ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 20
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Гидродинамическая обработка заключается в воздействии на топливо ультразвуковых и кавитационных сил, которое производится с целью разрушения находящихся в нем структурных (агрегативньгх) систем и, таким образом, обеспечивает его очистку только от твердой фазы, не удаляя при этом горючую часть - смолы. При этом обеспечивается более длительная и эффективная работа сепараторов и фильтров.
Магнитная обработка - воздействие на топливо переменного или постоянного магнитного поля. Топливо обрабатывают с целью разрушения структурных (агрегативных) систем (обработка в переменном магнитном поле) или с целью ориентации молекул топлив (или молекул присадок) в определенном направлении. В ряде случаев магнитная обработка в переменном магнитном поле используется совместно с гидродина-мической обработкой для усиления гомогенизирующего (или диспергирующего) эффекта обработки топлива.
Электрический разряд может быть использован для ионизации как топлива, так и воздушного заряда для интенсификации протекания пред-пламенных и пламенных процессов. Активизирующим фактором в реакциях, протекающих в электрическом разряде, являются быстрые электроны и в значительно меньшей степени - ионы. Наибольший ионизирующей способностью обладает коронный разряд. Электрический разрядник может быть установлен как в камере сгорания, так и во всасывающем тракте. Большего эффекта следует ожидать в первом случае, поскольку здесь будет происходить ионизация как воздуха, так и топлива. Кроме того, коронный разряд в этом случае осуществляется в объеме камеры сгорания, т.е. там, где протекают предпламенные процессы. Однако высокие давления и впрыск топлива создают значительные трудности в получении и поддержании здесь коронного разряда требуемых параметров.
Радиоактивное излучение стимулирует протекание цепных разветвленных реакций и сводится в конечном итоге к образованию свободных атомов и радикалов. Отличительной особенностью данного способа стимулирования цепных реакций является возможность управлять процессом облучения. Здесь так же, как и при применении электрического разряда, можно осуществлять воздействие в любой период протекания реакции. При обработке топлива радиоактивным излучением ядра радиоактивных элементов испускают различные частицы и электроны. Наибольшим активирующим действием обладают а-частицы и электроны, которые производят ионизацию и диссоциацию молекул топлива
3. Общие выводы и разработка новой концепции
Основным методом топливоподготовки на судах пока является сепарация и фильтрация, однако в этом случае имеют место значительные потери горючих асфальто - смолистых веществ. Потери в существующих системах топливоподготовки создают еще ряд проблем, связанных с утилизацией отходов и прежде всего с охраной окружающей среды.
В настоящее время проблема защиты окружающей среды особенно актуальна. Однако сдача шлама на береговые очистные сооружения связана с дополнительными затратами, особенно в крупных портах. Даже если идти на значительные расходы, технически не всегда возможно на протяжении длительного рейса накапливать отходы топливоподготовки, а применение инсенираторов на судах еще ограничено. Поэтому использование новых систем подготовки тяжелых топлив, исключающих потери асфальто-смолистых веществ и возможность загрязнения рек и озер нефтепродуктами, а также повышающих экономичность дизелей, является важным мероприятием.
На речном транспорте начинает применяться перспективный гидродинамический метод топливоподготовки - гомогенизация. Разработаны опытные образцы поршневых гомогенизаторов топлива, проведены эксплуатационные испытания систем топливоподготовки. Однако эти гомогенизаторы имеют значительную массу и габариты, сложное конструктивное исполнение, малую производительность. Широкомасштабное использование комплексной системы топливоподготовки с применением гомогенизаторов сдерживается ввиду отсутствия отечественных судовых гомогенизаторов топлива, а зарубежные установки имеют большую стоимость. Серьезным препятствием для применения гомогенизаторов на судах является слабая разработка теоретических вопросов гомогенизации.
Наибольшая эффективность процесса гомогенизации и меньшая металлоемкость получены от разработанных гомогенизаторов с применением шестеренных насосов высокого давления.
Сущность обработки топлива в гомогенизаторе состоит в придании топливу большей однородности за счет диспергирования асфальто - смолистых включений. При движении топлива через клапанную щель в результате резкого падения давления и обтекания клапана возникает вакуумная каверна
, которая является центром интенсивной кавитации. При движении топлива через кавитационную зону происходит интенсивное дробление асфальто-смолистых веществ, механических примесей и воды, при этом средний размер асфальто-смолистых веществ, механических примесей и воды в топливе уменьшается с 30 мкм до 3-5 мкм.
Следует отметить, что процесс гомогенизации не является новым. Он широко используется в пищевой и химической промышленности.
Наряду с применяющимися в системах топливоподготовки сепараторами и фильтрационными установками делаются попытки использовать для этих целей генераторы кавитации, гидродинамические роторные аппараты, сопловые диспергаторы, аппараты вихревого слоя.
Способы диспергирования асфальто-смолистых веществ, механических примесей и воды разделяются на механические, гидродинамические, ультразвуковые, кавитационные и инерционные.
По способу использования указанные аппараты делятся на две группы: - аппараты с вращающимися рабочими органами; - аппараты с неподвижными рабочими органами.
К устройствам с вращающимися рабочими органами относится гомогенизатор с вращающимися в противоположных направлениях рабочими органами. Топливо подается в радиальном направлении, например, от центра к периферии. В результате прорези вращающихся рабочих органов либо совмещаются, либо перекрываются. Частота вращения выбирается таким образом, чтобы перекрытие отверстий осуществлялось с частотой, превышающей звуковую.
Работа центробежного гомогенизатора основана на этом же принципе, только топливо идет в осевом направлении, проходя между неподвижным статором, снабженным лопатками, и вращающимся ротором, имеющим такие же лопатки. При вращении ротора с определенной частотой создается такой режим протекания топлива, что в нем возникают ультразвуковые колебания.
Аналогичный принцип действия имеет диспергирующее устройство. Оно представляет собой корпус, в котором вращается ротор-обойма с шарами. Шары катятся по внутренней поверхности корпуса, производя перемешивание и диспергирование частиц топлива.
К устройствам с неподвижными рабочими органами относятся аппараты, в которых получение гомогенизированного топлива осуществляется в неподвижных агрегатах при прохождении обрабатываемого топлива через щели, сопла или при воздействии ультразвука посредством магнитных излучателей. В корпусе находится перегородка с прорезью. При обтекании топливом пластинки, установленной на определенном расстоянии от прорези, последняя начинает колебаться с ультразвуковой частотой, что способствует гомогенизации топлива.
Заключение
Таким образом, все поставленные в данной работе цели и задачи выполнены. Считаю что самым удобным и экономичным способом очистки тяжелого топлива является процесс гомогенизации. Так как после этого процесса повышается ресурс дизеля и уменьшается расход топлива. Цена на моторное топлива почти в двое ниже чем на дизельное.
Что касается проблем выброса углекислого газа в атмосферу, считаю что установка дополнительно катализаторов снизит данную проблему.
Библиографический список
1. Пахомов Ю.А. Топливо и топливные системы судовых дизелей -2004.- 135 с.
2. Возницкий И.В. Топливная аппаратура судовых дизелей Моркнига – 2007. – 128 с.
3. Руководство по применению тяжелых сортов топлив на судах речного флота. - Л. Транспорт. 1982.-80 с.
4. Конаков Г.А., Васильев Б.В. Судовые энергетические установки и техническая эксплуатация флота. - М. Транспорт. 1980-424 с.
5. Папок К. К. Словарь по топливам, смазкам, присадкам и специальным жидкостям / К. К. Папок, Н. А. Рагозин. - М.: Химия, 1987.- 195
6. Чиняев И.А. Судовые системы. Учебник для вузов водного транспорта. – 3-е издание, перераб. и доп. – М.: Транспорт, 1984. – 216с.
7. Справочник судового механика под редакцией А.А. Грицая, Т.2 М: Транспорт, 1974-696-1376с.