волны давления в нагнетательном трубопроводе для ДТ, ПМ и их смесей;
- установить зависимость коэффициента сжимаемости ДТ, ПМ и их смесей от величины давления сжатия;
- установить зависимость коэффи-
Материал и ме
При выполнении работы, в соответствии с поставленными задачами исследований, использована экспериментальная установка, разработанная на основе стенда для регулировки форсунок КИ-3333. Гидравлическая схема установки приведена на рис. 1.
В установке использован штатный ручной одноплунжерный насос высокого давления стенда КИ-3333 с отсечной кромкой и нагнетательным клапаном. Длина соединительных трубопроводов 5 максимально минимизирована с целью уменьшения объема системы. Параметры нагнетательного трубопровода 6 представлены в табл.1.
В качестве концевого объема использована форсунка ФД-22, которая регулировалась на различные давления начала впрыскивания.
На входе и выходе нагнетательного трубопровода 6 установлены датчики давления 7 и 8 типа БД модели ПД-Р произ-
циента сжимаемости смесевого топлива от объемного содержания в нем ДТ и ПМ.
При этом решались следующие задачи:
- создание экспериментальной установки для определения скорости волны давления в трубопроводе высокого давления;
- разработка методики проведения эксперимента и обработки результатов.
исследования
водства компании Бй (Индия) со следующими техническими характеристиками:
- диапазон измерения: 0...60 МПа;
- погрешность: 0,5% от предела измерений;
- выходной сигнал: 4...20 ¡А;
- питание: йС 10.30 V;
- температура измеряемой среды: от - 40°С до + 150°С.
Сигнал с датчиков регистрировался и записывался с помощью аналогово-цифрового преобразователя Z230 производства компании Zetlab, работающего в двухканальном режиме, с использованием программного обеспечения Powergraph.
Методика проведения экспериментов была следующей. Пружина иглы форсунки затягивалась на определенное давление начала впрыскивания, затем с помощью ручного насоса высокого давления топливо нагнеталось в трубопровод. После подъема давления до значений, близких к
7 6 8 5 9
Рис. 1. Гидравлическая схема экспериментальной установки: 1 - емкость с топливом; 2 - топливозаборник; 3 - фильтр; 4 - нагнетательная секция топливного насоса высокого давления; 5 - соединительные трубопроводы; 6 - нагнетательный трубопровод; 7 - входной датчик давления; 8 - выходной датчик давления; 9 - форсунка Fig. 1. Hydraulic circuit diagram of the experimental installation 1 - fuel tank; 2 - fuel suction pipe; 3 - filter; 4 - injection section of the high-pressure fuel pump; 5 - connecting pipes; 6 - injection pipe; 7 - input pressure sensor; 8 - output pressure sensor; 9 - nozzle
Таблица 1
Технические характеристики нагнетательного трубопровода
Table 1
_Discharge pipe performance specifications_
Характеристика Значение
Материал углеродистая сталь
Модуль упругости Е 2,08-Ю11 Па
Коэффициент Пуассона у 0,28
Длина 1,4 м
Внешний радиус R 0,003м
Внутренний радиус г 0,001м
Поправка Ротрока 1,47-10-11
давлениям открытия иглы форсунки, производились резкие нажатия на рычаг насоса для осуществления впрыскивания топлива через форсунку. Волны давлений в трубопроводе, возникавшие в этот момент, фиксировались датчиками и осциллографом и записывались в памяти компьютера. После этого давление открытия форсунки увеличивалось и опыты повторялись. Для точности результатов при каждом давлении открытия форсунки опыты повторялись по 3 раза, при этом производилось не менее
25 впрыскиваний топлива.
Осциллограмма сигналов входного и выходного датчиков давления показана на рис. 2. Изменение характеристик давления топлива на входе и выходе трубопровода позволяют установить скорость прохождения волны давления по нему. Для анализа использовались участки с резким нарастанием давления. При этом заметно, что импульс давления на выходном датчике запаздывает относительно импульса давления входного. Это запаздывание Лt харак-
теризует временной интервал, необходимый для прохождения волны давления по трубопроводу. Скорость волны давления а определялась по моментам появления импульсов давлений во входном и выходном сечениях трубопровода по формуле:
а
L_
At '
(5)
где Ь - действительное расстояние между датчиками, м.
После определения скорости распространения волны (местной скорости
звука) a определялись коэффициенты сжимаемости аист смесей по формуле (4).
Опыты были проведены для восьми сортов топлива, в том числе стандартного дизельного топлива, чистого пальмового масла, а также для шести объемных составов смесей ПМ и ДТ. Смеси различного состава в зависимости от объемной доли содержания в них ПМ обозначим как ПМ10, ПМ20, ПМ30, ПМ40, ПМ50 и ПМ60. Физико-химические свойства указанных топлив и смесей показаны в табл. 2.
Смеси приготавливались механическим способом при нагревании до 60°С.
Рис. 2. Осциллограмма импульсов давления во входном и выходном сечениях нагнетательного трубопровода Fig. 2. Oscillogram of pressure pulses in the inlet and outlet sections of the discharge pipe
Таблица 2
Физико-химические свойства топлив, использовавшихся в экспериментах
Table 2
Physical and chemical properties of fuels used in experiments
Показатель ДТ ПМ Смеси ДТ с ПМ, % содержания ПМ по объему
10 20 30 40 50 60
Плотность при 25°С, кг/м3 827 915 834 834,8 849,4 858,3 867,7 873,2
Вязкость при 20°С, сСт 3,5 37 4 4,7 5,7 8,3 11,1 12,8
Коэффициент поверхностного натяжения при 25°С, мН/м 25 27,8 24,5 24,8 25,2 25,3 25,7 26,5
Условия проведения опытов следующие: температура топлив и = 50°С, давления начала впрыскивания форсунки Рф = 100, 200, 300, 400 Бар. Давление топлива в начале сжатия Рн определялось по осциллограммам сигналов входного и вы-
ходного датчика в моменты резкого нарастания давления перед впрыскиванием (см. рис. 2). Разный уровень сигналов входного и выходного датчиков объясняется их разными масштабами.
Результаты и их обсуждение
Результаты опытов по определению скорости звука (распространения волны давления) в исследуемых топливах представлены на рис. 3. Для построения по точкам опытных данных линий тренда использовалась логарифмическая аппроксимация, имеющаяся в функциях приложения MicrosoftExcel. Как видно из данного рисунка, скорость распространения звука во всех испытанных топливах тем больше, чем больше Рн и плотность топлива. При этом с ростом давления рост скоростей звука несколько уменьшается.
Так, при 50 бар разность скоростей звука в ПМ и ДТ составляет около 200 м/с, а при 250 бар эта разность приближается к 150 м/с.
По полученным значениям скорости звука а, пользуясь формулой (4), были получены значения истинных коэффициентов сжимаемости аист для исследуемых топлив, которые представлены на рис. 4.
Анализируя рис. 4, можно сделать вывод, что при увеличении Рн и плотности топлива, зависящей от объемного содержания пальмового масла в смеси с дизельным топливом, коэффициент аист уменьшается. При этом, чем меньше плотность, тем больше предельные изменения аист. Так, для ДТ аист снижается от 96-10-11 Па-1 при Рн = 50 бар до 80-10-11 Па-1 при Рн = 250 бар, или на 16,6%, а для ПМ аист снижается от 6210-11 Па-1 при Рн = 50 бар до 56-10-11 Па-1 при Рн = 250 бар, или на 9,7%.
г
<3 то m
Sf
о а. о m и
1450
1400
1350
1300
1250
1200
1150
1100
1050
1000
♦ ♦___ ___♦ -H-
♦ -t- - --__ « • _• ,_ ♦ "x
♦ ►
^^^ •• __, - ■ * »__ ♦ ♦
^^^ Ш I ■ -— < ►
ty
/ »
ДТ/DT
■ ПМ10/Р M10
▲ ПМ20/Р M20
X ПМ30/Р M30
Ж ПМ40/Р M40
• ПМ50/Р M50
+ ПМ60/Р M60
♦ ПМ/РМ
50 100 150 200
Начальное давление Рн, бар
250
300
0
Рис. 3. Зависимости скорости распространения звука от начального давления Fig. 3. Sound velocity dependence on initial pressure
(В
с
гЧ
о
гН
X
S s
01 (В
s
s
I 01 s J s
m
0 x
>s
•Q
1 I S
120
110
100
90
80
70
60
50
40
\ ♦
■ __ 4 ----_
♦ ГТт—— ♦
- X
► •
♦ ♦ ♦ 11 ♦ ♦
♦ ДТ/DT
■ ПМ10/Р M10
A ПМ20/Р M20
X ПМ30/Р M30
X ПМ40/Р M40
• ПМ50/Р M50
+ ПМ60/Р M60
♦ ПМ^
0 50 100 150 200 250 300
Начальное давление Рн, бар
Рис. 4. Зависимости коэффициента сжимаемости от начального давления Fig. 4. Compressibility factor dependences on initial pressure
Таким образом, подтверждаются данные проводившихся ранее исследований6 [13] о том, что с ростом плотности углеводородных топлив зависимость их сжимаемости приближается к закону Гука. Разница между коэффициентами сжимаемости ДТ и ПМ при Рн = 50 бар составляет 35,4%, при Рн = 250 бар - 30%. Что касается сме-
сей, то разница между коэффициентами сжимаемости ДТ и ПМ10 составляет от 10% при Рн = 50 бар до 6,2% при Рн = 250 бар, а разница между коэффициентами сжимаемости последующих смесей с повышением содержания ПМ меняется в среднем от 5% до 2% при соответствующих давлениях.
Выводы
В результате проведенных экспериментов на созданной авторами экспериментальной установке по разработанной методике получены значения скоростей звука в нагнетательном трубопроводе при прохождении в нем (трубопроводе) импульсов давления для дизельного топлива, пальмового масла и их смесей. По полученным значениям скоростей звука определены коэффициенты сжимаемости. Значения полученных
скоростей звука и коэффициентов сжимаемости для указанных топлив в основном совпадают с полученными ранее данными-исследований6 [13] для углеводородных топлив аналогичных плотностей. Таким образом, полученные данные могут быть использованы для моделирования процесса подачи топлива в дизелях при их адаптации к работе на смесях дизельного топлива и пальмового масла.
Библиографический список
1. Отразится ли скандал вокруг Volkswagen на продажах дизельных автомобилей? [Электронный ресурс]. URL: http://ru.euronews.com/2015/09/23/ volkswagen-vw-scandal/ (12.04.2018).
2. Мировой рынок пальмового масла в 2016/17 МГ -новые рекорды производства и экспорта [Электронный ресурс]. URL: www.oilworld.ru/ analytics/worldmarket/261792 (12.04.2018).
3. Марков В.А., Девянин С.Н., Семенов В.Г. [и др.]. Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях. М.: ОООНИЦ «Инженер»; ООО «Онико-М», 2011. 536 с.
4.Rashed M.M., Kalam M.A., Masjuki H.H., Mofijur M., Rasul M.G., Zulkifli N.W.M., Performance and emission characteristics of a diesel engine fueled with palm, jatropha, and moringa oil methyl ester, Industrial Crops and Products, 79. 2016. Р. 70-76.
5. Sanjid A., Masjuki H.H., Kalam M.A., Rahman A.S.M., Abedin M.J., Palash S.M.: Production of palm and jatropha based biodiesel and investigation of palm -jatropha combined blend properties, performance, exhaust emission and noise in an unmodified diesel engine. J. Clean. Prod. 65.2014. Р. 295-303.
6. Mosarof M.H., Kalam M.A., Masjuki H.H., Ashraful A.M., Rashed M.M., Imdadul H.K., Monirul I.M. Implementation of palm biodiesel based on economic aspects, performance, emission, and wear characteristic. Energy conversion and Management. 105. 2015. 617-629.
7. Gumpon Prateepchaikul, A. Teerawat. Palm oil as a fuel for agricultural diesel engines: Comparative testing against diesel oil - 2003. [Электронный ресурс]. URL: http://www.journeytoforever.org/biodiesel_SVO-palm.html (12.04.2018).
8. Barthélémy de Theux .Utilisation de l'huile de palme comme combustible dans les moteurs diesel - 2004. [Электронный ресурс]. URL: http://www.codeart.org/
pdf/dossier/2004-utilisation-de-l-huile-de-palme-comme-
carburant-dans-les-moteurs-diesel-resume.pdf
(12.04.2018).
9. Kalam M.A., Masjuki H.H., Jayed M.H., Liaquat A.M., Emission and performance characteristics of an indirect ignition diesel engine fuelled with waste cooking oil. Energy. 2011. Vol. 36 (1). P. 397-402.
10. Ndayishimiye P., Tazerout M. Use of palm oil-based biofuel in the internal combustion engines: performance and emissions characteristics. Energy. 2011 .Vol. 36 (3). P. 1790-1796.
11. Song H., Tompkins B.T., Bittle J.A., Jacobs T.J. Comparisons of No emissions and soot concentrations from biodiesel-fuelled diesel engine. Fuel, 2012. Vol. 96. P. 446-453.
12. КадиатаЭ.Ч., Славуцкий В.М., Курапин А.В., Салыкин Е.А. Перспективы использования пальмового масла в качестве топлива для транспортных дизелей // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2017. № 4 (58). C. 143-148.
13. Астахов И. В. Сжимаемость моторных топлив // Энергомашиностроение, 1960. № 9. С. 8-11.
14. Марков В.А. Влияние состава смесевого биотоплива на параметры процесса впрыскивания топлива в дизеле // Тракторы и сельхозмашины. 2014. № 12. С. 3-9.
15. Shahabuddim M., Liaquat A.M., Masjuski H.H., Kalam M.A., Monfijur M. Ignition delay, combustion and emission characteristics of diesel engine fueled with biodiesel // Renewable & sustainable Energy reviews. 2013. Vol. 21. P. 623-632.
16. NdiayeE.I.Сaracterisation thermophysique des biodiesels: vitesse du son, densité, compressibilité / Energetique - thèse doctorale Université de PAU et des pays de l'Adour.FRANCE: Ecope. 2012.
References
1. Otrazitsya li skandal vokrug Volkswagen na proda-zhah dizel'nyh avtomobilej? [Will the scandal around Volkswagen affect the sales of diesel cars?]. Available at: http://ru.euronews.com/2015/09/23/volkswagen-vw-scandal/ (12 April, 2018).
2. Mirovoj rynok pal'movogo masla v 2016/17 MG -novye rekordy proizvodstva i eksporta [The global palm oil market in 2016/2017 MY - new production and export records]. Available at: www.oilworld.ru/analytics /worldmarket/261792 (12 April, 2018).
3. Markov V.A., Devyanin S.N., Semenov V.G. Ispol'zovanie rastitel'nyh masel i topliv na ih osnove v dizel'nyh dvigatelyah [Use of vegetable oils and vegetable oil-based fuels in diesel engines]. Moscow: Research center «Engineer» LLC Publ.; «Oniko-M» JSC Publ., 2011, 536 p. (In Russian)
4. Rashed M.M., Kalam M.A., Masjuki H.H., Mofijur M., Rasul M.G., Zulkifli N.W.M., Performance and emission
characteristics of a diesel engine fueled with palm, jatropha, and moringa oil methyl ester, Industrial Crops and Products, 79, 2016, pp. 70-76.
5. Sanjid A., Masjuki H.H., Kalam M.A., Rahman A.S.M., Abedin M.J., Palash S.M.: Production of palm and jatropha based biodiesel and investigation of palm-jatropha combined blend properties, performance, exhaust emission and noise in an unmodified diesel engine. J. Clean. Prod. 65, 2014, pp. 295-303.
6. Mosarof M.H., Kalam M.A., Masjuki H.H., Ashraful A.M., Rashed M.M., Imdadul H.K., Monirul I.M. Implementation of Palm biodiesel based on economic aspects, performance, emission, and wear characteristic. Energy conversion and Management. 105. 2015, pp. 617-629.
7. Gumpon Prateepchaikul, A. Teerawat. Palm oil as a fuel for agricultural diesel engines: Comparative testing against diesel oil - 2003. Available at:
http://www.journeytoforever.org/biodiesel_SVO-palm.html (12 April, 2018).
8. Barthélémy de Theux .Utilisation de l'huile de palme comme combustible dans les moteurs diesel - 2004. Available at: http://www.codeart.org/pdf/dossier/2004-utilisation-de-l-huile-de-palme-comme-carburant-dans-les-moteurs-diesel-resume.pdf (12 April, 2018).
9. Kalam M.A., Masjuki H.H., Jayed M.H., Liaquat A.M., Emission and performance characteristics of an indirect ignition diesel engine fuelled with waste cooking oil. Energy. 2011, vol. 36 (1), pp. 397-402.
10. Ndayishimiye P., Tazerout M. Use of palm oil-based biofuel in the internal combustion engines: performance and emissions characteristics. Energy. 2011, vol. 36 (3), pp. 1790-1796.
11. Song H., Tompkins B.T., Bittle J.A., Jacobs T.J. Comparisons of NO emissions and soot concentrations from biodiesel-fuelled diesel engine. Fuel, 2012, vol. 96, pp. 446-453.
12. Kadiata E.Ch., Slavutskiy V.M., Kurapin A.V., Salykin E.A. Application prospects of palm oil as a fuel
Критерии авторства
Кадиата Э.Ч., Славуцкий В.М., Курапин А.В., Салы-кин Е.А. провели экспериментальные исследования по определению коэффициентов сжимаемости дизельного топлива и его смесей с пальмовым маслом, а также чистого пальмового масла, проанализировали полученные результаты, подготовили текст статьи. Авторы несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
for diesel engines. Uchenye zapiski Krymskogo inzhe-nerno-pedagogicheskogo universiteta [Scientific notes of the Crimean engineering and pedagogical university], 2017, no. 4 (58), pp. 143-148. (In Russian)
13. Astahov I.V. Compressibility of motor fuels. Ener-gomashinostroenie [Power Plant Engineering], 1960, no. 9, pp. 8-11. (In Russian)
14. Markov V.A. Influence of mixed biofuel composition on the parameters of fuel injection process in diesel engine. Traktory i sel'hozmashiny [Tractors and Agricultural Machines], 2014, no. 12, pp. 3-9. (In Russian)
15. Shahabuddim M., Liaquat A.M., Masjuski H.H., Kalam M.A., Monfijur M. Ignition delay, combustion and emission characteristics of diesel engine fueled with biodiesel // Renewable & sustainable Energy reviews. 2013, vol. 21, pp. 623-632.
16. Ndiaye E.I. Caracterisation thermophysique des biodiesels: vitesse du son, densité, compressibilité / Energetique - thèse doctorale Université de PAU et des pays de l'Adour. FRANCE: Ecope. 2012.
Authorship criteria
Kadiata E.Ch., Slavutsky V.M., Kurapin A.V., Salykin E.A. have conducted experimental studies on determining the compressibility coefficients of diesel fuel and its mixtures with palm oil, as well as pure palm oil, analyzed the results obtained, and prepared the manuscript. The authors bear the responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
