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!

    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
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Дмитрий Л. КНЭУ 2015, Экономики и управления, выпускник
    4.8 (2878 отзывов)
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    Занимаю 1 место в рейтинге исполнителей по категориям работ "Научные статьи" и "Эссе". Пишу дипломные работы и магистерские диссертации.
    #Кандидатские #Магистерские
    5125 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 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)