Применение альтернативных видов топлива на основе растительных масел в двс

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Использование традиционных видов топлива приводит к существенным ухудшениям экологии и наносит серьёзный вред здоровью человека. Снизить вредное воздействие можно при помощи использования «био» топлива.
В последнее время тезис «био топливо – топливо будущего» звучит всё чаще. Создание оптимальной схемы процесса сгорания с использованием био топлива в качестве добавки к основному горючему является предметом исследований, проводимых в настоящее время в ведущих международных научных центрах. Данное направление исследований будет оставаться актуальным в обозримой перспективе ввиду экологических преимуществ био топлива.
Особое внимание в связи с общей тенденцией роста цен на нефть уделяется исследованию горения и разработке ДВС для био топлива на основе растительных масел (биодизельное топливо). Перспективы применения биодизельного топлива в сочетании с дизельным топливом связаны с существенным улучшением экономических и экологических характеристик ДВС.
В настоящее время во всем мире проводят исследования, направленные на обеспечения экономии топлива и частичной замены традиционных ископаемых углеводородных источников энергии, ресурсы которых в обозримом будущем могут быть исчерпаны.
Постоянный рост цен на нефть, локальное и мировое загрязнение планеты отходами от ее использования обусловили привлекательность производства биодизеля – экологически чистого топлива на основе возобновляемых биоресурсов.
Биодизельное топливо в качестве добавки к основному дизельному горючему, благодаря уникальным физико-химическим свойствам, позволяет полностью скомпенсировать данный недостаток. Следует подчеркнуть, что наряду с задачами термодинамики, кинетики и газодинамики горения, возникающими в связи с разработкой тех или иных схем ДВС с использованием биодизеля, сама по себе проблема выбора наиболее перспективной схемы подачи биодизеля до сих пор не имеет однозначного решения. Этот выбор в значительной степени определяет постановку конкретных задач, но диктуется он внешними критериями технико- экономического характера.
Главным критерием следует считать минимизацию количества биодизеля, используемого в качестве добавки к основному топливу. Известно, что предел эффективности процесса сгорания в ДВС в целом определяется критическими условиями стабильного развития пламени в начальной фазе горения. Следовательно, для расширения предела воспламенения обедненных топливных смесей в ДВС, в первую очередь, необходимо повысить скорость горения очага. На более поздних стадиях развитое пламя может вполне устойчиво и достаточно быстро распространяться в «слабой» смеси.
Интерес к исследованиям, посвященным проблемам применения биодизеля, в последние годы стремительно возрастает в ведущих мировых научных центрах. Особенности частичной замены дизельного топлива биодизельным. Германия является одной из 6 стран ЕС, производящих биотопливо на коммерческой основе, здесь нет ограничений по производству биотоплива.
Во Франции с 1992 года установлено 100% освобождение от налогов на производство биодизеля. Для его производства используется рапсовое масло и только один завод Diester Cognis France использует масло подсолнечника. Произведенное топливо не применяется в чистом (В 100) виде а в качестве добавки (5 – 35%).
“Использование растительного масла в качестве топлива сегодня может показаться малозначимым, однако со временем оно будет так же важно, как нефть или угольные продукты”. Рудольф Дизель. 1912 год

Цель исследований – разработать методологию оптимального проектирования технологической схемы комплексной переработки сырья растительного и органического происхождения в моторное топливо.
Для выполнения поставленной цели определены основные задачи исследований:
– анализ состояния проблемы; изучение физико-химических и экологических свойств нефтяных, биодизельных и смесевых топлив;
– обоснование выбора исходных соединений для синтеза компонентов органического топлива;
– разработка технологического процесса получения композитного органического моторного топлива.
Объект исследования –Технологический процесс переработки сырья растительного и органического происхождения в моторное топливо
Предмет исследования – определение зависимости влияния биодизельной смеси на технические характеристики двигателя внутреннего сгорания.
Научная новизна:
– получены теоретические зависимости влияния конструктивно-технологических и режимных параметров при различных соотношений биодизеля с дизелем;
– исследовано влияние биодизеля на работу двигателя.
Научные положения и результаты работы, выносимые на защиту:
Определены преимущества и недостатки использования биодизельного топлива. Установлено, что для получения композитного моторного топлива, наиболее перспективным является смешивание высокомолекулярного биодизельного топлива с дизельным топливом. Определены наиболее оптимальные источники растительного сырья для приготовления высокомолекулярного компонента топлива.
Разработан технологический процесс переработки сырья растительного и органического происхождения в композитное моторное топливо.
Практическая значимость:
– проведены сравнительные моторные исследования работы дизеля на товарном дизельном топливе и биодизельном.
– теоретические исследования процесса получения и использования биодизельного топлива
Публикации. Результаты диссертационной работы легли в основу трёх публикаций.