Технология приготовления и использования биотопливной композиции на сельскохозяйственных тракторах
По результатам анализа состава и условий эксплуатации с.-х. тракторов, а также способов производства и применения биотоплива обоснована структурная схема и модели инновационной ресурсосберегающей технологии обработки и использования рапсового масла в качестве моторного топлива, включающей нейтрализацию жирных кислот с последующим смешиванием масла с дизельным топливом в соотношении (0,7РМн-Ю… Читать ещё >
Содержание
- г}Ээ — коэффициент энергетической эффективности процесса- АЕ — энергетический доход- Э — удельные затраты энергии- {2н — низшая теплотворная способность топлива- Еи — удельные энергетические затраты
— удельные топливные затраты- Ме, N? — эффективная и индикаторная мощности двигателя- а — коэффициент избытка воздуха- г1 — индикаторный КПД- е, Я/ эффективный и индикаторный удельные расходы топлива- Агкр — тяговая мощность трактора-
Мн, Мчах — номинальный и максимальный крутящие моменты двигателя по регуляторной характеристике-
Ркр — тяговое усилие на крюке трактора-
Р/— сила сопротивления качению машины-
Р/ - индикаторное давление- вэ — эксплуатационный вес трактора-
См, Ссц — вес рабочей машины, прицепа, сцепки-
Ст~ массовый расход топлива-
Ж- чистая производительность МТА- цц — цикловая подача топлива-
Км — коэффициент приспособляемости двигателя по крутящему моменту-
Ка — удельное сопротивление рабочих органов орудия при скорости 1/о= 1,4 м/с-
Ку— удельное сопротивление орудия-
V— действительная скорость трактора- g — ускорение свободного падения- ркр — коэффициент использования веса трактора- коэффициент сопротивления качению- д — буксование движителей-
Уме ~ коэффициент вариации момента сопротивления- г]тр — КПД трансмиссии- г]т — тяговый КПД трактора-
Щ Цд, Чг ~ КПД, учитывающие потери энергии на качение, буксование и в движителе- с, — коэффициент загрузки двигателя по крутящему моменту- коэффициент использования мощности двигателя при вероятностной нагрузке.
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Природно-производственные условия использования сельскохозяйственных тракторов в АПК Красноярского края
1.2 Альтернативные моторные топлива для сельскохозяйственных тракторов
1.2Л Эксплуатационные требования к дизельному топливу
1.2.2 Основные виды альтернативных топлив для дизелей
1.3 Технологии производства моторного топлива из растительных масел
1.3.1 Технология производства биодизеля
1.3.2 Способ производства смесевого топлива из семян рапса
1.4 Показатели эффективности и надёжности тракторных дизелей при использовании биотоплива
1.4.1 Энергетические и топливно-экономические показатели
1.4.2 Показатели топлив, определяющие надёжность тракторных дизелей
1.4.3 Экологические и общетехнические показатели
1.4.4 Адаптация сельскохозяйственных тракторов к использованию биотоплива
1.5 Оценка эффективности производства и использования рапсового масла в качестве моторного топлива на сельскохозяйственных тракторах
1.6 Выводы по разделу и задачи исследования
2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАПСОВОГО МАСЛА В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ 39 ТРАКТОРАХ
2.1 Структурная схема и модели технологии приготовления моторногод топлива на основе рапсового масла
212 Структурная схема оценки эффективности использования — альтернативного топлива
2.3 Модели и алгоритм оценки технического уровня трактора при использовании альтернативного топлива на основе рапсового масла
2.4 Моделирование периодического процесса обработки рапсового масла для получения основы биотопливной композиции
2.4.1 Схема процесса нейтрализации рапсового масла
2.4.2 Моделирование параметров периодического процесса приготовления ^ биотопливной композиции
2.5 Расчётные показатели и характеристики дизелей на разных топливах
2.6 Показатели технического уровня тракторов при использовании ^ биотопливных композиций
2.7 Выводы по разделу
3 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Программа экспериментальных исследований
3.2 Объекты экспериментальных исследований
3.3 Методика оценки эффективности процесса нейтрализации рапсового масла
3.4 Методика оценки надёжности топливной системы дизеля при работе на смесевом топливе
3.5 Методика лабораторно-стендовых испытаний двигателей и трактора
3.6 Методика полевых и производственных испытаний
3.7 Обработка результатов экспериментов и оценка технического уровня трактора
3.8 Выводы по разделу
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Оценка эффективности процессов обработки рапсового масла и приготовления биотоплива
4.1.1 Обоснование параметров процесса нейтрализации рапсового масла
4.1.2 Выход продуктов после нейтрализации рапсового масла и энергетические затраты на производство смесевого топлива
4.1.3 Основные характеристики смесевого топлива
4.2 Результаты стендовых испытаний топливных систем тракторов при работе на смесевом топливе
4.2.1 Результаты стендовых испытаний топливной аппаратуры
4.2.2 Адаптация системы питания дизеля для работы на смесевом топливе
4.2.3 Показатели надёжности РТИ топливной системы дизеля при работе на смесевом топливе
4.3 Результаты сравнительных испытаний дизелей
4.3.1 Энергетические и топливные показатели дизелей на разных топливах
4.3.2 Экологические показатели тракторных дизелей при работе на разных топливах
4.4 Технико-экономические показатели тракторных агрегатов при использовании биотопливных композиций
4.5 Технический уровень универсально-пропашных тракторов при использовании смесевого топлива
4.6 Выводы по разделу
5 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАПСОВОГО МАСЛА В КАЧЕСТВЕ МОТОРНОГО ТОПЛИВА НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТРАКТОРАХ
5.1 Оценка эффективности технологии производства моторного ^ ^ ^ топлива на основе рапсового масла
5.2 Оценка эффективности использования моторного топлива на основе ^ ^ ^ рапсового масла при выполнении технологических операций
5.3 Выводы по разделу 142 ОБЩИЕ
ВЫВОДЫ 143 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ
СПИСОК 145
ПРИЛОЖЕНИЯ
Список литературы
- Аблаев, А.Р. Производство и применение биодизеля: справочное пособие Текст. / А. Р. Аблаев и [др.]. М.: АПК и ППРО, 2006. — 80 с.
- Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. /Ю.П. Адлер, Е. В. Маркова, Ю. В. Грановский. -М.: Наука, 1976. -280 с.
- Аржанухин, Г. В. Эксплуатационные материалы: топливо, смазочные материалы и технические жидкости Текст.: учебное пособие. М.: МГИУ, 2006.-83 с.
- Бубнов, Д.В. Адаптация сельскохозяйственного трактора к работе на рапсовом масле Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук / Д. В. Бубнов. —М- 1996.
- Варшавский, И.Л. Как обезвредить отработавшие газы автомобилей Текст. / ИЛ: Варшавский, Р. В. Малов.—М.: «Транспорт», «1968. -128 с.
- Веденяпин, Г. В. Общая методика экспериментального исследования и обработкиопьпныхданных Текст./Г.В. Веденяпин.—М.: Колос, 1967, — 159 с.
- Власов, ПА. Особенности эксплуатации дизельной топливной аппаратуры Текст. / П. А. Власов. М.: Ахропромиздат, 1987. -127 с.
- Говорущенко, HJL Экономия топлива и снижение токсичности на автотранспорте Текст. / НЯ. Говорущенко.—Ml: Транспорт, 1990 —154 с.
- Отчёт ГНУ ГОСНИТИ по теме № 09.02.04.03 «Разработать технологию и оборудование для производства биотоплива для дизелей на основе рапсового масла в условиях Восточной Сибири». —¦Mi,—2008 46 с.
- ГОСТ 18 509–88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний Текст. -М: Изд-во стандартов, 1990. 58 с.
- ГОСТ 7057–81. Тракторы сельскохозяйственные. Методы испытаний Текст.-М.: Изд-во стандартов, 1985.-24 с.' 20. ГОСТ 8988–2002. Межгосударственный стандарт. Масло рапсовое Технические условия. Издание официальное. М.: ИГЖ Изд-во стандартов- 2002−19 с.
- ГОСТ Р 41.49−2003. (Правила ЕЭК ООН № 49) «Единообразные предписания, касающиеся сертификации двигателей с воспламенением от сжатия, в отношении выбросов вредных веществ». — М-: Изд-во стандартов, 2003-—148 с: -.1 • ¦
- Городецкий, С.Н. Тяговые испытания колёсных тракторов Текст. / С. Н. Городецкий, В. А Щегров: метод, указания к лабораторным работам- Краснояр. гос. аграр. ун-т. — Красноярск, 1996.—21 с.
- Григорьев, Е.Г. Газобаллонные автомобили Текст. /Е.Г. Григорьев, Б. Д. Колубаев, В. И: Ерохов [и др.]. М.: Машиностроение, 1989. — 216 с.
- Данилов, А.М. Применение присадок в топливах автомобилей Текст. / А. М. Данилов.-М.: Химия, 2000.
- Девянин, С. Н. Улучшение экологических показателей тракторных дизелей при использовании смесевош биотоплива Текст. / С. Н. Девянин, В. А. Марков, Д. А. Коршунов // Безопасность жизнедеятельности. — 2005. —12.—27. — С. 27−23.
- Девягин, С.Н. Где взять топливо для дизелей Текст. / С. Н. Девягин, В. А. Марков, E.H. Пономарев // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -2005.-№ 7.-С. 14.
- Девягин, С.Н. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей Текст. / С. Н. Девягин, В. А. Марков, BP. Семенов. — Харьков: Новое слово, 2007.-452 с.
- Доржеев, A.A., Технология производства биотоплива из семян рапса на предприятиях АПК Текст. / A.A. Доржеев, Д. А. Санников // Молодые учёные -науке Сибири: сб. ст. мол. уч. Вып. 3. Ч: П / Краснояр. гос.аграр. унт. — Красноярск, 2008.-С. 122−125.
- Дубовкин, Н.Ф. Справочник по углеводородным топливам и их продуктам сгорания Текст. / Н. Ф. Дубовкин. -М.: Госэнергоиздат, 1962. 278 с.
- Ерохов, В.И. Физико-химические и моторные свойства газового топлива Текст. // АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. -2003.-№ 5.-С. 69−71.
- Зангиев, A.A. Эксплуатация машинно-тракторного парка Текст. / A.A. Заншев, A.B. Шпилько, А. Г. Левшин. — М.: КолосС, 2007.-320 с.
- Земсков, В.И. Эксплуатация и техническое обслуживание оборудования кормоцехов Текст. /В.И. Земсков. -М.: Россельхозиздат, 1982.-208 с.
- Кавецкий, Г. Д. Технологические процессы и производства (пищевая промышленность) Текст. /Т.Д. Кавецкий, A.B. Воробьёва. -М.: КолосС, 2006.
- Кириллов, Н.Г. Альтернативные моторные топлива XXI века Текст. / Н. Г. Кириллов // АвтоГазоЗаправочный Комплекс + Альтернативное топливо. 2003. — № 3.-С. 58−63.
- Кириллов Н.Г. Что Россия может предложить «Большой восьмерке» // Энергетика й промышленность России, № 11,2005. С. 6−7.
- Ковальчук, А.Н. Методика биоэнергетической оценки технологических процессов в животноводстве Текст. // Совершенствование средств механизации и технологий с.-х. производства: сб. науч. тр. КрасГАУ / А. Н. Ковальчук. Красноярск, 1994.-С. 24−35.
- Коженин, A.B. Влияние альтернативных топлив на смазывающие свойства моторных масел Текст. / A.B. Коженин // Нефтепереработка и нефтехимия. —1986. — № 3.
- Колчин, А.И. Расчёт автомобильных и тракторных двигателей Текст.:учеб: пособие для вузов / АЛ Колчин, В: Ф. Демидов. 3-е изд., перереб. и доп. -М.:1. Высш. ппс, 2002.-496 с. '148
- Краснощеков, Н.В. Адаптация тракторов Иг автомобилей к работе на биотопливе Текст. / ELB. Краснощеков, Г. С. Савельев, А. Д. Шапкайц [и др.] // Тракторы и сельскохозяйственные машины. -1994. -№ 12. С. 12—13.
- Крупкин, ГШ. Черноземы Красноярского края / ПИ. Крупкин- Краснояр. гос. ун-т. Красноярск, 2002. — 332 с.
- Ксеневич, И.П. Концепция непрерывной информационной поддержки жизненного цикла (CALS-технологии) сельскохозяйственных мобильных энергетических свойств / И. П. Ксеневич, JI.C. Орсик, В. Г. Шевцов. М.: ФГНУ Росинформагротех, 2004. — 144 с.
- Кузнецов, A.B. Топливо и смазочные материалы Текст. / A.B. Кузнецов. М-.: КолосС, 2004. -199 с.
- Кульчицкий, А.Р. Транспорт и парниковые газы Текст. / А. Р. Кульчицкий, В. В. Эфрос // Автомобильная промышленность. — 2005, — № 6. С. — 5−8.
- Курочкин, A.A. Основы расчёта и конструирования машин и аппаратов перерабатывающих производств Текст. / A.A. Курочкин, В.М. Зимняков- под ред. A.A. Курочкина. -М.: КолосС, 2006. 320 с.
- Кутенев, В.Ф. Экологически чистые альтернативные топлива. Перспективы применения Текст. / В. Ф. Кутенев, В. Ф. Каменев, И. М. Никитин // Автомобильная промышленность. — 1997. —№ 11. — С. 24−25.
- Кутьков, Г. М: Тракторы и автомобили. Теория и технологические свойства Текст. / Г. М. Кутьков. -М.: Колос, 2004. 504 с.
- Ларин, А.Н. Общая технология отрасли: учеб. пособие Текст. / А.Н. Ларин- Иван, гос.-хим. технол. ун-т. Иваново, 2006. — 76 с.
- Лисунов, В.В. Обработка почвы в Восточной Сибири Текст. / РАСХН. Сиб. отд-ние. Краснояр. НИИСХ. -Нвосибирск, 2002. 276 с.149
- Лихачев, B.C. Испытания тракторов Текст. / B.C. Лихачев. М.: Машиностроение, 1974. — 288 с.
- Луканин, В.Н. Экологически чистая автомобильная энергоустановка: понятие и количественная* оценка. Итоги науки и техники. Автомобильный и городской транспорт. Текст. / В. Н. Луканин, Ю. В. Трофименко. — М.: ВИНИТИ, 1994.-271 с.
- Магарил, Е.Р. Моторные топлива: учебное пособие Текст. / Е. Р. Магарил, Р. З. Магарил. М.: КДУ, 2008. -160 с.
- Макаревский, A.C. Разработка методов расчёта сажеобразования и снижение дымности отработавших газов при набросе нагрузки дизеля Текст.: A.C. Макаревский // автореф. дис. канд. техн. наук. — М., 2007.
- Максименко, Н.М., Технология производства биотоплива на основе рапсового масла для дизелей АПК Текст. / Н. М. Максименко, A.A. Доржеев // Теоретический-научно-практический журнал МТС — 2009. — № 3. — С. 32−34.
- Марков, В.А. Токсичность отработавших газов дизелей Текст. / В. А. Марков, P.M. Бапшров, И. И. Габитов. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002.-376 с.
- Марченко, А.П. Расчётно-экспериментальные исследования по оценке влияния подогрева альтернативных топлив на показателя работы дизеля Текст. / А. П. Марченко [и др.] // Двигатели внутреннего сгорания. — 2005.—№ 1. С. 8−17.
- Незавитин, А.Г. Проблемы сельскохозяйственной экологии Текст. / А. Г. Незавитин, В. Л. Петухов, А. Н. Власенко [и др.] — Новосибирск: Сибирская издательская фирма РАН, 2000. 255 с.
- Николаенко, A.B. Повышение эффективности использования тракторных дизелей Текст. / A.B. Николаенко, В. Н. Хватов. — Л.: Агропромиздат, 1986.-91 с.
- Николаенко, A.B. Теория, конструкция и расчёт автотракторных двигателей Текст. / A.B. Николаенко. М.: Колос, 2002. — 335 с.
- Перспективные автомобильные топлива Текст. Пер. с англ.— М.: Транспорт, 1982. 319 с.
- Пилипенко, Т.В. Товароведение и экспертиза пищевых жиров Текст. / Т. В. Пилипенко [и др.]: учеб. СПб: ГИОРД, 2006. — 384 с.
- Погорелый, Л.В. Индустриализация агропромышленного комплекса (Текст. /Л.В. Погорелый. -Киев: Техника, 1984.-200 с.
- Разлейцев, Н.Ф. Моделирование и оптимизация, процесса «сгорания в дизелях Текст. /Н.Ф. Разлейцев. -Харьков: Вшцашкола, 1980.-169 с.•151
- Рапс культура XXI века: аспекты использования на продовольственные, кормовые и энергетические цели Текст.: сб. науч. докл. на Междунар. науч.-практ. конф. 15−16 июля 2005 г. — Липецк, 2005- - 547 с.
- Рапс озимый и яровой Текст. —М.: Изд-во стандартов, 1999.
- Санников, ДА. Повышение эффективности использования почвообрабатывающих агрегатов при работе трактора на рапсовом масле Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук / Д. А. Санников. Красноярск, — 2009.
- Санников, Д. А. Эффективность применения альтернативных топлив на основе растительных масел Текст. / ДА. Санников, Н. И. Селиванов // Молодые ученые науке Сибири: сб. тр. мол. уч. Вып. 2. / КрасГАУ. — Красноярск, — 2006. — С. 32−34.
- Селиванов, Н. И Модели и алгоритм оценки технического уровня трактора при использовании альтернативного топлива Текст. /Н.И. Селиванов, A.A. Доржеев, В. Н. Запрудский // Вестн. КрасГАУ.—Красноярск, 2011.- Вып. 2. С. 158—166.
- Селиванов, НИ. Оценка технического уровня трактора при использовании альтернативного топлива Текст. / Н. И. Селиванов, Д. А. Санников, А. А. Доржеев // Вестн. КрасГАУ.-Красноярск, 2011-Вып. 2. С. 144−149.
- Селиванов, НИ. Оценка эффективности рабочего цикла дизеля на различных топливах Текст. / Н. И. Селиванов, ДА. Санников, А. А. Доржеев // Вестн. КрасГАУ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. — Красноярск, 2008 г. — Вып. 2. — С. 144−149 с.
- Селиванов, Н.И. Перспективы технического перевооружения сельского хозяйства Красноярского края Текст. / Н. И. Селиванов, Э. Г. Шрайнер // Вестн. КрасГАУ. 2007. — № 4. — С. 124−129.
- Селиванов, НИ. Сравнительная оценка эффективности тракторов Текст. / Н. И. Селиванов, В. Н Запрудский, Н. В. Кузьмин // Вестн. КрасГАУ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. -Красноярск, 2010 г.—Вып. 5.—С. 119−126.
- Селиванов, НИ. Тракторы и автомобили: курсовое' и дипломное проектирование Текст.: учеб. пособие / НИ. Селиванов- Краснояр. гос. аграр. ун-т. -Красноярск, 2006. -156 с.
- Селиванов, Н.И. Тяговые испытания трактора Текст.: метод, указания / Н. И. Селиванов, Д.А. Санников- Краснояр. гос. аграр. ун-т. — Красноярск, 2010 — 43 с.
- Селиванов, Н.И. Эксплуатационные свойства сельскохозяйственных тракторов Текст.: учеб. пособие / Н.И. Селиванов- Краснояр. гос. аграр. ун-т. — Красноярск 2010. 347 с.
- Селимое, И.К. Эколош-экономические аспекты развития производства моторных топлив в США Текст.: обзор. Информация / И. К. Селимое, A.A. Абросимов. — М.: ЦНИИТЭНефтехим, 1991. Вып. 5. — серия «Охрана окружающей среды».
- Семёнов, В.Г. Влияние физико-химических показателей биодизельнош топлива на параметры дизеля и его эколого-эксплуатационные характеристики Текст. / В. Г. Семёнов, C.B. Рудаченко // Тракторы и сельхозмашины. 2010. — № 1. -С. 8−10.
- Семёнов, В.Г. Оптимизация состава бинарного альтернативного дизельного топлива Текст. / В. Г. Семенов // Химмотология. — 2003. № 4. — С. 29−32.
- Семёнов, В.Г. Экономические и экологические показатели дизеля при работе на биодизельных топливах разных сортов Текст. / В. Г. Семёнов, И. П. Васильев, В. В. Даля // Тракторы и сельхозмашины. 2009. — № 3. — С. 7−8.
- Скотников, В.А. Основы теории и расчёта трактора и автомобиля Текст. / В. А. Скотников, A.A. Мащенский, A.C. Солонский. М.: Агропромиздат, 1986. — 383 с.
- Смайлис, В.В. Моторные испытания РМЭ на высокооборотном дизеле воздушного охлаждения Текст. / В. В. Смайлис, [и др.] // Двигателестроение. -2005.- № 4. С. 45−49.
- Терентьев, Г. А. Моторные топлива из альтернативных сырьевых ресурсов Текст. / ГА. Терентьев, В. М. Тюков, Ф. В. Смаль. М.: Химия, 1989.
- Тютюнников, Б.Н. Химия жиров. Текст. / Б. Н. Тютюнников, З. И. Бухштаб, Ф. Ф. Гладкий [и др.] -М.: Колос, 1992.-448 с.
- Цугленок, Г. И. Методология и теория системы исследований энерготехнологических процессов Текст. / Г. И. Цугленок // Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2003. -193 с.
- Цугленок, Н.В. Энергосберегающая технология и технические средства производства растительных экологически безопасных кормов в условиях Красноярского края Текст. / Н. В. Цугленок, В.В. Матюшев- Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2005. -146 с.
- Яровенко, B.JI. Технология спирта Текст. / B.JI. Яровенко, В. А. Маринченко и др. М.: Колос-пресс, 2002.—465 с.
- Adiwar, A. The Possibility of the Utilization of Crude Palm Oil as Direct Automotive Diesel Oil Blender Viewed from Its Specification / A. Adiwar, M: Rahman, N.R.I. Iskander, A. Asmunih. SAE Paper 961 179,1996.
- AH, Y. and M. A Hanna, Alternative Diesel Fuels from Vegetable Oils // Bioresource Technology, 1994.—V. 50.