Исследование и моделирование эксплуатационных характеристик моторных топлив

Радченко, Надежда Дмитриевна Отделение химической инженерии (ОХИ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Разработка методики оптимизации состава суррогатных композиций для предсказания ОЧ бензина с октаноповышающими добавками и присадками, без экспериментальных исследований.

Введение …………………………………………………………………………………………………. 15
1 Современные моторные топлива, добавки и присадки ……………………….. 17
2 Аналитический обзор…………………………………………………………………………….. 21
2.1 Суррогатное топливо ………………………………………………………………………….. 21
2.2 Практические суррогатные топлива…………………………………………………….. 22
2.3 Целевые свойства моторного топлива …………………………………………………. 26
2.3.1 Физические свойства ……………………………………………………………………….. 26
2.3.2 Химические свойства ……………………………………………………………………….. 28
2.4 Алгоритмы разработки рецептур суррогатной композиции …………………. 32
2.5 Будущие направления исследований …………………………………………………… 35
3 Постановка задачи исследования …………………………………………………………… 36
4 Экспериментальная часть ………………………………………………………………………. 38
4.1 Характеристика объекта исследования ………………………………………………… 38
4.2 План и результаты эксперимента ………………………………………………………… 38
4.3 Разработка суррогатной композиции ……………………………………………………….
4.3.1 Выбор компонентов суррогатной смеси ………………………………………………..
4.3.2 Выбор целевых свойств ………………………………………………………………………..
4.3.3 Алгоритм оптимизации ………………………………………………………………………..
4.4 Исследования смесей образцов топлива и суррогатных композиций с
октаноповышающими добавками……………………………………………………………… 39
4.4.1 Рецептуры и физико-химические свойства добавок ………………………….. 39
4.5 Обсуждение результатов …………………………………………………………………….. 43
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 45
5.1 Предпроектный анализ ……………………………………………………………………….. 45
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования …………………… 45
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения……………………………………………. 46
5.1.3 SWOT – анализ ………………………………………………………………………………… 47
5.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………………… 50
5.1.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования ……………………………………………………………………………………………. 52
5.2 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 52
5.3 Планирование научно – исследовательских работ ……………………………….. 54
5.3.1 Иерархическая структура работ проекта …………………………………………… 54
5.3.2 План проекта ……………………………………………………………………………………. 55
5.3.3 Бюджет научного исследования ……………………………………………………….. 57
5.3.4 Организационная структура проекта ………………………………………………… 63
5.3.5 План управления коммуникациями проекта ……………………………………… 63
5.3.6 Реестр рисков проекта ……………………………………………………………………… 64
5.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной,
социальной и экономической эффективности исследования ……………………… 64
5.4.1 Оценка абсолютной эффективности исследования ……………………………. 64
5.4.2 Оценка сравнительной эффективности исследования ……………………….. 69
6 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 73
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 73
6.1.1 Специальные (характерные для рабочей зоны исследователя) правовые
нормы трудового законодательства ………………………………………………………….. 73
6.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя. …………………………………………………………………………………………. 74
6.2 Производственная безопасность………………………………………………………….. 76
6.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать объект
исследования ……………………………………………………………………………………………. 77
6.2.2 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть на
рабочем месте при проведении исследований. ………………………………………….. 79
6.2.3 Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных
и вредных факторов …………………………………………………………………………………. 82
6.2.4 Расчет искусственного освещения ……………………………………………………. 82
6.3 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 85
6.3.1 Анализ возможного влияния объекта исследования на окружающую
среду ……………………………………………………………………………………………………….. 85
6.3.2 Анализ влияния процесса исследования на окружающую среду ……….. 86
6.3.3 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды ……………….. 87
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 87
6.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований …………………………………………………………………………………………… 87
6.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть на рабочем месте при
проведении исследований ………………………………………………………………………… 88
6.4.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка
действия в случае возникновения ЧС ……………………………………………………….. 89
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 92
Список используемых источников ……………………………………………………………. 93
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 98
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 114
Приложение В………………………………………………………………………………………… 116
Приложение Г ………………………………………………………………………………………… 127

В настоящее время основной движущей силой развития двигателей
внутреннего сгорания является стремление к повышению топливной
эффективности и снижению выбросов. Для разработки и оптимизации новых
систем сгорания требуется высокая точность моделирования.
Основным топливом двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является
бензиновое топливо, состоящее из десятков индивидуальных углеводородных
компонентов, состав которого может изменяться в зависимости от
месторождения сырья и производителя топлива. В нормативных документах
на бензиновое топливо нет требований на точное содержание отдельных
химических компонентов в бензине, а есть лишь требования к отдельным
группам углеводородов и его суммарным физико-химическим свойствам. В
связи с этим состав топлива может сильно варьироваться, что делает
невозможным его прямое использование для численного моделирования
процессов горения в камерах сгорания (КС) двигателей. Для решения данной
проблемы используют модельное топливо, называемое суррогатом. Суррогат
бензина – смесь известного состава, состоящая из ограниченного количества
химических компонентов и воспроизводящая наиболее важные
характеристики реального топлива. Компонентный состав суррогата бензина
также должен обеспечивать возможность моделирования процессов горения с
использованием существующих детальных кинетических механизмов.
Суррогаты удобно использовать для моделирования и применять на
испытательных стендах для соответствующих экспериментальных
исследований.
В процессе разработки суррогатов, их химический состав выбирается
таким образом, чтобы имитировать выбранные ключевые свойства
соответствующих целевых топлив. Некоторые из этих ключевых свойств,
например, характеристики дистилляции, плотности или октанового числа,
являются обязательными для определения, в то время как другие, которые
имеют большое значение для разработчиков двигателей, не
стандартизированы, в частности теплотворная способность, соотношение Н/С
или вязкость. Моделирование самых разнообразных свойств топлива
становится все более сложным. Во-первых, не хватает подходящих
компонентов для суррогата. Кроме того, включение слишком большого
количества компонентов в суррогат может привести к математическим
ошибкам, поскольку каждый компонент вносит одну переменную в целевую
функцию алгоритма оптимизации.
За последние два десятилетия были приняты различные подходы к
генерированию и оптимизации заменителей бензина.
Таким образом, разработка рецептур суррогатных топлив для
моделирования и прогноза свойств реальных бензинов остается актуальной
задачей, позволяющей предсказывать свойства топлив без трудоемких
экспериментальных исследований.
1 Современные моторные топлива, добавки и присадки
В настоящее время разрабатываются множество добавок и присадок,
направленных на улучшение эксплуатационных характеристик работы ДВС,
таких как антидетонаторы, моющие, присадки для удаления влаги,
промывочные составы и др.
Большинство из них содержат: спирты, ароматические амины,
некоторые металлы, эфиры и т.д.
Так, например, авторы [1] предложили кислородсодержащую
антидетонационную присадку к автомобильному бензину для двигателей
внутреннего сгорания с искровым зажиганием, состоящая из метил-трет-
бутилового эфира, отличающаяся тем, что дополнительно содержит
изобутиловый спирт при следующем соотношении компонентов:
–изобутиловый спирт – 20-80 мас. %,
– метил-трет-бутиловый эфир – остальное.
КАДП состоит из веществ, не обладающих повышенной канцерогенной
активностью. Продуктами полного сгорания КАДП являются углекислый газ
и вода, которые не являются токсичными соединениями.

В ходе работы над технико-экономическим обоснованием выделены
современные модификаторы, улучшающие эксплуатационные
характеристики моторных топлив, а также разрабатываемые альтернативные
виды топлива.
Был проведен литературный поиск существующих суррогатных
композиций и методологий их разработки.
Проведено исследование бензиновых фракций различного состава, в
ходе которого определены их основные физико-химические свойства,
необходимые для разработки их суррогатов.
Проведена оптимизация разработки составов суррогатных композиций,
исследуемых образцов бензина, а также расчет их целевых свойств. На
основании полученных результатов можно сделать вывод, что предложенные
суррогатные композиции достаточно точно воспроизводят исследуемые
образцы бензина.
Разработаны рецептуры смешения прямогонных бензинов и их
суррогатов с октаноповышающими индивидуальными компонентами, по
результатам которых можно сделать вывод, что разработанные суррогатные
композиции с оксигенами также достаточно близко воспроизводят свойства
бензина.
Предложенная методика разработки и оптимизации состава
суррогатных композиций позволяет предсказывать ОЧ бензина с
октаноповышающими добавками и присадками, без экспериментальных
исследований.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Сергей Н.
    4.8 (40 отзывов)
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных с... Читать все
    Практический стаж работы в финансово - банковской сфере составил более 30 лет. За последние 13 лет, мной написано 7 диссертаций и более 450 дипломных работ и научных статей в области экономики.
    #Кандидатские #Магистерские
    56 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Математическое моделирование процесса производства автомобильных бензинов
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Модификация атактического полипропилена
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Исследование золы Северской ТЭЦ как наполнителя в серные композиционные материалы
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)