Научная статья на тему 'ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ДИЗЕЛЬНОГО СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА'

ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ДИЗЕЛЬНОГО СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
200
36
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Нива Поволжья
ВАК
Ключевые слова
ОТЛОЖЕНИЯ / ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО / РЫЖИКОВОЕ МАСЛО / СМЕСЕВОЕ ТОПЛИВО / ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ / ПОКАЗАТЕЛИ

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Уханов Д. А., Черепанова А. Д., Уханов А. П., Хохлов А. А.

Важным эксплуатационным свойством моторных дизельных топлив (ДТ), характеризующим их устойчивость к окислению при высокой температуре с образованием твердых продуктов окисления, является термоокислительная стабильность. Эффективным методом оценки термоокислительной способности в лабораторных условиях на установке ДТС-2 является динамический метод, заключающийся в прокачке испытуемого топлива вдоль нагретой поверхности за определенное время при постоянных значениях температуры и расхода топлива. По показателям количества отложений в виде твердых продуктов окисления на контрольных поверхностях и температуре начала их образования дается заключение об устойчивости испытуемого топлива к окислению.Одним из видов дизельного топлива для автотракторных двигателей является дизельное смесевое топливо, получаемое смешиванием товарного нефтяного ДТ и рыжикового масла. Поэтому представляется практически значимой задачей определение показателей термоокислительной стабильности такого смесевого топлива динамическим методом.Результаты выполненных исследований по показателям термоокислительной способности показывают, что испытуемое смесевое топливо по устойчивости к образованию отложений в виде твердых продуктов окисления превосходит товарное нефтяное ДТ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Уханов Д. А., Черепанова А. Д., Уханов А. П., Хохлов А. А.

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

THERMO-OXIDATIVE STABILITY OF DIESEL MIXED FUEL

An important operational property of motor diesel fuels (DF), which characterizes their resistance to oxidation at high temperatures with the formation of solid oxidation products, is thermal-oxidative stability. An effective method for assessing the thermal-oxidative capacity in laboratory conditions at the Diesel Fuel System (DFS)-2 facility is the dynamic method, which consists in pumping the test fuel along the heated surface for a certain time at constant temperatures and fuel consumption. According to the indicators of the amount of deposits in the form of solid oxidation products on the control surfaces and the temperature of the beginning of their formation, a conclusion is made about the resistance of the tested fuel to oxidation. One of the types of diesel fuel for automotive and tractor engines is a mixed diesel fuel obtained by mixing commercial petroleum diesel fuel and camelina oil. Thus the practically significant task is to determine the indicators of thermal-oxidative stability of such a mixed fuel by a dynamic method. The results of the current research in terms of thermal-oxidative capacity indicators show that the tested mixed fuel is superior to commercial oil diesel fuel in terms of resistance to the formation of deposits in the form of solid oxidation products.

Текст научной работы на тему «ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ДИЗЕЛЬНОГО СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА»

УДК 665.7.035 + 665.753 DOI 10.36461/NP.2022.61.1.006

ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ДИЗЕЛЬНОГО СМЕСЕВОГО ТОПЛИВА

Д.А. Уханов1, доктор техн. наук, профессор; А.Д. Черепанова1, канд. хим. наук; А.П. Уханов2, доктор техн. наук, профессор; А.А. Хохлов3, канд. техн. наук, доцент

Федеральное автономное учреждение «25 государственный научно-исследовательский институт химмотологии Министерства обороны Российской Федерации», г. Москва, Россия;

2Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пензенский государственный аграрный университет», г. Пенза, Россия, e-maiL: [email protected];

3Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Ульяновский государственный аграрный университет», г. Ульяновск, Россия

Важным эксплуатационным свойством моторных дизельных топлив (ДТ), характеризующим их устойчивость к окислению при высокой температуре с образованием твердых продуктов окисления, является термоокислительная стабильность. Эффективным методом оценки термоокислительной способности в лабораторных условиях на установке ДТС-2 является динамический метод, заключающийся в прокачке испытуемого топлива вдоль нагретой поверхности за определенное время при постоянных значениях температуры и расхода топлива. По показателям количества отложений в виде твердых продуктов окисления на контрольных поверхностях и температуре начала их образования дается заключение об устойчивости испытуемого топлива к окислению. Одним из видов дизельного топлива для автотракторных двигателей является дизельное смесевое топливо, получаемое смешиванием товарного нефтяного ДТ и рыжикового масла. Поэтому представляется практически значимой задачей определение показателей термоокислительной стабильности такого смесевого топлива динамическим методом. Результаты выполненных исследований по показателям термоокислительной способности показывают, что испытуемое смесевое топливо по устойчивости к образованию отложений в виде твердых продуктов окисления превосходит товарное нефтяное ДТ.

Ключевые слова: отложения, дизельное топливо, рыжиковое масло, смесевое топливо, термоокислительная стабильность, показатели.

Для цитирования: Уханов Д.А., Черепанова А.Д., Уханов А.П., Хохлов А.А. Термоокислительная стабильность дизельного смесевого топлива. Нива Поволжья, 2022, 1 (61), с. 03003. DOI 10.36461/NP.2022.61.1.006.

Введение

В условиях эксплуатации автотракторной техники на огневой поверхности камеры сгорания и нагретых деталях дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) накапливаются нагарные (сажевые, зольные, смолистые и др.) отложения, образующиеся в периоде задержки воспламенения (от начала впрыска топлива до начала его воспламенения) за счет высокотемпературного окисления цикловой дозы впрыскиваемого топлива кислородом воздуха, находящегося в камере сгорания. По своей структуре эти отложения являются не только твердыми продуктами окисления углеводородов (смолы, ас-фальтены и пр.), но и твердыми продуктами полного и неполного сгорания (зола, твердые частицы сажи, твердые частицы металлосодержа-щих присадок и пр.) товарного нефтяного дизельного топлива (ДТ). Накопление отложений

ускоряется, если в камере сгорания от предыдущего рабочего цикла дизеля остаются отработавшие газы, а поступающие в цилиндры ДВС топливо и воздух загрязнены примесями органического и неорганического происхождения (продуктами износа и коррозии, частицами пыли и пр.), с которыми не «справляются» устройства топливо- и воздухоочистки штатной системы питания двигателя. Повышенному образованию отложений в ДВС способствует также моторное масло, попадающее в камеру сгорания через сопряжение «поршень-цилиндр».

Чрезмерное количество отложений на огневой поверхности камеры сгорания, днище и головке поршня, компрессионных поршневых кольцах, поршневых канавках и распылителях форсунок нарушает нормальное протекание рабочего процесса дизельных ДВС, что негативно сказывается на его мощностных, топливно-

экономических и экологических показателях. Количество отложений зависит от физико-химических свойств, компонентного и группового состава дизельного топлива, конструктивных особенностей двигателя, температурного и нагру-зочно-скоростного режимов работы дизеля, природно-климатических условий эксплуатации автотракторной техники (в основном температуры и запыленности атмосферного воздуха).

Эксплуатационным свойством дизельных топлив, характеризующим устойчивость топлив к окислению при высокой температуре с образованием отложений в виде твердых продуктов окисления, является термоокислительная стабильность (ТОС) [1].

Показатели ТОС определяют по результатам испытаний топлива на лабораторной установке [2], имитирующей температурные условия образования твердых продуктов окисления, или на моторной установке [3] непосредственными замерами количества высокотемпературных отложений на огневой поверхности камеры сгорания и деталях реального дизеля.

Методы и материалы

На практике, с целью экономии трудовых, материальных и финансовых затрат, ТОС новых или модифицированных дизельных топлив оценивают в динамических условиях (при прокачке топлива вдоль нагретой поверхности оценочной трубки) на лабораторной установке ДТС-2 по трем показателям [4]:

- индексу термоокислительной стабильности (усл. ед.) - показателю количества отложений на поверхности оценочной трубки, выполненной в виде нагреваемого металлического цилиндра, и предназначенной для накопления на её поверхности отложений (твердых продуктов окисления);

- средней скорости увеличения перепада давления на контрольном фильтре (Па/мин) - показателю количества твердых продуктов окисления, улавливаемых фильтроэлементом контрольного фильтра;

- температуре начала образования отложений (°С) - показателю минимальной температуры топлива в нагревателе топлива, при которой на наружной поверхности оценочной трубки появляются первые отложения.

При прокачке нагретого ДТ по топливной системе установки отложения в виде твердых продуктов окисления накапливаются на наружной поверхности оценочной трубки, повышая её светопогло-щающую способность, а также на сетчатом филь-троэлементе контрольного фильтра, увеличивая перепад давления на контрольном фильтре. Свето-поглощающая способность поверхности оценочной трубки оценивается методом фотометрического сканирования путем последовательных фотометрических измерений при перемещении фото-

приемника вдоль подсвечиваемой оценочной трубки. Результатом фотометрии являются диаграммы сканирования, построенные в координатах I = f(L) и I = f(T): I - светопоглощающая способность поверхности оценочной трубки, усл. ед.; L -длина оценочной трубки, мм; Т - температура на поверхности оценочной трубки, °С. Компьютерной обработкой диаграмм сканирования поверхности оценочной трубки до и после испытания ДТ определяют индекс ТОС и температуру начала образования отложений.

Перед началом испытаний ДТ проводят испытания тарировочной жидкости - смеси цетана и 1-метилнафталина в соотношении 10:1 по объему, а испытуемое ДТ в количестве не менее 10,5 литров выдерживают при температуре 20-25 °С в течение одних суток, после чего его фильтруют. Испытания тарировочной жидкости проводят с интервалом не более двух суток до и после испытания ДТ в целях определения тарировочного коэффициента, используемого при определении индекса ТОС.

За начало испытания ДТ принимают момент времени, когда температура топлива в нагревателе достигнет 190 °С, которая в последующем поддерживается постоянной на этом уровне. В ходе испытания перепад давления на контрольном фильтре измеряют с периодичностью 30-40 минут. Если перепад давления на контрольном фильтре достигнет 85 кПа до завершения испытания, записывают время его достижения в протоколе испытания с точностью до минуты и открывают байпасный кран установки для направления топлива в обход контрольного фильтра.

Испытания ДТ на установке проводят с соблюдением следующих режимов: продолжительность испытания - 300±1 мин, расход топлива -18±1 см3/мин, температура топлива - 190±2 °С, давление в топливном баке - 0,8±0,01 МПа.

Среднюю скорость увеличения перепада давления на контрольном фильтре (Па/мин) рассчитывают по формулам:

а) если перепад давления не превышает 85000 Па

W = ДРк / тс;

б) если перепад давления превышает 85000 Па

W = 85000 / тп,

где ДРк - перепад давления на контрольном фильтре в конце испытания, Па; Т0 - общая продолжительность испытания, мин; Тп - продолжительность испытания до момента достижения допустимого перепада давления на контрольном фильтре (85 КПа), мин.

Индекс ТОС (усл. ед.) рассчитывают по формуле

Ix = Sx / S0,

где Sx - значение интегрального показателя площади диаграммы сканирования для испытуемого топлива до и после испытания; So - значение интегрального показателя площади диаграммы сканирования для тарировочной жидкости (тарировочный коэффициент) до и после испытания.

Одним из видов моторного дизельного топлива является смесевое бионефтяное топливо, получаемое смешиванием товарного нефтяного ДТ и растительного масла. В качестве биокомпонента дизельного смесевого топлива используют рапсовое, рыжиковое, соевое и другие масла [516]. Для конструктивной адаптации дизелей автотракторной техники к работе на смесевом топливе разработаны технические средства: смесители и двухтопливные системы питания [17-24]. Результаты экспериментальных исследований, выполненных в Пензенском ГАУ и Ульяновским ГАУ с использованием разработанных технических средств, показывают, что по мощностным, топливно-экономическим показателям дизеля Д-243 и эксплуатационным показателям трактора

МТЗ-82 наилучшим является смесевое топливо с содержанием в нем рыжикового масла не более 25 % [5, 7, 9, 11].

Научных сведений об устойчивости смесе-вого бионефтяного топлива к образованию твердых продуктов окисления в условиях прокачки вдоль нагретой поверхности в открытых литературных источниках не обнаружено. Поэтому целью исследований является сравнительная оценка термоокислительной стабильности товарного нефтяного дизельного топлива марки ДТ-Л и смесевого топлива с процентным соотношением топлива ДТ-Л и рыжикового масла (РыжМ) 80:20 на лабораторной установке ДТС-2 по вышеописанной методике. Рыжиковое масло было получено холодным отжимом из семян озимого рыжика сорта Барон.

Результаты и их обсуждение

По результатам лабораторных иследований в НИИхиммотологии определены показатели физико-химических свойств опытных образцов нефтяного и смесевого топлив, приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Показатели физико-химических свойств нефтяного дизельного топлива ДТ-Л и смесевого топлива 20 % РыжМ + 80 % ДТ

№ п/п Показатель Нормыпо ГОСТ 32511-2013 Фактические показатели

ДТ-Л 20 % РыжМ + 80 % ДТ

1 Цетановое число не менее 51 51,1 48,7

2 Плотность при 15 °С, кг/м3 820-845 831 850,1

3 Полициклические ароматические углеводороды, % (по массе) не более 8,0 4,9 3,7

4 Массовая доля серы, мг/кг, для топлива класса К3 не более 350 1350 780

5 Коксуемость 10 % остатка разгонки, % (по массе) не более 0,3 0,017 1,71

6 Зольность, % (по массе) не более 0,01 отсутствие 0,007

7 Содержание воды, мг/кг не более 200 менее 30 3*10-3

8 Коррозия медной пластинки, единицы по шкале класс 1 класс 1 класс 1

9 Кинематическая вязкость при 40 °С, мм2/с 2,0-4,5 2,57 4,28

10 Фракционный состав: при температуре 250 °С, % (по объему) менее 65 41 32

при температуре 350 °С, % (по объему) не менее 85 94 94

11 Кислотность, мг КОН на 100 см3 топлива не регламентируется 5 47,77

12 Йодное число, г йода на 100 г топлива не регламентируется 0,2 28,2

13 Массовая доля ароматических углеводородов, % не регламентируется 24,3 19,0

14 Низшая теплота сгорания, МДж/кг не регламентируется 43,02 42,1

Анализ данных таблицы 1 показывает, что в товарном нефтяном топливе, по сравнению со смесевым топливом, содержится больше серы, ароматических углеводородов и воды. Повышенное содержание серы, ароматических углеводородов и воды в нефтяном ДТ косвенно свидетельствует о большей склонности такого топлива к образованию твердых продуктов окисления при высоких температурах.

По коксуемости, кислотности и йодному числу смесевое топливо уступает нефтяному топливу. По зольности и фракционному составу испытуемые образцы топлива соответствуют нормативным значениям ГОСТ 32511-2013.

Результаты выполненных исследований по определению показателей термоокислительной стабильности показаны на рисунках 1-8 и сведены в таблицу 2.

1 - до испытания; 2 - после испытания Рис. 1. Отложения на поверхности оценочной трубки при испытании нефтяного дизельного топлива

1 - до испытания; 2 - после испытания Рис. 2. Отложения на поверхности оценочной трубки при испытании смесевого топлива

а) нефтяное дизельное топливо

б) смесевое топливо Рис. 3. Отложения на фильтроэлементе контрольного фильтра после испытания

Рис. 4. Цветность нефтяного дизельного топлива до и после испытания

20%Рь1жМ+80°/«да Рис. 5. Цветность смесевого топлива до и после испытания

1 - тарировочная жидкость; 2 - 100 % ДТ Рис. 6. Диаграмма сканирования поверхности оценочной трубки после испытания нефтяного дизельного топлива

1 - тарировочная жидкость; 2 - 20 % РыжМ + 80 % ДТ Рис. 7. Диаграмма сканирования поверхности оценочной трубки после испытания смесевого топлива

1 - 100 % ДТ; 2 - 20 % РыжМ + 80 % ДТ Рис. 8. Диаграмма сканирования поверхности оценочной трубки после испытания нефтяного и смесевого топлив

Таблица 2

Показатели термоокислительной стабильности нефтяного и смесевого топлив

Показатели термоокислительной стабильности Нормы по CTO 08151164-014-2010 100 % ДT 20 % РыжМ + 80 % ДT

Средняя скорость нарастания перепада давления на контрольном фильтре, Па/мин не более 1500 34 0

Индекс термоокислительной стабильности, усл. ед. не более 5 4,845 3,042

Температура начала образования отложений, °С не менее 90 95 95

Из анализа данных таблицы 2 следует, что смесевое топливо по показателям термоокислительной стабильности превосходит аналогичные показатели нефтяного топлива. После испытания смесевого топлива средняя скорость нарастания перепада давления на контрольном фильтре составила W = 0, что свидетельствует о незначительном количестве отложений в виде твердых продуктов окисления на фильтроэлементе контрольного фильтра. Пониженный индекс термоокислительной стабильности у смесевого топлива (3,042 усл. ед.), по сравнению с нефтяным топливом (4,845 усл. ед.), указывает на меньшее количество отложений на наружной поверхности контрольной трубки. Наглядно это подтверждается фотографиями контролируемых поверхностей (рис. 1-3), на которых более тёмная окраска поверхности контрольной трубки и фильтроэле-мента указывает на большее количество отложений. У испытуемых топлив первые отложения на

контролируемых поверхностях появляются при одной и той же температуре, равной 95 °С.

Повышенную устойчивость испытуемого смесевого топлива 20 % РыжМ + 80 % ДТ к окислению с образованием на нагретых поверхностях отложений в виде твердых продуктов окисления, по сравнению с товарным нефтяным ДТ, можно объяснить наличием в рыжиковом масле природных антиоксидантов (витамина Е и каротинои-дов).

Заключение

По результатам лабораторных испытаний определены показатели термоокислительной стабильности (индекс термоокислительной стабильности, средняя скорость увеличения перепада давления на контрольном фильтре, температура начала образования отложений) дизельного смесевого топлива, компонентами которого являются товарное летнее нефтяное ДТ и рыжиковое масло в процентном соотношении 80:20.

Полученные количественные оценки показателей термоокислительной стабильности показывают, что испытуемое смесевое топливо по

устойчивости к образованию отложений в виде твердых продуктов окисления превосходит товарное нефтяное ДТ.

Литература

1. Сафонов А.С., Ушаков А.И., Гришин В.В. Химмотология горюче-смазочных материалов. Санкт Петербург: Изд-во НПИКЦ, 2007, 488 с.

2. Спиркин В.Г., Татур И.Р., Тонконогов Б.П. и др. Химмотология. Свойства и применение топлив, смазочных и специальных материалов: учебное пособие для студентов вузов. Часть I. Свойства и применение топлив и специальных материалов. Москва: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014, 246 с.

3. Гришин Н.Н., Середа В.В. Энциклопедия химмотологии. Москва: Издательство «Перо», 2016, 960 с.

4. Исаев А.В., Никитин И.М., Астафьев В.А., Шишаев С.В., Тимофеев Ф.В., Кишкилев Г.Н., Кондратенко В.В., Сузиков В.В. СТО 08151164-014-2010. Топлива моторные. Метод определения термоокислительной стабильности в динамических условиях на установке ДТС-2. Москва: 25 ГосНИИ МО РФ, 2010, 20 с.

5. Уханов А.П., Хохлов А.А. Биотопливо из рыжика: монография. Пенза: РИО ПГАУ, 2020, 192 с.

6. Уханов А.П., Рачкин В.А., Уханов Д.А., Иванов В.А. Биодиты - альтернативный вид моторного топлива для тракторных дизелей. Нива Поволжья, 2009, № 2 (11), с. 71-76.

7. Уханов А.П., Уханов Д.А., Сидоров Е.А., Якунин А.И., Сидорова Л.И. Зависимость показателей тракторного дизеля от состава рыжико-минерального топлива. Научное обозрение, 2017, № 24, с. 21-27.

8. Уханов А.П., Шеменев Д.С., Зеленина О.Н., Сафаров Р.К., Голубев В.А., Павлушин С.В. Сравнительный анализ свойств растительных масел используемых в качестве биотоплива. Вклад молодых ученых в инновационное развитие АПК России: сборник материалов Всероссийской НПК. Пенза: РИО ПГСХА, 2010, с. 125-127.

9. Уханов А.П., Уханов Д.А., Сидоров Е.А., Якунин А.И. Особенности работы дизеля на рыжико-минеральном топливе в режиме самостоятельного холостого хода. Известия Самарской ГСХА, 2017, Вып. 3, с. 15-19.

10. Уханов Д.А., Уханов А.П., Ротанов Е.Г., Аверьянов А.С. Влияние дизельного смесевого топлива на износ плунжерных пар ТНВД. Известия Самарской ГСХА, 2011, Вып.3, с. 105-108.

11. Уханов А.П., Уханов Д.А., Рачкин В.А., Чугунов В.А., Демидов Е.В., Шеменев Д.С. Биотопливо из рыжика. Тракторы и сельскохозяйственные машины, 2011, № 2, с. 8-11.

12. Уханов А.П., Уханов Д.А., Хохлов А.Л., Хохлов А.А. Влияние смесевого рыжико-минерального топлива на износ плунжерных пар ТНВД. Сельский механизатор, 2020, № 8, с. 30-32.

13. Ukhanov A., Ukhanov D., RybLov M., Machnev V. SaffLower Oil. as a Biological. Component of Blended Fuel for Diesel Engines. Scientific Papers. Series E. Land Reclamation, Earth Observation & Surveying, Environmental Engineering. Vol. X, 2021, р. 122-127.

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

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

16. Bychenin A.P., Ukhanova I.V., Volodko O.S., Ukhanov A.P. Determining a Rational Composition of Diesel Mixture in Terms of Antiwear Characteristics. International Conference on Aviamechanical Engineering and Transport (AviaENT 2019), Advances in Engineering Research, volume 188. - Atlantis press, 2019, p. 61-64.

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

17. Патент РФ № 2582700, МПК В0^ 5/06 (2006.01) Смеситель-дозатор растительного масла и минерального дизельного топлива. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, А.А. Хохлов, Е.Г. Ротанов, А.Л. Хохлов. Опубл. 27.04.2016, Бюл. № 12.

18. Патент РФ № 2582535, МПК F02М 43/00, F02D 19/06 (2006.01) Двухтопливная система питания дизеля. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, А.А. Хохлов, Е.Г. Ротанов, А.Л. Хохлов. Опубл. 27.04.2016, Бюл. № 12.

19. Патент РФ 2484291, МПК F 02 М 43/00 (2006.01) Двухтопливная система питания дизеля. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, Е.Д. Година, Е.А. Хохлова. Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.

20. Патент РФ № 2429057, МПК B01F 5/06 (2006.01) Смеситель биоминерального топлива. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, В.А. Иванов, Л.М. Благодарина. Опубл. 20.09.2011, Бюл. № 26.

21. Патент РФ № 2484290, МПК F02М 43/00 (2006.01) Двухтопливная система питания тракторного дизеля. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, Е.А. Сидоров, Л.И. Сидорова. Опубл. 10.06.2013, Бюл. № 16.

22. Патент РФ № 2377060, МПК B01F 5/06 (2006.01) Смеситель минеральных и растительных композиций моторного топлива. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, В.А. Иванов, В.А. Рачкин. Опубл. 27.12.2009, Бюл. № 36.

23. Патент РФ № 2486949, МПК B 01 F 5/06 (2006.01) Смеситель-фильтр минерального топлива и растительного масла. А.П. Уханов, Д.А. Уханов, В.В. Крюков, Е.А. Сидоров, Е.Д. Година. Опубл. 10.07.2013, Бюл. № 19.

24. Патент на полезную модель РФ № 92085, МПК Е 21 В 33/13 (2006.01) Смеситель-дозатор топлива. А.П. Уханов, В.А. Голубев, Е.С. Зыкин. Опубл. 10.03.2010, Бюл. № 7.

УДК 665.7.035 + 665.753 DOI 10.36461/NP.2022.61.1.006

THERMO-OXIDATIVE STABILITY OF DIESEL MIXED FUEL

D.A. Ukhanov1, Doctor of Engineering Sciences, Professor; A.D. Cherepanova1, PhD Chemistry; A.P. Ukhanov2, Doctor of Engineering Sciences, Professor; A.A. Khokhlov3, PhD in Technical Sciences, Associate Professor

1 Federal Autonomous Institution The 25th State Research Institute of chemmotoLogy of the Ministry of Defense Russian Federation, Moscow, Russia;

2 Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education Penza State Agrarian University,

Penza, Russia, e-maiL: [email protected];

3 Federal State-Funded Educational Institution of Higher Education Ulyanovsk State Agrarian University,

Ulyanovsk, Russia

An important operational property of motor dieseL fuels (DF), which characterizes their resistance to oxidation at high temperatures with the formation of solid oxidation products, is thermaL-oxidative stability. An effective method for assessing the thermaL-oxidative capacity in Laboratory conditions at the DieseL Fuel System (DFS)-2 facility is the dynamic method, which consists in pumping the test fuel along the heated surface for a certain time at constant temperatures and fuel consumption. According to the indicators of the amount of deposits in the form of solid oxidation products on the control surfaces and the temperature of the beginning of their formation, a conclusion is made about the resistance of the tested fuel to oxidation. One of the types of dieseL fuel for automotive and tractor engines is a mixed dieseL fuel obtained by mixing commercial petroleum dieseL fuel and cameLina oil. Thus the practically significant task is to determine the indicators of thermaL-oxidative stability of such a mixed fuel by a dynamic method. The results of the current research in terms of thermaL-oxidative capacity indicators show that the tested mixed fuel is superior to commercial oil dieseL fuel in terms of resistance to the formation of deposits in the form of solid oxidation products.

Keywords: deposits, dieseL fuel, cameLina oil, mixed fuel, thermaL-oxidative stability, indicators.

References

1. Safonov A.S., Ushakov A.I., Grishin V.V. ChemmotoLogy of fuels and Lubricants. St. Petersburg, 2007, 488 p.

2. SpirkinV.G., Tatur I.R., Tonkonogov B.P. etc. HimmotoLogy. Properties and application of fuels, Lubricants and special materials: a textbook for university students. Part I. Properties and application of fuels and special materials. Moscow: Russian State University of Oil and Gas named after I.M. Gubkina, 2014, 246 p.

3. Grishin N.N., Sereda V.V. Encyclopedia of ChemmotoLogy. Moscow: Pero Publishing House, 2016, 960 p.

4. Isaev A.V., Nikitin I.M., Astafiev V.A., Shishaev S.V., Timofeev F.V., KishkiLev G.N., Kondratenko V.V., Suzikov V.V. Organization Standard 08151164-014-2010. Motor fuels. Method for determining thermaL-oxidative stability under dynamic conditions at the DFS-2 facility. Moscow, 2010, 20 p.

5. Ukhanov A.P., Khokhlov A.A. BiofueL from cameLina: monograph. Penza, 2020, 192 p.

6. Ukhanov A.P., Rachkin V.A., Ukhanov D.A., Ivanov V.A. Biodites are an alternative type of motor fuel for tractor dieseL engines. Niva PovoLzhya, 2009, № 2 (11), p. 71-76.

7. Ukhanov A.P., Ukhanov D.A., Sidorov E.A., Yakunin A.I., Sidorova L.I. Dependence of indicators of a tractor dieseL engine on the composition of cameLina-mineraL fuel. Scientific Review, 2017, № 24, p. 21-27.

8. Ukhanov A.P., Shemenev D.S., ZeLenina O.N., Safarov R.K., GoLubev V.A., PavLushin S.V. Comparative analysis of the properties of vegetable oils used as biofueLs. The contribution of young scientists to the

innovative development of the agro-industrial complex of Russia: a collection of materials of the ALL-Russian Research and Production Complex. Penza, 2010, p. 125-127.

9. Ukhanov A.P., Ukhanov D.A., Sidorov E.A., Yakunin A.I. Features of the operation of a diesel engine on camelina-mineral fuel in the independent idling mode. Proceedings of the Samara State Agricultural Academy, 2017, Vol. 3, p. 15-19.

10. Ukhanov D.A., Ukhanov A.P., Rotanov E.G., Averyanov A.S. Influence of diesel mixed fuel on the wear of plunger pairs of injection pumps. Proceedings of the Samara State Agricultural Academy, 2011, Issue 3, p. 105-108.

11. Ukhanov A.P., Ukhanov D.A., Rachkin V.A., Chugunov V.A., Demidov E.V., Shemenev D.S.Biofuel from camelina. Tractors and agricultural machines, 2011, № 2, p. 8-11.

12. Ukhanov A.P., Ukhanov D.A., Khokhlov A.L., Khokhlov A.A. Influence of mixed camelina-mineral fuel on the wear of plunger pairs of injection pumps. Rural mechanic, 2020, № 8, p. 30-32.

13. Ukhanov A., Ukhanov D., Ryblov M., Machnev V. Safflower Oil as a Biological Component of Blended Fuel for Diesel Engines. Scientific papers. Series E. Land Reclamation, Earth Observation & Surveying, Environmental Engineering. Vol. X, 2021, p. 122-127.

14. Ukhanov A.P., Hokhlova E.A. Modernization of diesel engine during the work with mineral and vegetable fuels. Materials of the III international research and practice conference "Science and Education" 25-26 April 2013, Munich, Germany, p. 104-107.

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

16. Bychenin A.P., Ukhanova I.V., Volodko O.S., Ukhanov A.P. Determining a Rational Composition of Diesel Mixture in Terms of Anti-wear Characteristics. International Conference on Aviamechanical Engineering and Transport (AviaENT 2019), Advances in Engineering Research, Vol. 188, 2019, p. 61-64.

17. RF patent 2582700, IPC B01F 5/06(2006.01) Mixer batcher of vegetable oil and mineral diesel fuel. A.P. Ukhanov, D.A. Ukhanov, A.A. Khokhlov, E.G. Rotanov, A.L. Khokhlov. Published 04/27/2016, Bull. № 12.

18. RF patent 2582535, IPC F02M 43/00, F02D 19/06(2006.01) Dual fuel diesel system. A.P. Ukhanov,

D.A. Ukhanov, A.A. Khokhlov, E.G. Rotanov, A.L. Khokhlov. Published 04/27/2016, Bull. № 12.

19. RF patent 2484291, IPC F 02 M 43/00(2006.01) Dual fuel diesel system. A.P. Ukhanov, D.A. Ukhanov,

E.D. Godina, E.A. Khokhlova. Published 06/10/2013, Bull. № 16.

20. RF patent No. 2429057, IPC B01F 5/06(2006.01) Biomineral fuel mixer. A.P. Ukhanov, D.A. Ukhanov, V.A. Ivanov, L.M. Thanks. Published 09/20/2011, Bull. № 26.

21. RF patent 2484290, IPC F02M 43/00(2006.01) Dual-fuel tractor diesel power supply system. A.P. Ukhanov, D.A. Ukhanov, E.A. Sidorov, L.I. Sidorov. Published 06/10/2013, Bull. № 16.

22. RF patent 2377060, IPC B01F 5/06(2006.01) Mixer of mineral and vegetable compositions of motor fuel. A.P. Ukhanov, D.A. Ukhanov, V.A. Ivanov, V.A. Rachkin. Published December 27, 2009, Bull. № 36.

23. RF patent 2486949, IPC B 01 F 5/06(2006.01) Mixer-filter of mineral fuel and vegetable oil. A.P. Ukhanov, D.A. Ukhanov, V.V. Kryukov, E.A. Sidorov, E.D. Year. Published 07/10/2013, Bull. № 19.

24. Patent for utility model RF 92085, MPK E 21 V 33/13(2006.01) Mixer-dispenser of fuel. A.P. Ukhanov, V.A. Golubev, E.S. Zykin. Published 10.03.2010, Bull. № 7.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.