авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 | 2 ||

технология ПРИГОТОВЛЕНИЯ и использования БИОТОПЛИВНОЙ КОМПОЗИЦИИ на сельскохозяйственных

-- [ Страница 3 ] --

По установленной экспериментами закономерности, эффективная работа дизеля обеспечивается предварительным подогревом СТ до температуры 65 – 70 0С, что достигается установкой теплообменного аппарата в линию низкого давления перед фильтром тонкой очистки (патент РФ № 2305791).

Органолептическая оценка состояния РТИ ТНВД в испытуемых образцах биотопливных композиций на основе РМ показала, что в течение 72 ч произошло изменение внешнего вида и структуры изделий, залитых СТ (появилась отчётливо заметная их поверхностная разрыхленность и отклонение до 30% от изначальной формы), что отсутствует у изделий, находившихся в нейтрализованном образце (СТн).

Указанное изменение размеров и структуры РТИ объясняется высокой агрессивностью биотопливной композиции на основе масла-сырца. Повышенная кислотность (более 5 мг КОН/г) снижает термоокислительную стабильность рапсового масла и смеси в целом, что приводит к корродированию используемых материалов даже с повышенными маслостойкими свойствами.

На основании вышеизложенных результатов произведена оценка комплексного показателя надёжности топливной системы и двигателя в целом при использовании альтернативного топлива. Коэффициент готовности трактора при использовании СТ составил 0,94, на СТн–0,96. Относительный показатель надёжности на СТ снизился до 0,65.

Экспериментами установлена высокая достоверность расчётного моделирования энергетических и топливно-экономических показателей дизелей. Применение смесевого топлива на основе РМн сопровождается улучшением вышеприведённых показателей, приближая их к значениям, полученным на ДТ.

При работе дизелей на СТ без нейтрализации РМ происходит снижение мощности на 7–8% и увеличение часового расхода топлива на 7–9% по сравнению с ДТ. При работе на смеси 70% нейтрализованного РМн и 30% ДТ наблюдается улучшение указанных показателей на 3–4 % по сравнению с образцом предыдущего испытуемого топлива.

Показатель дымности ОГ при полной нагрузке на ДТ снижается от 0,21 м-1 при n=1450 мин-1 до 0,14 м-1 при 1850 мин-1. На смесевом топливе это снижение составляет 0,23 до 0,11 м-1. При нейтрализации смесевого топлива показатель К в указанном скоростном диапазоне снизится от 0,20 до 0,09 (рис. 6). Аналогичные показатели получены на режимах холостого хода и свободного ускорения. Таким образом, применение нейтрализованного рапсового масла в смесевом топливе позволяет на основных нагрузочно-скоростных режимах работы дизеля по регуляторной характеристике уменьшить дымность отработавших газов с 0,15–0,14 до 0,10–0,09 м-1, т.е. в 1,5 раза.

Указанное снижение дымности отработавших газов при нейтрализации рапсового масла объясняется, в первую очередь, уменьшением вязкости и плотности смесевого топлива, что приводит к более быстрому и полному его сгоранию. Это имеет существенное значение при работе трактора в закрытых животноводческих помещениях и теплицах. Сравнительная оценка экспериментальных и расчетных значений показателей использования времени смены технической
Рисунок 6 – Показатель дымности отработавших газов дизеля Д-21А на корректорной ветви регуляторной характеристики (режим полной нагрузки)


производительности энергетических и топливных затрат при использовании биотопливных композиций на основе рапсового масла (табл. 5) позволила установить их количественные характеристики для определения комплексного показателя технического уровня универсально-пропашных тракторов.

Таблица 5 – Сравнительная оценка показателей эффективности универсально-пропашных тракторов при использовании биотопливных композиций

Операция Топ-ливо Полевые испытания Моделирование
Культивация сплошная СТ 0,913 0,987 1,106 0,915 0,985 1,087 0,998 1,017
СТн 0,966 0,972 1,049 0,958 0,981 1,043 1,008 1,006
Перевозка грузов СТ 0,927 1,005 1,060 0,930 1,012 1,070 0,997 0,991
СТн 0,970 0,988 1,032 0,968 0,990 1,045 1,002 0,988

С учетом полученных результатов для оценки технического уровня универсально-пропашных тракторов при использовании биотопливных композиций на основе рапсового масла можно принять следующие значения обобщенных показателей производительности и топливной экономичности: для СТ – =0,92, =1,083; для СТн – соответственно 0,968 и 1,040.

Использование при регрессивном анализе разработанных моделей позволило получить зависимость комплексного показателя технического уровня по четырем относительным показателям в виде

. (22)

По степени влияния на комплексный показатель технического уровня обобщенные показатели распределились следующим образом: производительность; удельная стоимость процесса; надежность агрегатов топливной системы дизеля; дымность отработавших газов. Коэффициент уравнения регрессии ао=0,030 представляет собой характеристику влияния неучтенных параметров на комплексный показатель технического уровня трактора. Достоверность и значимость коэффициентов управления регрессии подтверждена величиной коэффициента детерминации 0,86 при доверительной вероятности 0,9.

Действительные , рассчитанные по уравнению (25) и приведенные относительно на дизельном топливе, относительные значения комплексного показателя технического уровня представлены в таблице 6.

Таблица 6 – Показатели оценки технического уровня универсально-пропашных тракторов при использовании биотопливных композиций

Вид топлива
jpg">
ДТ 1,0 1,0 1,0 0 1,0 0,910 1,00
СТ 0,920 1,083 0,925 0,214 0,653 0,836 0,919
СТн 0,968 1,040 0,950 0,357 1,0 0,930 1,022

Показатель технического уровня тракторов на дизельном топливе равен 0,910, что ниже экстремального (максимального) на 0,09 из-за высокой дымности отработавших газов (э=0). Его значение на СТ при максимально-допустимой стоимости=0,925 достигает 0,836, в основном из-за низкого показателя надёжности=0,653. Наилучший показатель технического уровня =0,930 имеют тракторы на СТн, что обусловлено наиболее высоким показателем экологичности =0,357.

При =1,0 значения указанного относительного показателя составляют =0,919 и =1,022. Для обеспечения =1,0 показатель стоимости не должен превышать 0,753, а цена рапсового масла для его приготовления соответственно СРМ0,650СДТ. Снижение показателя стоимости СТн до =0,790 при указанной цене РМ обеспечивает =1,00 или =1,099.

Анализ полученных результатов показал, что использование приготовленной по разработанной технологии биотопливной композиции на основе нейтрализованного рапсового масла позволяет достигнуть и даже превысить технический уровень универсально-пропашных тракторов на дизельном топливе.

В пятом разделе «Оценка эффективности технологии обработки и использования рапсового масла в качестве моторного топлива на сельскохозяйственных тракторах» приведен расчёт технико-экономических показателей производства биотопливной композиции на основе РМ и использование их при работе МТА. Годовая прибыль от внедрения технологии производства и использования СТн на предлагаемых тракторах МТЗ-82.1 и Т-25А составит 128,4228 и 40,0531 тыс. руб/год при сроке окупаемости ПТЛ 3,68 года.

Общие выводы


1. 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+0,3ДТ) по объёму и подачу подогретой до 60–65°С биотопливной композиции СТн в цилиндры без существенных конструктивных изменений в дизеле и неизменных регулировочных параметрах топливной аппаратуры.

2. Предложенные математические модели и критерии позволили реализовать систему поэтапной оценки эффективности процессов обработки рапсового масла и применения предлагаемой биотопливной композиции с установлением закономерностей формирования и алгоритма сравнительной оценки показателей эксплуатационных свойств и технического уровня с.-х. трактора.

3. По результатам поэтапного моделирования показателей эффективности, определяющих технический уровень универсально-пропашных тракторов, установлено:

– на основной обработке почвы и транспортной операции использование СТ приводит к снижению потенциальной производительности и ухудшению топливной экономичности соответственно на 5,5–8,7 и 7,3–8,5 %;

– применение СТн на основе нейтрализованного рапсового масла до 4 % улучшает технико-экономические показатели агрегатов, приближая их к полученным на ДТ значениям;

– эффективность использования СТн по удельным денежным затратам обеспечивается при его стоимости (0,945-0,954)СДТ.

4. Полученные результаты стендовых испытаний позволили:

– подтвердить достоверность положений теоретического анализа и установить рациональную по эффективности циклическую технологию (патент РФ № 2393209) обработки рапсового масла 20% щелочью КОН для нейтрализации жирных кислот при выходе 94% нейтрализованного масла и 6% глицерина: оптимальная температура процесса в нейтрализаторе-смесителе 70 °С, количество КОН – 0,3%, частота вращения лопастей мешалки – 60 мин-1, продолжительность процесса – 5–7 минут при энергетическом КПД – 0, 958;





– определить основные показатели качества смесевого топлива на основе нейтрализованного рапсового масла (0,7 РМн+0,3 ДТл), которые не значительно отличаются (Qн=39,292 МДж/кг; ЦЧ=41; 70=845 кг/м3; 70=7,5 сСт) от соответствующих показателей летнего дизельного топлива, что характеризует возможность его эффективного использования в тракторных дизелях при подогреве до 60–70 °С без изменения регулировочных параметров и периодичности технического обслуживания дизельной топливной аппаратуры;

– установить, что использование для приготовления смесевого топлива СТн нейтрализованного рапсового масла РМн обеспечивает улучшение энергетических и топливно-экономических показателей на 3–4%, снижение дымности отработавших газов ОГ тракторных дизелей со свободным впуском в 1,5–2,1, а также повышение в 1,54 раза ресурса РТИ их топливной системы.

5. Результатами сравнительных лабораторно-полевых испытаний установлено, что использование предлагаемой биотопливной композиции в качестве моторного топлива обеспечивает наивысшее значение комплексного показателя технического уровня универсально-пропашных тракторов (0,930) за счёт лучшего показателя экологичности при снижении производительности и топливной экономичности почвообрабатывающих и транспортных агрегатов соответственно на 3,0–3,4 и 3,2–3,9%.

6. Экономическая эффективность предлагаемой технологии производства моторного топлива на основе РМ для предприятия с годовой потребностью в топливе 300 – 500 т составляет 543,9168 тыс. руб. при сроке окупаемости ПТЛ 3,68 года. Использование при работе универсально-пропашных тракторов предлагаемой биотопливной композиции на основе нейтрализованного РМ увеличивает до 3,8% приведённые эксплуатационные затраты, однако с учётом энергетической составляющей побочных продуктов прибыль при эксплуатации тракторов МТЗ-82.1 и Т-25А составит 128,4228 и 40,0531 тыс. руб./год.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы

а) в рекомендованных ВАК изданиях:

1. Селиванов, Н.И. Использование смесевого топлива на основе растительных масел в автотракторных дизелях / Н.И. Селиванов, А.А. Доржеев // Вестн. КрасГАУ. – Красноярск, 2007. – Вып. 1. – С. 238–242.

2. Селиванов, Н.И. Оценка эффективности рабочего цикла дизеля на различных топливах / Н.И. Селиванов, Д.А. Санников, А.А. Доржеев // Вестн. КрасГАУ. – Красноярск, 2008. – Вып. 2. – С. 232–238.

3. Селиванов, Н.И. Оценка технического уровня трактора при использовании альтернативного топлива / Н.И. Селиванов, Д.А. Санников, А.А. Доржеев // Вестн. КрасГАУ.– Красноярск, 2011.– Вып. 2. – С. 144–149.

4. Селиванов, Н.И. Модели и алгоритм технического уровня трактора при использовании альтернативного топлива / Н.И. Селиванов, А.А. Доржеев, В.Н. Запрудский // Вестн. КрасГАУ.– Красноярск, 2011.– Вып. 2. –С. 158–166.

5. Пат. 2393209 Российская Федерация, МПК51 C 11 C 3/04. Способ производства биотоплива на основе рапсового масла для автотракторных дизелей / Н.И. Селиванов, Д.А. Санников, А.А. Доржеев; заявитель и патентообладатель ФГОУ ВПО КрасГАУ.  – № 2008140024/13; заявл. 18.10.2008 ; опубл. 20.04.2010, Бюл. № 11 (II ч.). – 3 с.

б) в других изданиях

6. Доржеев, А.А. Применение рапсового масла в дизеле универсально-пропашного трактора / А.А. Доржеев, Д.А. Санников // Молодежь и наука – третье тысячелетие: мат-лы Всерос. науч. конф. студ., асп. и мол. уч. Ч. II / КРО НС «Интеграция». – Красноярск, 2006. – С. 231–233.

7. Доржеев А.А. Применение рапсового масла в дизеле трактора Т-25А / А.А. Доржеев, Д.А Санников // Студенческая наука – взгляд в будущее: мат-лы Всерос. студ. науч. конф. Ч. 3 / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2007. – С. 238–239.

8. Доржеев А.А. Способ очистки растительного масла для получения биотоплива / А.А. Доржеев // Инновационные тенденции развития агропромышленного комплекса России: мат-лы II Междунар. (заочной) науч.-практ. конф. мол. уч. Ч. 1 / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2009. – с. 137–138.

9. Доржеев, А.А., Технология производства биотоплива из семян рапса на предприятиях АПК / А.А. Доржеев, Д.А. Санников // Молодые учёные – науке Сибири: сб. ст. мол. уч. Вып. 3. Ч. II / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2008. – С. 122–125.

10. Санников, Д.А. Применение рапсового масла в универсально-пропашных тракторах / Д.А. Санников, А.А. Доржеев, Н.И. Селиванов // Современные тенденции развития АПК в России: мат-лы V Междунар. науч.-практ. конф. мол. уч. Сибирского федерального округа. Ч. 1 / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2007. – С. 104–106.

11. Селиванов, Н.И. Технология производства биотоплива на основе рапсового масла / Н.И. Селиванов, А.А. Доржеев. // Машинно-технологическое и сервисное обеспечение сельхозтоваропроизводителей Сибири: мат-лы Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рождения акад. ВАСХНИЛ А.И. Селиванова (п. Краснообск, 9 – 11 июня 2008 г.) / Россельхозакадемия. Сиб. отд-е. ГНУ СибИМЭ. – Новосибирск 2008. – 648 с.

12. Селиванов, Н.И. Технологические затраты производства биотоплива на основе рапсового масла / Н.И. Селиванов, А.А. Доржеев. // Ресурсосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: прил. к «Вестнику КрасГАУ»: сб. науч. ст. Вып. 5 / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2009. – с. 30–31.

13. Селиванов, Н.И. Методика экспериментальной оценки системы адаптации тракторных дизелей к работе на рапсовом масле / Н.И. Селиванов, Д.А. Санников, А.А. Доржеев // Ресурсосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: прил. к «Вестнику КрасГАУ»: сб. науч. ст. Вып. 4 / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2007. – с. 55–58.

14. Максименко Н.М., Технология производства биотоплива на основе рапсового масла для дизелей АПК / Н.М. Максименко, А.А. Доржеев // Теоретический научно-практический журнал МТС. – 2009. – №3. – С. 32 – 34.

15. Доржеев А.А. Проблема использования биотоплива и рабочих жидкостей на основе рапсового масла / А.А. Доржеев, И.А. Хорош // Инновации в науке и образовании: опыт, проблемы, перспективы развития: мал-лы Всерос. очно-заоч. науч.-практ. и науч.-метод. конф. с междунар. участием. Ч.2. Инновации в научно-практической деятельности / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2010. – С. 47–49.

16. Хорош И.А. Опыт использования альтернативного топлива и рабочей жидкости на основе рапсового масла / И.А. Хорош, А.А. Доржеев, Н.В. Кузьмин // Ресурсосберегающие технологии механизации сельского хозяйства: прил. к «Вестнику КрасГАУ»: сб. науч. ст. Вып. 6 / Краснояр. гос. аграр. ун-т. – Красноярск, 2010. – С. 5–9.

17. Доржеев А.А. Производство биотоплива на основе рапсового масла / А.А. Доржеев // Проблемы современной аграрной науки: мат-лы Междунар. заоч. науч. конф. / Крас

Pages:     | 1 | 2 ||
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.