Исследование рабочего процесса дизеля при работе на безводном топливе, грубой и микрогетерогенной водотопливной эмульсии

Abstract

Оксиды азота являются наиболее опасными химическими соединениями, находящимися в составе отработавших газов судовых дизелей. Уменьшение содержания оксидов азота является весьма сложной задачей, так как это связано с ограничениями максимальной температуры цикла, термического КПД и, следовательно, с ограничениями по топливной экономичности. Одним из эффективных способов уменьшения концентрации оксидов азота является применение водотопливных эмульсий. Недостатком применения эмульсии является увеличение удельного расхода топлива. Целью работы является исследование возможности одновременного снижения уровня вредных выбросов и расхода топлива при работе дизеля на ВТЭ. В статье приведены описание экспериментальной установки и результаты экспериментальных исследований дизеля Ч10,5/12 на безводном топливе, грубой и микрогетерогенной водотопливных эмульсий с содержанием воды 15% при работе по винтовой характеристике. С использование полученных в ходе испытаний дизеля индикаторных диаграмм выполнен сравнительный анализ рабочего процесса на различных топливах. Полученные результаты выполненных исследований подтвердили эффективность использования микрогетерогенной эмульсии, в сравнении с грубой эмульсией для снижения выбросов оксидов азота с отработавшими газами в судовых дизельных энергетических установках и уменьшения удельного расхода топлива. Nitrogen oxides are the most dangerous chemical compounds which come out with the exhaust gases of marine diesel engines. Reducing nitrogen oxides is challenging due to limitations on maximum cycle temperature, thermal efficiency, and hence fuel economy limitations. One of the effective ways to reduce the concentration of nitrogen oxides is the use of water-fuel emulsions. The disadvantage of using an emulsion is the significant fuel consumption increase. This article describes the experimental setup and the results of experimental studies of a Ч10.5/12 diesel engine on anhydrous fuel, coarse and micro-heterogeneous water-fuel emulsions with a water content of 15% when operating in service. Performance diagrams obtained during the diesel engine tests let the authors get a comparative analysis of the working process using various fuels. The results confirmed the effectiveness of using a micro-heterogeneous emulsion, in comparison with a coarse emulsion, to reduce emissions of nitrogen oxides with exhaust gases in marine propulsion systems and to reduce fuel consumption.