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!

    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы
    Евгения Р.
    5 (188 отзывов)
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и со... Читать все
    Мой опыт в написании работ - 9 лет. Я специализируюсь на написании курсовых работ, ВКР и магистерских диссертаций, также пишу научные статьи, провожу исследования и создаю красивые презентации. Сопровождаю работы до сдачи, на связи 24/7 ?
    #Кандидатские #Магистерские
    359 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 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
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 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
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы

    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)