Чертежи » Дипломні і курсові роботи : Дипломний проект (магистратура) - Підвищення ефективності використання спиртового палива в головному ДВЗ річного катера WATERSPREEUW
Дипломний проект (магистратура) - Підвищення ефективності використання спиртового палива в головному ДВЗ річного катера WATERSPREEUW
Коротко о файле:НУК імені адмірала Макарова / Кафедра: ДВЗ / Магістратура / Склад: 9 листів креслення (2 креслення в (.dwg)) + ПЗ 140л. + Додаткова программа для розрахунків ДИЗЕЛЬ РК
Креслення:
Креслення №1 фізико-хімічні властивості палив
Креслення №2 Річний катер СК загальний вигляд
Креслення №3 Двигун МО196 СК загальний вигляд
Креслення №4 Спосіб подачі палива
Креслення №5 Поля витрат та діаграма
Креслення №6 Типи реакцій
Креслення №7 Перетворення этанолу
Креслення №8 Пошук параметрів
Креслення №9 Паливна система
Зміст:
Вступ
1. Проблеми використання нетрадиційних палив в дизелях
1.1 Види нетрадиційних палив та їх виробництво
1.2 Перспективні види сировини для виробництва моторних палив
1.3 Сучасні проблеми застосування альтернативних енергоносіїв
2. Об’єкт дослідження
2.1 Опис катеру WATERSPREEUW
2.2 Опис конструкції двигуна MO196K35
3. Особливості роботи дизельних двигунів на спиртовому паливі
3.1 Використання спиртових палив в світі
3.2 Способи подачі спиртового палива в циліндри двигуна
3.3 Подача спирту в двигун в рідкій фазі
3.4 Займання спиртів від запальної дози дизельного палива
3.5 Займання спиртів від свічки запалення
3.6 Подача спирту в двигун в газоподібній фазі
4. Особливості розрахункової схеми для теоретичних досліджень
4.1 Методика розрахунку програми «Дизель-РК"
4.2 Обґрунтування вибору основних параметрів робочого циклу
4.3 Визначення оптимального значення коефіцієнт надлишку повітря та кута випередження запалення
5. Дослідження ефективності використання термохімічної конверсії спирто-вого палива на двигуні MO196K35
5.1 Загальні відомості
5.2 Дослідження параметрів двигуна при роботі на синтез-газі, отрима-ному шляхом термохімічної конверсії етанолу
5.3 Визначення раціональних меж використання термохімічної конверсії етанолу
6. Охорона праці та охорона навколишнього середовища
6.1 Нормативно-правова та законодавча база охорони на суднах
6.2 Аналіз небезпечних та шкідливих факторів
6.2.1 Небезпечні фактори в машинному відділенні
6.3 Заходи безпеки під час обслуговування та ремонту MO196K35…110
6.4 Дії екіпажу під час гасіння пожежі
7. Аналіз видів і наслідків відмов двигуна
8. Розрахунок загального економічного ефекту від запропонованих технічних рішень
8.1 Визначення економічного ефекту від модернізації і вдосконалення суднового механізму
8.2 Економічні наслідки модернізації енергетичної установки та удосконалення конструкцій і умов роботи суднових механізмів
8.3 Визначення додаткових інвестицій на нововведення
8.4 Розрахунок експлуатаційних витрат судна
8.5 Обчислення техніко-економічних показників проекту
Висновок по проекту
Список використаної літератури
ВИСНОВОК ПО ПРОЕКТУ:
В першому розділі був проведений аналіз використання альтернативних палив у сучасних ДВЗ та було визначено, що одним з найперспективніших є використання спиртового палива, яке має широку сировинну базу та є відновлюваним видом палива.
В якості обєкту дослідження в дипломній роботі розглядається річний катер Waterspreeuw WN10 який представляє собою патрульний човен, призначений для розміщення 3 осіб.
В якості головного двигуна на катері використовується чотирьохтактний наддувний дизельний двигун МО196К35 (типу 6ЧН 8,5/9,4) потужністю 136 кВт при частоті обертання колінчастого валу 3500 об/хв. В даній дипломній роботі було проведене дослідження ефективності заміщення дизельного палива на паливний етанол.
В четвертому розділі був проведений аналіз способів подачі етанолу у двигун. Було прийняте рішення конвертувати дизельний двигун МО196К35 для роботи на етанолі шляхом використання примусового запалювання, як найбільш поширеної та відпрацьованої технології використання спиртового палива.
Використовуючи програмний комплекс Дизель-РК були визначені оптимальний кут випередження запалення (20 градуси до ВМТ) та коефіцієнт надлишку повітря (1.41). В якості обмежувальних характеристик використовувались максимальний тиск згоряння, потужність, а в якості цільових –рівень викидів NOx, питома ефективна витрата палива. Для оптимального режиму побудовано індикаторну діаграму.
Поряд з перевагами етанол має низку недоліків, в основному пов'язаних з відмінностями у фізико-хімічних властивостях (скорочення ресурсу двигуна і елементів енергетичної системи, пов'язані з корозією, погіршенням умов змащення вузлів тертя, істотним обводненням палива), які стримують його широке поширення в ЕУ на базі поршневих ДВЗ.
Одним з перспективних способів використання етанолу, який успішно може бути використаний для сучасних поршневих двигунів та відповідати всім специфічним вимогам, що пред'являються до моторних палив, є використання його у вигляді синтез-газу, отриманого шляхом термохімічної утилізації теплоти відхідних газів.
Суть методу полягає в наступному: під впливом теплоти, яка відбирається у ВГ двигуна в спеціальному пристрої утилізації, відбувається ендотермічна реакція хімічного перетворення етанолу, в результаті якої утворюється суміш горючих газів – синтез-газ, основними компонентами якого є окис вуглецю та водень.
В результаті конверсії хімічна енергія отриманого синтез-газу перевищує енергію вихідного етанолу на величину утилізованої енергії ВГ, яка та-ким чином повторно бере участь в організації робочого циклу.
В програмному комплексі дизель-РК були проведені розрахунки роботи двигуна МО196К35 на синтез-газах, отриманих трьома різними способами: паровою конверсією, вуглекислотною конверсією та по реакції розкладання.
Ефективність застосування ТХУ теплоти ВГ в ДВЗ МО196К35 виконується шляхом порівняння витрат етанолу ge на двигуні й кількості затрачуваного етанолу для отримання синтез-газу на відповідному режимі роботи.
Питома витрата етанолу при паровій конверсії знижується в широкому діапазоні зміни ступеня конверсії 70...100%.
Питома витрата етанолу при вуглекислотній конверсії знижується в широкому діапазоні зміни ступеня конверсії 60...100%.
Питома витрата етанолу при реакції розкладу знижується в широкому діапазоні зміни ступеня конверсії 85...100%.
Перевірка умови реалізації розглянутих способів конверсії етанолу при використанні ТХУ теплоти ВГ, зводиться до порівняння кількості енергії, необхідної для отримання синтез-газу та кількості теплоти, яка виділяється з відхідними газами на режимі роботи двигуна.
При застосуванні парової і вуглекислотної конверсії кількість енергії, яка необхідна для отримання синтез-газу перевищує теплоту, яка виділяється з відхідними газами на даному режимі роботи у всьому діапазоні зміни навантаження двигуна. Без додаткового джерела теплоти застосування парової конверсії та вуглекислотної конверсії етанолу на двигуні проблематично.
При застосуванні реакції розкладання кількість енергії Q, яка необхідна для отримання синтез-газу становить близько 40% від теплоти, яка виділяється з відхідними газами на даному режимі роботи.
Таким чином, встановлено, що для МО196К35, що працює на етанолі застосування ТХУ теплоти ВГ ефективно при конверсії етанолу по реакції розкладання. Запропоновано модернізовану схему паливної системи.
Також були розглянуті питання охорони праці, охорони навколишнього середовища та проведений аналіз видів та наслідків відмов двигуна. Економічний розрахунок підтвердив доцільність конвертації двигуна для роботи на етанолі з системою термохімічної утилізації теплоти відхідних газів.