Физико-химические свойства нефтяных моторных топлив с добавками растительных масел и их влияние на показатели дизеля

Рассмотрены виды биотоплив, используемых в двигателях внутреннего сгорания. Приведены физико-химические свойства растительных масел и их смесей с нефтяным дизельным топливом, а также перспективы их применения в дизелях. Выполнен сопоставительный анализ вязкостей растительных масел и их смесей с нефтяным дизельным топливом. Подтверждено, что вязкость растительных масел существенно отличается от вязкости нефтяного дизельного топлива. Получены аппроксимационные зависимости вязкости этих смесей от состава топлива. Приведены результаты экспериментальных исследований дизеля типа Д-245.12С на нефтяном дизельном топливе и его смесях с добавками растительных масел, при этом исследованы добавки рапсового и подсолнечного масел в нефтяное дизельное топливо. Показана возможность улучшения экологических показателей дизеля при использовании указанных смесевых биотоплив. Приведены зависимости выбросов с отработавшими газами двух наиболее значимых токсичных компонентов --- оксида азота и сажи от содержания атомов кислорода в молекулах рассматриваемых смесевых биотоплив

Литература

[1] Льотко В., Луканин В.Н., Хачиян А.С. Применение альтернативных топлив в двигателях внутреннего сгорания. М.: Изд-во МАДИ, 2000. 311 с.

[2] Марков В.А., Девянин С.Н., Зыков С.А., Гайдар С.М. Биотоплива для двигателей внутреннего сгорания. М.: НИЦ "Инженер", 2016. 292 с.

[3] Использование растительных масел и топлив на их основе в дизельных двигателях / В.А. Марков, С.Н. Девянин, В.Г. Семенов, А.В. Шахов, В.В. Багров. М.: НИЦ "Инженер", 2011. 536 с.

[4] Knothe G., Krahl J., Gerpen J., eds. The biodiesel handbook. AOCS Press, 2005. 286 p.

[5] Bozbas K. Biodiesel as an alternative motor fuel: production and policies in the European Union // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2008. Vol. 12. No. 2. P. 542–552. DOI: 10.1016/j.rser.2005.06.001 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032105000614

[6] Myo T. The effect of fatty acid composition on the combustion characteristics of biodiesel. Japan: Kagoshima University, 2008. 171 p.

[7] Barnwal B.K., Sharma M.P. Prospects of biodiesel production from vegetable oils in India // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2005. Vol. 9. No. 4. P. 363–378. DOI: 10.1016/j.rser.2004.05.007 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S136403210400067X

[8] Utilization of waste vegetable oil methyl ester for diesel fuel / K. Hamasaki, H. Tajima, K. Takasaki, K. Satohira, M. Enomoto, H. Egawa // SAE Technical Paper Series. 2001. No. 2001-01-2021. DOI: 10.4271/2001-01-2021

[9] Morimune T., Yamaguchi H., Konishi K. Exhaust emissions and performance of diesel engine operating on waste food-oil // Transactions of the JSME. Ser. B. 2000. Vol. 66. No. 641. P. 294–299. DOI: 10.1299/kikaib.66.294 URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaib1979/66/641/66_641_294/_article/-char/en

[10] Supple B., Howard-Hildige R., Gonzales-Gomez E., Leahy J.J. The effect of steam treating waste cooking oil of the yield of methyl ester // Journal of the American Oil Chemists Society. 2002. Vol. 79. No. 2. P. 175–178. DOI: 10.1007/s11746-002-0454-1

[11] Карташевич А.Н., Плотников С.А., Товстыка В.С. Применение топлив на основе рапсового масла в тракторных дизелях. Киров: Авангард, 2014. 144 с.

[12] Макрокинетическая трансформация природных липидов для получения моторного топлива / А.Н. Иванкин, В.С. Болдырев, Ю.Н. Жилин, Г.Л. Олиференко, М.И. Бабурина, А.В. Куликовский // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Естественные науки. 2017. № 5. С. 65–80. DOI: 10.18698/1812-3368-2017-5-95-108

[13] Heavy-duty diesel engine performance and emission measurements for biodiesel (from cooking oil) blends used in the ECOBUS project / F. Payri, V. Macian, J. Arregle, B. Tormos, J.L. Martinez // SAE Technical Paper Series. 2005. No. 2005-01-2205. DOI: 10.4271/2005-01-2205

[14] Impact of using biodiesels of different origin and additives on the performance of a stationary diesel engine / A. Sendari, K. Fragioudakis, S. Kalligeros, S. Stournas, E. Lois // Transactions of the ASME. Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2000. Vol. 122. No. 4. P. 624–631. DOI: 10.1115/1.1289385

[15] Уханов А.П., Уханов Д.А., Хохлова Е.А. Адаптация тракторного дизеля к работе на смесевом топливе // Тракторы и сельхозмашины. 2013. № 10. С. 14–16.

[16] Eyring H. Viscosity, plasticity and diffusion as examples of absolute reaction rates // The Journal of Chemical Physics. 1936. Vol. 4. No. 4. P. 283–291. DOI: 10.1063/1.1749836

[17] McAllister R.A. The viscosity of liquid mixtures // AIChE Journal. 1960. Vol. 6. No. 3. P. 427–431. DOI: 10.1002/aic.690060316

[18] Viscosities of the ternary mixture (2-butanol+n-hexane+1-butylamine) at 298.15 and 313.15 K / M. Dominguez, J.I. Pardo, I. Gascon, F.M. Royo, J.S. Urieta // Fluid Phase Equilibria. 2000. Vol. 169. No. 2. P. 277–292. DOI: 10.1016/S0378-3812(00)00332-0 URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378381200003320

[19] Васильев И.П. Влияние топлив растительного происхождения на экологические и экономические показатели дизеля. Луганск: Изд-во ВНУ им. В. Даля, 2009. 240 с.

[20] Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.

[21] Curran H.J., Fisher E.M., Glaude P.A., Marinov N., et al. Detailed chemical kinetic modeling of diesel combustion with oxygenated fuels // SAE Technical Paper Series. 2001. No. 2001-01-0653. DOI: 10.4271/2001-01-0653

[22] Smokeless, low NOx, high thermal efficiency and low noise diesel combustion with oxygenated agents as main fuel / N. Miyamoto, H. Ogawa, N.M. Nurun, K. Obata, T. Arima // SAE Technical Paper Series. 1998. No. 980506. DOI: 10.4271/980506