автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.03, диссертация на тему:Обоснование эксплуатационно-технологических требований к комплексу оборудования для обеспечения сельскохозяйственной техники рапсовым метилэфиром

4847419

/

На правах рукописи

Буряков Алексей Сергеевич

ОБОСНОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К КОМПЛЕКСУ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКИ РАПСОВЫМ МЕТИЛЭФИРОМ

Специальность: 05. 20. 03 - Технологии и средства технического обслуживания

в сельском хозяйстве

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 9 МАЙ 2011

Москва 2011

4847419

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Коваленко Всеволод Павлович Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Девянин Сергей Николаевич кандидат технических наук Савельев Геннадий Степанович

Ведущая организация: ГНУ ВИИТиН (Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве).

Защита диссертации состоится «30» мая 2011 г. в 11-00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.044.01 при Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина» по адресу: 127550, г. Москва, ул. Лиственничная аллея, д. 16а, корпус 3, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО МГАУ

Автореферат разослан «29»апреля 2011г. и размещен на сайте ФГОУ ВПО МГАУ www.rnsau.ru «29»апреля 2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук, профессор

А.Г. Левшин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ухудшение экологической обстановки из-за загрязнения окружающей среды продуктами, образующимися при сгорании нефтяных топлив, а также уменьшение сырьевых ресурсов для производства этих продуктов вынуждают искать альтернативную замену топливам, получаемым из нефтяного сырья. Альтернативное топливо должно иметь возобновляемую сырьевую базу, не уступать нефтяным топливам по энергетическим показателям, но иметь более высокие экологические свойства. Проведенные отечественными и зарубежными исследователями работы показали, что предпочтение следует отдавать продуктам растительного происхождения - биотопливам. Однако такие топлива неравноценны по своим энергетическим, экономическим и эксплуатационным показателям, поэтому следует изучить имеющийся опыт применения биотоплив при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания, обосновать выбор продукта с оптимальными технико-экономическими показателями и предложить решения организационного и технического характера по транспортированию, хранению и применению биотоплива при эксплуатации сельскохозяйственной техники.

Цель работы заключается в обосновании применения биотоплива с оптимальными технико-экономическими показателями, включающего разработку мероприятий по обеспечению транспортно-складских и заправочных операций с этим топливом.

Объектом исследования служит моторное топливо из биологического сырья, пригодное для применения при эксплуатации сельскохозяйственной техники.

Предметом исследования является обеспечение транспортно-складских и заправочных операций с биотопливом и технология его использования по назначению.

Научная новизна работы состоит в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении возможности и целесообразности использования перспективного биотоплива — рапсового метилэфира при эксплуатации сельскохозяйственной техники, с учётом гигроскопичности этого продукта, включающем выражение для определения максимального количества влаги, накапливающейся в продукте; математическую модель процесса насыщения продукта растворённой водой; зависимость обводнённости рапсового метилэфира от продолжительности его хранения и зависимость растворимости в нём воды от температуры; результаты экспериментального исследования процессов гидролиза рапсового метилэфира и его взаимодействия с конструкционными материалами, используемыми в системе нефтепродуктообеспечения и в топливных системах двигателей; математические и физические модели механизма очистки и обезвоживания рапсового метилэфира, теоретически обоснована конструкция устройства для выполнения этих операций.

Практическая ценность работы заключается в разработке устройства для очистки рапсового метилэфира от механических загрязнений и эмульсионной воды, а также в выдаче рекомендаций по выбору и использованию склад-

ского, заправочного оборудования и деталей топливной системы двигателей, обладающих стойкостью к рапсовому метилэфиру.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на XIV и XV Международных научно-технических конференциях «Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей» (Спб., 2009 и 2010 г), на XV Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции — новые технологии и техника нового поколения для растениеводства и животноводства», Тамбов, 2009 г., на Международной научно-практической конференции « Научные проблемы автомобильного транспорта», М., 2010 г.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в 13 научных статьях, в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК и получено положительное решение по заявке на изобретение № 2010106751/15009475 от 26 февраля 2010года.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы из 115 наименований и 4 приложений. Работа содержит 173 страницы основного текста, в том числе 20 таблиц и 32 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит обоснование актуальности темы диссертации и изложение основных положений, выносимых на защиту.

В первой главе на основании анализа литературных данных рассмотрены вопросы применения различных альтернативных топлив из сырья биологического происхождения, способных заменить нефтяные топлива. Использованию биотоплив при эксплуатации автотракторных дизелей посвящены работы С. Н. Девянина, О. И. Жигалина, А. Ю. Евдокимова, Н. В. Краснощёкова, Е. Г. Пономарёва, Г. С. Савельева, О. Н. Слепцова, В. Ф. Федоренко, И. Г. Фукса и других учёных. Показано, что использование для этой цели рапсового метилэ-фира является перспективным направлением, позволяющим добиться существенного экономического и экологического эффекта. Однако вопросы, связанные с хранением этого продукта и с заправкой им техники до настоящего времени не решены. Сформулированы требования к качеству рапсового метилэфи-ра, применяемого в качестве топлива для дизелей, и показано, что загрязнённость и обводнённость топлива оказывает непосредственное влияние на работоспособность топливной аппаратуры двигателя. Рассмотрена фактическая загрязнённость моторных топлив для дизельных двигателей при эксплуатации сельскохозяйственной техники и проанализированы существующие средства очистки этих топлив от механических загрязнений и эмульсионной воды. В результате обобщения и критического анализа рассмотренных материалов сформулированы конкретные задачи, которые необходимо решить для осуществления поставленной цели.

Во второй главе, посвященной теоретическому обоснованию комплекса технологических операций, необходимых для эффективного использования

рапсового метилэфира в качестве топлива для дизелей, рассмотрен процесс обводнения рапсового метилэфира при транспортировании и хранении, найдены зависимости его обводнённости от продолжительности хранения и температуры, теоретически обоснована конструкция устройства для очистки рапсового метилэфира от механических загрязнений и эмульсионной воды.

На основании анализа процессов, протекающих при обводнении рапсового метилэфира, получены математические модели, позволяющие найти расчётное выражение для определения максимального количества свободной (эмульсионной) влаги, способной находиться в продукте:

= 0.001

р - Р.

с„ - р.СУ^ + 2яЯЮ^р. + (к + Уаап - С„„ )

,(1)

где Ссвтах- максимальное количество свободной воды в рапсовом метилэфире, кг; р„ — плотность рапсового метилэфира, кг/м3; У„ — объем сливаемого из емкости продукта, м3; С„ - абсолютная влажность воздуха во время слива продукта, г/м3; Ра и Рет - соответственно атмосферное давление и давление в емкости после открытия клапана, Па; Утд и Г,- соответственно объем воздуха, поступившего в емкость, и объем продукта, выданного из нее, м3; Уост = Усл,-У„ - количество рапсового метилэфира, оставшегося в ёмкости; Свз - количество влаги, попавшей через зазоры, кг; К - радиус горловины ёмкости, м; 6 - средняя величина зазора в горловине, м; о = с -г24 - количество осадков, мм; (7,- средняя норма осадков для данной местности, мм/год; т - продолжительность хранения или транспортирования рапсового метилэфира в данной емкости, сут; т„с - средняя продолжительность осадков для данной местности, час/год; р„ -плотность воды, кг/м3.Этим количеством свободной воды следует задаваться при расчёте средств для обезвоживания рапсового метилэфира при заправке сельскохозяйственной техники.

Математическая модель процесса обводнения рапсового метилэфира в зависимости от продолжительности хранения получена путём совместного использования системы дифференциальных уравнений Колмогорова-Чапмена и уравнения баланса. Найдена расчётная формула для определения количества растворённой в продукте воды в любой произвольный момент времени т:

сг=ся„(1-е<-">), (2)

где Сх и Стах — концентрация растворенной воды в рапсовом метилэфире соответственно в момент времени т и при полном насыщении (т —► оо), %; а -интенсивность процесса связывания молекул воды с молекулами рапсового метилэфира, 1/с.

В выражении (2) не известны значения величин стах и а. Которые могут быть экспериментально определены при контактирования продукта с водяными парами, до момента, когда концентрация растворенной в нем воды стабилизируется и ее приращение во времени практически равняется нулю. Значение ве-

личины а целесообразно определять с использованием среднеквадратичной аппроксимации. Зависимость для прогнозирования предельно допустимого срока хранения рапсового метилэфира т ,)0П, по истечении которого обводнение продукта достигнет заданной величины (например, предельно допустимой концентрации сдоп) будет иметь вид:

_ _ ^ 1- gmax ~ с¿on

--1П -. PJ

а спш - с0

где а = - а, с а - начальное содержание растворенной воды в продукте, %.

Зависимость растворимости воды от температуры описывается уравнением:

IgC = а ~, (4)

где С - растворимость воды при данной температуре, %; Т - температура продукта град, К; я и Ъ — некоторые постоянные для данного продукта величины.

Выражение (4), за исключением случаев, когда происходит конденсация влаги в рапсовый метилэфир непосредственно из воздуха, позволяет достаточно точно определить содержание воды, растворенной в этом продукте, при любых значениях относительной влажности воздуха и постоянстве значений других воздействующих факторов. Для нахождения входящих в это выражение коэффициентов а и b необходимо результаты экспериментов, полученные при определении содержания воды в рапсовом метилэфире при различных температурах, обработать путем среднеквадратичной аппроксимации:

а='-(1>С, + г>£1), (5)

п i.I >»i 1 I

f lgC,fl -„g Igcl

¡.I t.) ' ' 1-1_L

(6)

"Ёф'-ЯугУ

где п - количество экспериментов, шт.; 7} - температура продукта в /-ом эксперименте, К.

Выражения (5) и (6) позволяют использовать зависимость (4) для определения содержания растворённой воды в рапсовом метилэфире при любой температуре, для чего строится график указанной зависимости, который имеет линейный характер. Это позволяет использовать лабораторные методы определения суммарного содержания воды в рапсовом метилэфире для определения концентрации в нём эмульсионной воды, оказывающей непосредственное влияние на работу двигателя, и количества растворённой воды, которая влияет на физико-химические свойства продукта в результате протекания гидролитических реакций.

При использовании рапсового метилэфира в качестве моторного топлива для дизелей требования по содержанию в нём твёрдых частиц загрязнений и эмульсионной воды аналогичны требованиям к чистоте дизельного топлива, однако очистка и обезвоживание рапсового метилэфира будет иметь специфические особенности вследствие высокой поляризационной способности молекул этого продукта и его склонностью к гидролизу.

Перспективными материалами для фильтров при очистке рапсового ме-тилэфира являются ПГС-полимеры, относящиеся к принципиально новому классу высокопористых полимерных материалов с пространственно-глобулярной структурой, которым в процессе полимеризации можно придать нужную геометрическую форму и заданные функциональные свойства. При обезвоживании рапсового метилэфира этот процесс протекает более эффективно при подаче продукта во внутреннюю полость цилиндрического фильтрующего элемента. Установлено, что для рассматриваемых условий целесообразно осуществлять подвод продукта в осевом направлении, то есть параллельно этой поверхности, что позволит использовать при очистке рапсового метилэфира гидродинамический эффект.

Схема гидродинамического фильтрования представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема взаимодействия твердой частицы и поры при гидродинамическом фильтровании: а - в начальный момент; б -при достижении частицей задней кромки поры. d„vi d4 - соответственно диаметры поры и частицы, м; V„om - продольная скорость потока, м/с; Voc —скорость осаждения частицы, м/с; V^,., - результирующая скорость частицы, м/с.

Частица загрязнений, перемещающаяся в потоке продукта, участвует в двух движениях: вдоль вертикальной поверхности пористой перегородки и параллельно оси горизонтально расположенных пор этой перегородки. Вертикальное движение частицы происходит при совместном воздействии силы, приложенной со стороны потока, и объемной силы, являющейся разностью гравитационной и архимедовой сил. После преобразований находим суммарную продольную (вертикальную) скорость частицы:

у m, - г... ♦ г, - . (7)

V ФР* V3 <рр, \ <РР,

где рп ирч - соответственно плотность продукта и частицы, г/м3; (р - коэффициент лобового сопротивления движению частицы (0,1); Vmm и Voc- соответственно скорость частицы под действием силы потока и скорость ее осаждения под воздействием объемной силы, м/с; ДР - перепад давления в вертикальном направлении, Па.

Горизонтальное движение частицы происходит вследствие воздействия силы, возникающей из-за наличия перепада давления на пористой перегородке. При этом скорость, с которой перемещается частица, можно принять равной скорости потока продукта в порах фильтрующего элемента. Имеем:

a S

' = -л---^

Л.

где ЛР - перепад давления на фильтрующем элементе, Па; р. - динамическая вязкость продукта, Пас; Я1Ш и Я„ - соответственно внутренний и наружный радиусы цилиндрического фильтрующего элемента, м.

Приложим полученные из выражений (7) и (8) скорости к центру тяжести частицы. Если вектор суммы этих скоростей в момент соприкосновения частицы с нижней кромкой поры будет выше точки соприкосновения, то частица не войдет в пору, а в обратном случае, частица попадет внутрь пористой перегородки, т.е. при достаточно высокой вертикальной скорости потока им будут увлекаться частицы, размеры которых значительно меньше размера поры.

Для обеспечения равномерной подачи продукта на рабочую поверхность пористой перегородки и одинакового давления на входе по всей ее высоте следует предусмотреть во внутренней полости фильтрующего элемента коническую вставку, что обеспечивает переменную ширину зазора между этой вставкой и пористой перегородкой.

ПГС-полимеры в зависимости от технологии их изготовления и химического состава функциональных групп, введенных в композицию полимера при его синтезе, могут обладать как гидрофильными, так и гидрофобными свойствами. Для коагуляции микрокапель воды до размеров, обеспечивающих их осаждение в отстойник, целесообразно использовать пористую перегородку, обладающую гидрофильными свойствами.

Адгезия микрокапли воды к внутренней поверхности поры может произойти только тогда, когда между ними отсутствует пленка рапсового метилэ-фира, поэтому капля воды должна вытеснить эту пленку с поверхности и смочить стенку поры.

Учитывая, что ПГС-полимер имеет глобулярную структуру, рассмотрим взаимодействие капли со сферической поверхностью.

—Рапсовый

Рис.2.Равновесное состояние микрокапли воды на сферической поверхности гранулы ПГС-полимера.

Если сферическая капля воды после соприкосновения со сферической гранулой полимера достигает на ее поверхности, погруженной в продукт, равновесного состояния (рис. 2), имеет место соотношение:

°гп - огв = от COS0, (9)

где агп, агв и а,т - межфазное натяжение соответственно на границе раздела «сферическая гранула - продукт», «сферическая гранула - вода» и «вода - продукт», Н/м; 0 - краевой угол смачивания, град.

Эффективность адгезии капли воды к внутренней поверхности пор определяется поверхностными свойствами материала пористой перегородки, характеризуемыми величиной краевого угла смачивания, диаметром сферических гранул, образующих перегородку, а также размером капель эмульсионной воды, причем, чем меньше диаметр гранулы и больше размер капли, тем быстрее происходит ее адгезия к поверхности поры. При увеличении капли воды до критического размера она под действием гидродинамической силы потока продукта срывается с поверхности поры или передвигается по этой поверхности, коагулируясь с другими каплями. На каплю воды после ее адгезии к стенке поры и последующей коагуляции с другими каплями действуют силы сцепления с поверхностью поры, гидродинамическая сила потока продукта и объемная сила. Сила, которая действует на каплю при ее отрыве от поверхности поры, слагается из гидродинамической силы потока и объемной силы:

F,., = * F. (Ю)

где Fps.3 - сила, действующая на каплю, Н; р = (/>„- р,)Sк = - гидродина-

К. t

мическая сила горизонтального ламинарного потока в пористой среде, Н;

Fe6 = G - А = —d\{p, -/>„); G и А- соответственно гравитационная сила (си-6

ла тяжести) и выталкивающая (архимедова) сила, действующие на каплю воды сферической формы, Н; Р,а и PR - соответственно давление на входе в пористую цилиндрическую перегородку и в цилиндрическом сечении радиуса R, Па; Sk - поперечное сечение капли, осевшей на поверхности поры, м ; Q = WSm -пропускная способность пористой перегородки, м3/с; R - радиус цилиндрического сечения, в котором произошло оседание капли, м; ц - динамическая вязкость рапсового метилэфира, Н с/м2; К„ - коэффициент проницаемости пористой перегородки, м2; W - фиктивная скорость потока продукта (скорость фильтрования) на входе в пористую перегородку, м/с; S(iX — площадь поверхности перегородки на входе, м2.

После отрыва капель воды от поверхности пор они движутся вместе с потоком рапсового метилэфира по направлению к выходу из пористой перегородки, и по достижении её наружной поверхности оседают в отстойную зону фильтра-водоотделителя. Выражение для определения скорости осаждения капли имеет вид:

v _ gdj Р, ~ Р„ v„ - v.

6v„ pn 3v„ + 2v„ 9

(П)

где \>„ и у„ - соответственно кинематическая вязкость рапсового метилэфира и воды, м"/с; р„ и р„. - соответственно плотность рапсового метилэфира и воды, кг/м3.

Микрокапли воды, не успевшие скоагулироваться или образовавшиеся в результате повторного диспергирования на выходе из коагулирующей перегородки, не оседают в отстойную зону, в связи с чем следует на пути продукта установить водоотталкивающую перегородку, изготовленную из пористого материала с гидрофобными свойствами.

В третьей главе рассматриваются вопросы методического обеспечения экспериментальных исследований. Приводятся методики оценки гигроскопичности рапсового метилэфира, определения его склонности к гидролитическим реакциям, совместимости конструкционных материалов с этим продуктом, а также методики определения эксплуатационных свойств ПГС-полимеров и оценки эффективности обезвоживания рапсового метилэфира с использованием предложенной выше схемы.

При оценке гигроскопичности рапсового метилэфира определялась скорость насыщения продукта водой, то есть минимально необходимый промежуток времени, за который достигается равновесное состояние системы «рапсовый метилэфир - растворённая вода - насыщенный водяной пар ». Для оценки гигроскопичности рапсового метилэфира разработана установка (рис.3).

Рис.3. Установка для оценки гигроскопичности рапсового метилэфира:1 — стакан с навеской продукта; 2 - герметичная емкость; 3 - блок нагрева; 4 - блок автоматики; 5 - датчик давления

При оценке гигроскопичности рапсового метилэфира осушенную навеску продукта, содержание воды в которой предварительно определяется кулоно-метрическим титрованием по методу Фишера, заливают в стакан, помещаемый в герметичную ёмкость с водой и выдерживают при определённой температуре,

10

после чего определяют содержание воды в навеске. Зависимость содержания воды в продукте от продолжительности испытания определяется по выражению (2). Для определения влияния температуры продукта на содержание в нём воды используют выражение (4) с учётом экспериментальных коэффициентов, определяемых по формулам (5) и (6). Зная растворимость воды в рапсовом эфире при трёх температурах можно определить значение этого показателя при любой другой температуре, построив в логарифмических координатах график зависимости (2).

Методика определения склонности рапсового метилэфира к реакции гидролиза, основана на свойстве сложных эфиров при взаимодействии с водой, вступать в гидролитические реакции с образованием кислоты и спирта, поэтому об интенсивности процесса гидролиза рапсового метилэфира при различной продолжительности контакта с водой можно судить по его кислотности, определяемой стандартным потенциометрическим методом объёмного анализа. Кислотность продукта выражают в мг гидроксида калия КОН на 100 см3 и определяют по формуле:

К = —100, (12)

50 у

где V - объем 0,05н. раствора гидроксида калия, пошедшего на титрование 50

см3 продукта, см3; Т-титр 0,05н. раствора гидроксида калия, выраженный в мг

щелочи.

Исследования совместимости рапсового метилэфира с конструкционными материалами включают определение его воздействия на металлы, резинотехнические изделия и защитные лакокрасочные покрытия. Для определения коррозионного воздействия рапсового метилэфира на металлы используются шлифованные пластинки из конструкционной стали Ст. 3, помещаемые в пробирки с продуктом и выдерживаемые в них в течение трёх часов при температуре 50 °С. Результаты испытаний определяются путём визуального осмотра поверхности пластинки и оценки её состояния (наличие коррозионных повреждений, присутствие налёта продуктов окисления, изменение цвета ). Для определения стойкости резинотехнических изделий к воздействию рапсового метилэфира изготавливаются образцы прямоугольной формы из резины марки Н068-2, используемой при изготовлении гибких рукавов, и марки 8564/14Э .применяемой в качестве прокладочного материала. Стойкость образцов резины к воздействию продукта определялась по изменению их линейных размеров и массы. Образцы помещаются в ёмкости с рапсовым метилэфиром и выдерживаются до достижения постоянной массы, определяемого путём периодического извлечения и взвешивания образцов. Значение массы считается постоянным, если при двух последовательных взвешиваниях она различается не более чем на 0,001 г. Для оценки защитных свойств антикоррозионных покрытий используются металлические пластины с нанесённым на них покрытием, которые помещаются в герметичные сосуды с продуктом и выдерживаются в них при циклическом изменении температуры, в начале при 60 °С с последующим охлаждением до комнатной температуры, а затем при -20 °С с последующим нагревани-

ем до комнатной температуры. Испытания заканчиваются при появлении признаков разрушения защитных покрытий или после 25 циклов.

Исследования эксплуатационных свойств ПГС-полимеров включают определение тонкости и полноты фильтрования материала, изменения его массы после контактирования с рапсовым метилэфиром, стойкости к вымыванию компонентов, удельной пропускной способности, гидравлической характеристики, ресурса работы, возможности регенерации для повторного использования и прочностных показателей.

Эксплуатационные свойства ПГС-полимеров определяются на безнасосной установке (рис.4).

Рис.4. Безнасосная лабораторная установка для исследований пористых материалов (Испытания проводятся при температуре продукта 25 ±5°С при перепаде давления 0,05; 0,1 и 0,15 МПа путем пропускания отфильтрованного продукта через никелевую сетку саржевого плетения № 80/720, установленную в зажимном устройстве. Затем сетка просматривается под микроскопом).

Рапсовый метилэфир, залитый в бачок, продавливается через образец ПГС-полимера, помещенного в патрон установки, сжатым воздухом. Для определения стойкости материала к вымыванию компонентов в установке дополнительно устанавливается зажимное устройство (рис. 5).

3

4

5 в

V 8

Рис.5.3ажимное устройство для улавливания компонентов ПГС-полимера: 1 - резиновый шланг; 2 - крепежный хомут; 3 -переходник; 4 - транспортная заглушка; 5 -верхняя часть зажимного устройства; 6 - резиновая прокладка; 7 - сетка №80/720; 8 - про-ставка; 9 — нижняя часть зажимного устройства.

9 Изменение массы материала при контак-

4 те с продуктом определяется, как разность ме-3 жду значениями этого показателя до и после контактирования с рапсовым метилэфиром об-2 разцов материала, помещённых в сосуды с продуктом. Одновременно исследуются физико-химические показатели продукта, контактировавшего с ПГС-полимером.

Прочностные показатели ПГС-полимеров исследуются путём испытания образцов материала на разрыв с помощью разрывной машины и на сжатие с помощью пресса, а возможность регенерации - путём обратной продувки материала сжатым воздухом после достижения предельно допустимого перепада давления при определении ресурса работы материала.

Оценка эффективности обезвоживания рапсового метилэфира производится путём прокачки искусственно обводнённого продукта через фильтрую-ще-коагулирующую и водоотталкивающую ступени (ПГС-полимер и сетку с фторопластовым покрытием), последовательно расположенные в макетной установке. Определение обводнённости продукта перед прокачкой и по её определяется методом Фишера.

В четвёртой главе приводятся результаты экспериментальных исследований гигроскопичности рапсового метилэфира, влияния температуры на процесс его обводнения, склонности продукта к гидролизу, его совместимости с конструкционными материалами, а также эксплуатационных показателей ПГС-полимеров и водоотталкивающих перегородок.

В результате исследования гигроскопичности рапсового метилэфира установлено, что при температуре 25 °С и 100 0/о , но влажности воздуха первые 96 ч происходило интенсивное насыщение рапсового метилэфира влагой, а через 140 ч этот процесс практически прекратился (рис.6).

4-8 72 96 120 744 168

Продолжительность контакта, ч Рис.6.Зависимость обводненности рапсового метилэфира от продолжи-

тельности контакта с влагой при температуре 25 С: № 2; 3- среднее значение.

образец № 1; 2- образец

Результаты исследования влияния температуры на растворимость воды в рапсовом метилэфире, значения которой получены при температуре 20,45,55 и 65 °С, приведены на рис.7.

2.661

•с

| 2.512 % 2.371.

% 2,239 |

а гт 'Й

■з 1.995

1т

1.77В 1.679 1585 1А29 Н13

10 Т

80 70 60 50 ЬО 30 20 10 О Темпеоотиоа. 'С

Рис.7.Зависимость обводненности рапсового метилэфира от температуры.

Коэффициенты, входящие в выражение (5), имеют значения а= 1,165; Ь= 100. Тогда указанная зависимость содержания в рапсовом метилэфире воды от его температуры будет иметь вид: 1§ С= 1,165- 100/Т

Исследование склонности рапсового метилэфира к гидролизу проводилось путём определения кислотности продукта при различной продолжительности его контакта с водой. Установлено, что кислотность рапсового метилэфира возрастает по мере увеличения содержащейся в нём воды, что, в свою очередь, зависит от температуры продукта:

Обводнённость продукта мг/г 0,62 1,12 2,12 2,32 2,44

Кислотность продукта мг КОН/ЮО мл 136,9 195,7 194,4 216,6 229,1

Следует отметить, что кислотность рапсового метилэфира значительно превышает допустимую кислотность дизельного топлива (5 мг/мл), что подтверждает необходимость обезвоживания продукта.

При исследовании совместимости рапсового метилэфира с конструкционными материалами установлено, что образцы из стали не имеют после контакта с продуктом коррозионных повреждений и других изменений внешнего вида. Образцы из нитрильной резины марки Н068-2 и из резины 8564/14Э существенно увеличили свои габаритные размеры и массу вследствие набухания (у образцов из резины Н068-2 масса после 36 сут. контакта увеличилась на 30°/„, а площадь - на 20 °/„, а у образцов из резины 8564/14Э увеличение после 12 сут. контакта в среднем составило соответственно 17,4 и 10 °/0).

Контрольные образцы резин, помещённые в дизельное топливо, не изменили свои показатели (рис.8)

а б

Рис.8. Образцы резины Н068-2 после контакта в течение 36 сут.: а - с рапсовым метилэфиром;б - с дизельным топливом.

При исследовании защитных свойств антикоррозионных покрытий из фе-нолоалкидной эмали ФА-5278 установлено, что у помещённых в рапсовый ме-тилэфир образцов уже после трёх циклов испытании наблюдалось набухание и вспучивание покрытия по всей поверхности.(рис.9). У контрольных образцов, помещённых в дизельное топливо, даже после шести циклов испытаний изменения внешнего вида покрытия не наблюдаются.

а б

Рис.9. Воздействие рапсового мегилэфира на покрытие из фенолалкидной смолы ФА-5228: а - исходный образец; б - образец после трёх циклов испытаний.

Исследование влияния конструкционных материалов на физико-химические свойства рапсового мегилэфира проводилось методом инфракрасной спектрометрии. Отмечены изменения в некоторых диапазонах волновых чисел, что объясняется попаданием в продукт водородных соединений азота из нитрильной резины и циклических углеводородных соединений из фенолалкидной эмали.

Исследования на совместимость элементов топливной системы тракторов с рапсовым метилэфиром показали, что картонные детали топливного фильтра и поливинилхлоридный топливопровод после контакта в течение 30 суток не претерпели изменений, а детали, изготовленные из резины, деформировались в результате набухания и частично разрушились.

Исследования эксплуатационных свойств ПГС-полимеров показали высокую эффективность этих материалов при очистке рапсового метилэфира. Гидравлическая характеристика материала представлена на рис. 10.

Д а и л с и и с . М П а

Рис. 10. Гидравлическая характеристика ПГС-полимера

16

Оценка эффективности обезвоживания рапсового метилэфира с помощью ПГС-полимера показала, что в статических условиях из продукта может быть адсорбировано до 8 % масс, воды, а в динамических условиях - до 13,7 %. Однако основной эффект достигается за счёт коагулирующих свойств материала (размер капель воды на выходе из фильтрующего элемента достигает 100 мкм). Результаты определения эффективности очистки рапсового метилэфира от твёрдых загрязнений показали, что ПГС-полимеры обеспечивают номинальную тонкость очистки - 5 мкм и абсолютную - 10 мкм. Взаимодействие рапсового метилэфира с ПГС-полимером не оказывает влияния на свойства продукта и на показатели материала.

Исследование эксплуатационных свойств водоотталкивающих перегородок показало, что лучшими гидравлическими и водоотделяющими свойствами обладает металлическая сетка 004 с фторопластовым покрытием.

Пятая глава посвящена реализации результатов исследований и их технико-экономической оценке.

В результате проведенных исследований разработана конструкция устройства для очистки рапсового метилэфира, включающая гидродинамический фильтр с фильтрующе-коагулирующей ступенью из ПГС-полимера и расположенной в её внутреннем пространстве полой конической вставкой, водоотталкивающую перегородку из металлической сетки с фторопластовым покрытием, гидроциклон для очистки сбрасываемой из гидродинамического фильтра части продукта и струйный аппарат для инжекции этого продукта в поток поступающего на очистку рапсового метилэфира (рис. 11). Проведенные эксплуатационные испытания макетного образца устройства показали, что номинальная тонкость очистки рапсового метилэфира составила 5 мкм, массовое содержание загрязнений - 23.2 мг/кг, содержание воды - 194 мг/кг, а безвозвратные потери продукта при очистке не превысили 0,53 % (при отключении гидроциклона потери достигали 8,3 %).

Рис. 11. Схема устройства для очистки рапсового метилэфира: 1 - корпус; 2 - крышка; 3 - входной патрубок; 4 -выходной патрубок; 5 - струйный аппарат; 6 — заглушка; 7 - фильтрующий элемент; 8 - водоотталкивающая перегородка; 9 - всасывающая трубка струйного аппарата; 10 -коническая вставка; 11 - выходная труба гидроциклона; 12 - горизонтальная перегородка; 13 - коническое днище; 14 - гидроциклон; 15 - грязевая камера; 16 - питающий патрубок; 17 — патрубок сброса части продукта; 18 - спускной кран; 19 - нажимная пружина.

Для обеспечения операций с продуктом было выбрано складское и заправочное оборудование: однопостовая топливораздаточная колонка Нара 27МС, резервуар РА-2 из алюминиевого сплава АМГ-3 и металлорукава типа СРГС различного диаметра. В конструкцию колонки внесены изменения: резиновые уплотнительные прокладки заменены на фторопластовые, гибкие резиновые рукава заменены на металлорукава типа СРГ. Эксплуатационные испытания комплекса оборудования показали его работоспособность при пятикратной перекачке рапсового метилэфира с имитацией заправки сельскохозяйственных машин.

Технико-экономическая оценка использования рапсового метилэфира в качестве моторного топлива для сельскохозяйственной техники производилась путём сравнения с показателями других биотоплив, имеющих аналогичные экологические свойства. Для сравнения выбрано смесевое биотопливо на основе рапсового масла. Показано, что для предприятия, потребляющего 600 т моторного топлива в год, при замене дизельного топлива смесевым биотопливом экономия составит 2,34 млн. р./год, а при использовании рапсового метилэфира - 3,87 млн. р/год.

Общие выводы

1. Интерес к использованию альтернативных моторных топлив для дизелей вызывается экологическими и экономическими причинами. При этом приоритетным направлением является использование биотоплива из растительного сырья, обладающего возобновляемыми ресурсами, экологически безопасного и не образующего при сгорании опасных концентраций ядовитых и токсичных веществ.

2. В качестве альтернативного биотоплива для дизелей целесообразно использовать рапсовый метилэфир, который по своим физико-химическим свойствам и энергетическим характеристикам близок к дизельному топливу нефтяного происхождения, что позволит применять его при эксплуатации существующих двигателей без их адаптации. Однако при использовании рапсового метилэфира следовало решить ряд задач, связанных с его транспортированием, хранением и заправкой техники.

3. Особенностями рапсового метилэфира, относящегося к классу сложных эфиров, являются повышенная гигроскопичность и склонность к реакциям гидролиза, что может создать определённые трудности при эксплуатации двигателей. На основании рассмотрения процесса обводнения рапсового метилэфира получено выражение для определения максимального количества эмульсионной влаги, способной накапливаться в продукте, предложена математическая модель процесса насыщения продукта растворённой водой, найдены зависимости обводнённости рапсового метилэфира от продолжительности его хранения и растворимости в нём воды от температуры, что позволяет прогнозировать концентрацию растворённой воды в продукте в любой момент времени.

4. Предложены математические и физические модели механизма очистки и обезвоживания рапсового метилэфира при помощи высокопористого поли-

мерного материала с пространственно-глобулярной структурой (ПГС-полимера) и водоотталкивающей перегородки из металлической сетки с фторопластовым покрытием, обоснована конструкция устройства для очистки продукта от механических загрязнений и эмульсионной воды с использованием эффекта гидродинамической очистки.

5. Разработан комплекс методов, для оценки физико-химических и эксплуатационных показателей рапсового метилэфира, его гигроскопичности и склонности к гидролизу при взаимодействии с водой, стойкости конструкционных материалов и защитных покрытий при воздействии этого продукта, а также эксплуатационных свойств ПГС-полимеров и водоотталкивающих перегородок; спроектированы и изготовлены экспериментальные установки и оборудование для проведения лабораторных исследований в указанных направлениях.

6. Установлено, что гигроскопичность рапсового метилэфира существенно превышает аналогичный показатель дизельного топлива, а гидролиз этого продукта при взаимодействии с водой вызывает повышение его кислотности, величина которой может достигать 230 мг КОН /100 см3, что свидетельствует о необходимости обезвоживания рапсового метилэфира, совмещая этот процесс с очисткой продукта от механических загрязнений.

7. Исследования взаимодействия рапсового метилэфира с конструкционными материалами показали, что конструкционная сталь и алюминиевые сплавы, обладают стойкостью по отношению к продукту, а бензомаслостойкая резина марки Н068-2, используемая для изготовления гибких рукавов, и марки 8564/14Э, применяемая в качестве прокладочного материала, а также фенолал-кидное защитное покрытие при контактировании с рапсовым метилэфиром теряют физические свойства и частично разрушаются.

8. Проведенные исследования стойкости по отношению к рапсовому ме-тилэфиру деталей топливной системы трактора показали, что картонные фильтрующие элементы и поливинилхлоридные рукава при контакте с продуктом не претерпевают изменений, а у резинотехнических изделий наблюдается увеличение объёма в 1,2-2 раза в результате набухания, которое вызывает снижение их прочности.

9. Лабораторные испытания фильтрующих и водоотталкивающих материалов показали, что ПГС-полимеры и металлические сетки с фторопластовым покрытием по своим гидравлическим, фильтрационным и водоотделяющим показателям, а также по стойкости к рапсовому метилэфиру вполне соответствуют требованиям, предъявляемым при очистке этого продукта, и могут быть использованы при создании средств очистки рапсового метилэфира от механических загрязнений и эмульсионной воды.

10. В результате проведенных испытаний разработанного устройства для очистки рапсового метилэфира, включающего гидродинамический фильтр, водоотталкивающую перегородку, гидроциклон и струйный аппарат, установлено, что это устройство обеспечивает очистку продукта стойкостью 5 мкм и удаление из него эмульсионной воды до остаточного содержания 200 мг/кг.

11. Эксплуатационные испытания комплекса нефтескладского и заправочного оборудования, включающего резервуары РА-2 и дооборудованные то-пливораздаточные колонки Нара 2771 С, показали его высокую надёжность при операциях с рапсовым метилэфиром, суммарный объём перекачки, которого составил 10 тыс. литров.

12. Технико-экономическая оценка результатов проведенных исследований показала, что использование рапсового метилэфира в качестве моторного топлива для дизелей является целесообразным по эксплуатационным, экологическим и экономическим показателям.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Буряков А. С. Зависимость содержания растворенной воды в рапсовом метилэфире от его температуры. / A.C. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина. // Международный технико-экономический журнал, 2009. №3 С. 80-83.

2. Буряков А. С. Особенности транспортно-складских и заправочных операций метиловым эфиром рапсового масла./ А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина.//СПб, СПбГАУ, 2009, С.226 - 232.

3. Буряков A.C. Источник и пути попадания влаги в рапсовый метилэфир при транспортировании и хранении. / А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина.//Международный научный 2009 №3 С.75 - 80.

4. Буряков А. С. Процесс обводнения рапсового метилэфира при хранении. / А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина.// Международный научный 2009 №ЗС.81 -84.

5. Буряков A.C. Очистка рапсового метилэфира от механических загрязнений и воды./А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина, С. А. Галко // Международный технико-экономический журнал, 2009 №4 С.54 — 59.

6. Буряков A.C. Механизм обезвоживания рапсового метилэфира с помощью пористых полимерных материалов./ А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина, С. А. Галко. //Международный технико-экономический журнал, 2009. №4С.71 -75.

7. Буряков A.C. Совместимость конструкционных материалов с рапсовым метилэфиром./ А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина, Н. Н. Пуляев, О. Н. Шайдурова,// Международный научный журнал. 2009 №4.С.42 - 45.

8. Буряков A.C. Обеспечение чистоты рапсового метилэфира при его использовании в качестве моторного топлива./ А. С.Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина. //Новые технологии и техника нового поколения для растениеводства и животноводства. ВНИИТиН. 2009ю С.293 - 298.

9. Буряков A.C. Исследования взаимодействия метилэфира рапсового масла с конструкционными материалами. /А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина, Н. Н. Пуляев, О. Н. Шайдурова, // Международный научный журнал 2009. №5 С. 36-40.

10. Буряков A.C. Экспериментальное исследование, взаимодействия рапсового метилэфира с водой. / А. С. Буряков, В. П. Коваленко, Е. А. Улюкина, С.

A. Галко.// Международный научный журнал 2009. №5 С.40 -43.

11. Буряков A.C. Взаимодействие различных видов биотоплива на основе рапсового масла с конструкционными материалами. / Улюкина Е.А., Коваленко

B.П., Пуляев H.H., Шайдурова О. Н., Буряков A.C. // Международный технико-экономический журнал 2010. №3 С.88 - 91.

12. Буряков A.C. Устройство для очистки автомобильных топлив и масел от механических загрязнений и воды. / Буряков A.C., Коваленко В.П., Улюкина Е.А., Пирогов Е. Н., Косых А. С. // Международный технико-экономический журнал 2010. №3 С.97-105

13. Буряков A.C. Требования к биотопливам, применяемым в дизелях. / Буряков A.C. // Международный технико-экономический журнал 2010. № 5

C.91-95.

Подписано к печати 28.04. 2011 г., формат 68x84/16, печать трафар бумага офсетная, усл. печ. л. 1,1, тираж 100 экз., заказ №217.

Отпечатано в ООО «УМЦ «Триада» 127550, Москва, ул. Лиственничная аллея, 7-2

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования.

1.1. Биотопливо для двигателей внутреннего сгорания.

1.2. Метиловый эфир рапсового масла как перспективное топливо для дизелей.

1.3. Требования к качеству рапсового метилэфира, применяемого в качестве топлива для дизелей.

1.4. Загрязнения в моторных топливах.

1.5. Методы очистки и обезвоживания моторного топлива.

1.6. Выводы по главе и постановка задачи исследования.

Глава 2. Теоретическое обоснование проведения технологических операций с рапсовым метилэфиром.

2.1. Исследования процесса обводнения рапсового метилэфира при транспортировании и хранении.

2.2. Зависимость обводненности рапсового метилэфира от продолжительности хранения.

2.3. Зависимость содержания растворенной воды в рапсовом метилэфире от его температуры.

2.4. Очистка рапсового метилэфира от механических загрязнений и воды.

2.5. Механизм обезвоживания рапсового метилэфира с помощью ПГС-полимеров.

2.6. Выводы по главе.

Глава 3. Методическое обеспечение экспериментальных исследований.

3.1. Методика оценки гигроскопичности рапсового метилэфира.

3.2. Методика определения склонности рапсового метилэфира к гидролитическим реакциям.

3.3. Методики определения совместимости конструкционных материалов с рапсовым метилэфиром.

3.4. Методика определения эксплуатационных свойств Ш С-полимеров, используемых для очистки рапсового метилэфира.

3.5. Оценка эффективности очистки рапсового метилэфира от воды.

3.6. Выводы по главе.

Глава 4. Результаты экспериментальных исследований.

4.1.Результаты исследования гигроскопичности рапсового метилэфира.

4.2. Исследование влияния температуры на процесс обводнения рапсового метилэфира.

4.3. Исследование склонности рапсового метилэфира к гидролизу.

4.4.Исследование совместимости рапсового метилэфира с конструкционными материалами.

4.5.Исследование свойств ПГС-полимеров.

4.6. Исследование эксплуатационных свойств водоотталкивающих перегородок.

4.7. Выводы по главе.

Глава 5. Реализация результатов исследований и оценка их технико-экономической эффективности.

5.1. Разработка устройства для очистки и обезвоживания рапсового метилэфира.

5.2. Выбор технологического оборудования для операций с рапсовым метилэфиром.

5.3. Эксплуатационные испытания технологического оборудования для операций с рапсовым метилэфиром.

5.4. Технико-экономическая оценка использования рапсового метилэфира в качестве моторного топлива для сельскохозяйственной техники с применением разработанного технологического оборудования.

5.5. Выводы по главе.

Свыше 90% механической энергии, которую использует человечество, получается при работе тепловых двигателей, к которым относятся поршневые (с искровым зажиганием и с воспламенением от сжатия), реактивные, ракетные, паровые и турбодвигатели. В настоящее время эти двигатели, а также другие теплоэнергетические установки, работают, в основном, с применением ископаемых видов топлива (нефти, угля, природного газа, торфа и т.п.). Среди этих топлив наибольшее распространение получили продукты нефтяного происхождения (бензины, дизельное и реактивное топливо, мазут и т.п.). Двигатели внутреннего сгорания, которые установлены на автомобилях и других транспортных средствах (тепловозах, теплоходах, мотоциклах, катерах), а также на самоходных сельскохозяйственных, строительных машинах, на военной технике и т.п. практически полностью работают на нефтяных топливах. В ближайшем будущем не просматриваются источники механической энергии, которые способны заменить двигатели внутреннего сгорания на транспортных средствах массового пользования и других подвижных машинах. Это объясняется экономичностью, надежностью и автономностью техники, снабженной двигателем внутреннего сгорания.

Более половины вырабатываемого из нефти топлива потребляется автомобилями. Каждые пять лет мировой автомобильный парк увеличивается на 5%. Следовательно, растут и потребности в топливе. Уже сейчас во всем мире наблюдается дефицит топлива, который растет с каждым годом. Ожидается, что после 2015 года, нехватка нефти составит более 10% от объема её добычи.

Такое же положение складывается и в России. Разведанных запасов нефти хватит до 2021 года, а открытие и разработка новых месторождений потребует больших затрат, и, соответственно, увеличения стоимости нефтяного топлива. По этой причине надо срочно искать замену продуктам переработки нефти при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания.

Другой причиной, требующей снижения потребления нефтяного топлива на равноценные продукты, является отрицательное воздействие этого топлива на окружающую среду. Применение нефтяных топлив при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания вызывает загрязнение атмосферы веществами, образующимися при неполном сгорании этих топлив, или при химических реакциях, сопровождающих процесс сгорания. Сюда относятся оксид углерода, тяжелые углеводороды, сажа, диоксид и тетраоксид азота, соединения серы (попадающие в топливо из сырой нефти и являющиеся причиной кислотных дождей) и т.п. При транспортных, складских и заправочных операциях происходят проливы и подтекания нефтяных топлив, приводящие к длительному и трудноустранимому загрязнению ими почвы, водных источников, водоемов и грунтовых вод. Это вызывает гибель флоры и фауны, приводит к тяжелым расстройствам здоровья людей.

Отрицательным последствием применения нефтяных топлив является также выброс в атмосферу при их сгорании большого количества диоксида углерода, который непосредственно не оказывает влияния на организм человека, но создает в атмосфере так называемый «парниковый эффект», являющийся причиной глобального потепления, что способно вызвать непредсказуемые изменения климата и такие катаклизмы мирового масштаба, как таяние ледников и связанное с этим повышение уровня мирового океана, тайфуны, наводнения, засухи и т.п.

Наблюдающиеся ухудшение экологической обстановки также вызывает необходимость изыскания топлив для двигателей внутреннего сгорания, которые не уступали бы традиционным нефтяным топливам по энергетическим и другим показателям, но имели бы более низкую токсичность продуктов сгорания, быстро разлагались бы при аварийном попадании в окружающую среду, не причиняя ей существенного вреда, и не вызывали бы резкого увеличения содержания диоксида углерода в атмосфере. В настоящее время проведены многочисленные исследования, в 6 результате которых предложен ряд моторных топлив для двигателей внутреннего сгорания, имеющих значительные экологические преимущества по сравнению с традиционными видами горючего. К ним относятся сжиженный нефтяной газ (смесь пропана и бутана), сжатый природный газ (метан), различные продукты химической переработки углеводородного сырья (эфиры, спирты и т.п.), продукты растительного происхождения (так называемое биотопливо).

Использование указанных топлив связано с определенными условиями. Источники получения сжиженных и сжатых газов не возобновляются, поэтому их применение ограничено имеющимися сырьевыми ресурсами. Для сжиженных газов, получаемых при переработке нефтяного сырья, возможность их применения лимитируется наличием этого сырья. Разведанные запасы природного газа значительно превышают запасы нефти (по прогнозу их хватит до 2083 года), но использование сжатого газа, как топлива для автомобилей, вызывает снижение мощности двигателя, требует усложнения конструкции его топливной системы, приводит к уменьшению грузоподъемности и длины пробега транспортных средств. Особые сложности вызывает применение сжатого газа при эксплуатации дизелей, а также хранение и транспортировка этого продукта. Кроме того, применение сжиженного и сжатого газов не снижает поступление диоксида углерода в атмосферу [1 - 4].

Использование в качестве моторного топлива продуктов из органического (растительного) сырья является целесообразным с точки зрения возобновляемости сырьевых ресурсов. Эти продукты не содержат соединений серы и образуют при сгорании гораздо меньше таких вредных веществ, как оксид углерода, многоатомные углеводороды, сажа, оксиды азота. Выделяющееся при их сгорании количество диоксида углерода численно равно количеству этого соединения, поглощенного при развитии растений, служащих сырьем для получения топлива, то есть общее количество диоксида углерода в атмосфере не увеличивается. Поэтому 7 наиболее перспективным направлением замещением нефтяных топлив альтернативными продуктами представляется использование в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания топлив, получаемых из биологического сырья. Вопросами использования моторных топлив биологического происхождения посвящены работы С.Н.Девянина, А.Ю.Евдокимова, О.И.Жигалина, В.И.Журавлева, Н.В.Краснощекова, Н.Н.Патрахальцева, Е.Г.Пономарева, Г.С.Савельева, В.Г.Семенова, И.Г.Фукса и многих других отечественных и зарубежных ученых. В указанных работах рассмотрены физико-химические свойства различных биотоплив, технологии их получения, эксплуатационные характеристики дизелей при работе на этих топливах. Однако такие топлива неравноценны по энергетическим, экономическим и эксплуатационным показателям, поэтому выбор оптимального вида биотоплива, исследование целесообразности его использования в качестве моторного топлива и возможности осуществления транспортно-складских и заправочных операций при обеспечении мобильной техники этим топливом является актуальной научной задачей, имеющей важное практическое значение.

Целью работы является обоснование применения биотоплива с оптимальными технико-экономическими показателями, включающее разработку мероприятий по обеспечению транспортно-складских и заправочных операций с этим топливом.

Объектом исследования служат моторное топливо из биологического сырья, пригодное для применения при эксплуатации сельскохозяйственной техники.

Предметом исследования являются транспортно-складские и заправочные операции с биотопливом и технология его использования по прямому назначению.

Научная новизна работы заключается в теоретическом обосновании и экспериментальном подтверждении возможности и целесообразности использования рапсового метилэфира в сельскохозяйственном производстве, для чего:

- получено выражение для определения максимального количества влаги, накапливающейся в продукте;

- предложена математическая модель процесса насыщения продукта растворённой водой;

- найдены зависимость обводнённости рапсового метилэфира от продолжительности его хранения и зависимость растворимости в нём воды от температуры;

- экспериментально исследованы процессы гидролиза рапсового метилэфира и его взаимодействия с конструкционными материалами, используемыми в системе нефтепродуктообеспечения и в топливных системах двигателей;

- разработаны математические и физические модели механизма очистки и обезвоживания рапсового метилэфира, теоретически обоснована конструкция устройства для выполнения этих операций.

Практическая ценность работы состоит в разработке комплекса организационно-технических мероприятий и технологического оборудования, обеспечивающих использование рапсового метилэфира при эксплуатации сельскохозяйственной техники, включающей устройство для очистки рапсового метилэфира от механических загрязнений и эмульсионной воды, и выбору рекомендаций по использованию складского, заправочного оборудования и деталей топливной системы двигателя, обладающих стойкостью к рапсовому метилэфиру.

Общие выводы

1. Интерес к использованию альтернативных моторных топлив для дизелей вызывается экологическими и экономическими причинами. При этом приоритетным направлением является использование биотоплива из растительного сырья, обладающего возобновляемыми ресурсами, экологически безопасного и не образующего при сгорании опасных концентраций ядовитых и токсичных веществ.

2. В качестве альтернативного биотоплива для дизелей целесообразно использовать рапсовый метилэфир, который по своим физико-химическим свойствам и энергетическим характеристикам близок к дизельному топливу нефтяного происхождения, что позволит применять его при эксплуатации существующих двигателей без их адаптации. Однако при использовании рапсового метилэфира следовало решить ряд задач, связанных с его транспортированием, хранением и заправкой техники.

3. Особенностями рапсового метилэфира, относящегося к классу сложных эфиров, являются повышенная гигроскопичность и склонность к реакциям гидролиза, что может создать определённые трудности при эксплуатации двигателей. На основании рассмотрения процесса обводнения рапсового метилэфира получено выражение для определения максимального количества эмульсионной влаги, способной накапливаться в продукте, предложена математическая модель процесса насыщения продукта растворённой водой, найдены зависимости обводнённости рапсового метилэфира от продолжительности его хранения и растворимости в нём воды от температуры, что позволяет прогнозировать концентрацию растворённой воды в продукте в любой момент времени.

4. Предложены математические и физические модели механизма очистки и обезвоживания рапсового метилэфира при помощи высокопористого полимерного материала с пространственно-глобулярной структурой (ПГС-полимера) и водоотталкивающей перегородки из металлической сетки с фторопластовым покрытием, обоснована

155 конструкция устройства для очистки продукта от механических загрязнений и эмульсионной воды с использованием эффекта гидродинамической очистки.

5. Разработан комплекс методов, для оценки физико-химических и эксплуатационных показателей рапсового метилэфира, его гигроскопичности и склонности к гидролизу при взаимодействии с водой, стойкости конструкционных материалов и защитных покрытий при воздействии этого продукта, а также эксплуатационных свойств ПГС-полимеров и водоотталкивающих перегородок; спроектированы и изготовлены экспериментальные установки и оборудование для проведения лабораторных исследований в указанных направлениях.

6. Установлено, что гигроскопичность рапсового метилэфира существенно превышает аналогичный показатель дизельного топлива, а гидролиз этого продукта при взаимодействии с водой вызывает повышение его кислотности, величина которой может достигать 230 мг КОН /100 см3, что свидетельствует о необходимости обезвоживания рапсового метилэфира, совмещая этот процесс с очисткой продукта от механических загрязнений.

7. Исследования взаимодействия рапсового метилэфира с конструкционными материалами показали, что конструкционная сталь и алюминиевые сплавы, обладают стойкостью по отношению к продукту, а бензомаслостойкая резина марки Н068-2, используемая для изготовления гибких рукавов, и марки 8564/14Э, применяемая в качестве прокладочного материала, а также фенолалкидное защитное покрытие при контактировании с рапсовым метилэфиром теряют физические свойства и частично разрушаются.

8. Проведенные исследования стойкости по отношению к рапсовому метилэфиру деталей топливной системы трактора показали, что картонные фильтрующие элементы и поливинилхлоридные рукава при контакте с продуктом не претерпевают изменений, а у резинотехнических изделий наблюдается увеличение объёма в 1,2 — 2 раза в результате набухания, которое вызывает снижение их прочности.

9. Лабораторные испытания фильтрующих и водоотталкивающих материалов показали, что ПГС-полимеры и металлические сетки с фторопластовым покрытием по своим гидравлическим, фильтрационным и водоотделяющим показателям, а также по стойкости к рапсовому метилэфиру вполне соответствуют требованиям, предъявляемым при очистке этого продукта, и могут быть использованы при создании средств очистки рапсового метилэфира от механических загрязнений и эмульсионной воды.

10. В результате проведенных испытаний разработанного устройства для очистки рапсового метилэфира, включающего гидродинамический фильтр, водоотталкивающую перегородку, гидроциклон и струйный аппарат, установлено, что это устройство обеспечивает очистку продукта с тонкостью 5 мкм и удаление из него эмульсионной воды до остаточного содержания 200 мг/кг. На конструкцию устройства получено положительное решение на изобретение № 2010106751/15009475 от 26 февраля 2010г.

11. Эксплуатационные испытания комплекса нефтесклад ского и заправочного оборудования, включающего резервуары РА-2 и дооборудованные топливораздаточные колонки Нара 2771С, показали его высокую надёжность при операциях с рапсовым метилэфиром, суммарный объём перекачки, которого составил 10 тыс. литров.

12. Технико-экономическая оценка результатов проведенных исследований показала, что использование рапсового метилэфира в качестве моторного топлива для дизелей является целесообразным по эксплуатационным, экологическим и экономическим показателям.

1. Михайлов В.Н. Развитие производства и потребления сжиженных углеводородных газов и их использование на мировом и внутреннем рынке России за 1994 2004 г. и прогнозы до 2010 г.//Автозаправочный комплекс + альтернативное топливо - 2005. — № 6. - С. 7 — 11.

2. Анискин В.И. Внедрение в сельскохозяйственное производство техники, работающей на компримированном природном газе// Автозаправочный комплекс + альтернативное топливо 2005. - № 1. - С. 17 - 18.

3. Будзуляк Б.В. Перспективы использования природного газа в качестве моторного топлива.//Газовая промышленность. — 2005. № 4. - С. 17- 19.

4. Лапидус А.Л., Крылов И.Ф., Тонконогов Б.П. Природный газ как моторное топливо//Химия и технология топлив и масел. — 2005. № 3. — С. 3 -8.

5. Fleisch Т., McCarthy С., Basu А. et. al. А New Clean Diesel Technology//SAE Technical Paper Series. 1995. - № 950061. - Р. 1 - 10.

6. Девянин C.H., Марков В.А., Семенов В.Г. Растительные масла и топлива на их основе для дизельных двигателей. М. МГАУ. - 2008. - 340 с.

7. Островский Е.А. Комплекс транспортно-складского и заправочного оборудования для обеспечения сельскохозяйственной техники смесевым биотопливом на основе рапсового масла. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М. — 2009. - 160с.

8. Weidman К., Menzad Н. Rapsoel-Methylester in Dieselmotor // MTZ. -1989-Jg 50.- № 2. S. 69-73.

9. Zimmermann J. Porsche-Versuch Lasst für die Landwirtschaft Holten: Rapsoel als Dieselalternative//Automobil Revue. 1990. - Jg. 85 -N 30. - S. 19.

10. Braun F. Biodiesel: Ein Nutzer Erzahit// KFZ Anzeiger. 1996. - Jg 49. -S. 12-15.

11. Марченко А.П. Достижение физико-химических показателей альтернативного биотоплива на основе рапсового масла/ А.П.Марченко, В.Т.Семенов, Д.У.Семенова и др.//Вестник ХГПУ. Машиностроение. -2000.-Вып. 101.-С. 159- 163.

12. Емельянов Л.Л. Фильтрация дизельного топлива. — М.-Л. — Машгиз.- 1962.- 107 С.

13. Семернин А.Н. Повышение чистоты дизельных топлив в тракторах, эксплуатирующихся в условиях сельского хозяйства. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. — М. — 1984. — 168 с.

14. Баширов Р.М., Кленов В.Г., Павлов В.А., Попов В.А. Надежность топливной аппаратуры, тракторных и комбайновых двигателей. — М. — Машиностроение. 1978. - 184 с.

15. Пшеноков М.П. Исследование работоспособности восстановленных плунжерных пар топливных насосов распределительного типа НД тракторных двигателей. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. -М.- 1975.- 161 с.

16. Григорьев М.А. Очистка масла и топлива в автотракторных двигателях. М. - Машиностроение. - 1970. - 272 с.

17. Каприлин В.Н. К вопросу деформации деталей топливных насосов дизелей в процессе износа под действием остаточных поверхностных напряжений. Сб. науч. трудов ЦНИИТА. Л. - 1963. - Вып. 16. - С. 47.

18. Чесаков С.П. Исследование и разработка путей повышения работоспособности фильтров тонкой очистки топлива тракторных дизелей. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. — Саратов. — 1976. -148 с.

19. Бахтияров Н.И., Логинов В.Е. Производство и эксплуатация прецезионных пар. М. - Машиностроение. - 1979. - 205 с.

20. Ачкасов К.А., Павлов Л.В. Сравнительная оценка восстановления деталей плунжерных пар различными методами//Научные труды МИИСП. -М.- 1974.-Вып. 4. — ч. I.

21. Ташпулатов М.М. Исследование работоспособности топливоподающей аппаратуры автотракторных дизелей в условиях высокой запыленности окружающей среды. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. — Ташкент — 1979. — 205 с.

22. Фомин Ю.Я., Никонов Г.М., Ивановский В.Т. Топливная аппаратура дизелей. М. — Машиностроение. — 1982. — 186 с.

23. Майоров К.П. Исследование работоспособности плунжерных пар топливной аппаратуры распределительного типа. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. — Саратов 1977. — 164 с.

24. Бахтияров Н.И., Логинов В.Е., Логачев И.И. Повышение надежности работы прецезионных пар топливной аппаратуры. М. — Машиностроение. — 1972. — 200 с.

25. Аконян В.Г. Химико-технологическая обработка прецезионных деталей// Техника в сельском хозяйстве. 1975. — № 1 - С. 84 - 85.

26. Герасимов Ф.А. Исследование возможности упрочнения и восстановления деталей плунжерной пары методом азотирования на тлеющем разряде. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. — Иркутск 1970.-160 с.

27. Антипов В.В. Износ прецезионных деталей и нарушение характеристик топливной аппаратуры дизелей. — М. Машиностроение. -1972.- 176 с.

28. Гугель С.М. Повышение срока службы прецезионных пар топливной аппаратуры тепловозных двигателей. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Л. — 1961. — 170 с.

29. Лебедев В.В. Совершенствование процесса очистки дизельного топлива при приеме и выдаче на нефтескладах сельскохозяйственных предприятий. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М. — 2003.- 146 с.

30. Черненко Ж.С. Исследование процесса обледенения топливных фильтров//В кн. Эксплуатационные свойства авиационных топлив. Киев. -КНИГА. - 1971. - С. 45 - 47.

31. Энглин Б.А. Применение моторных топлив при низких температурах. — М. — Химия. — 1963. — 164 с.

32. Алиев P.A., Митусова Т.Н., Энглин Б.А. Повышение чистоты дизельных топлив и масел. Химия и технология топлив и масел. - 1981. — № 1.-С. 52-54.

33. Бездольная Е.И. Исследование фильтруемости дизельных топлив при положительных температурах. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. — JI. 1975. — 158 с.

34. Лаб Л.Б. Статическая электризация . М. - Госэнергоиздат. - 1963. -408 с. '

35. Статическое электричество в химической промышленности./Под ред. Я.Г.Дроздова. М. - Химия. - 1971. - 208 с.

36. Побойский О.Э., Применко В.И. Электризация авиационных топлив в присутствии воды и растворов ее солей.//В кн. Эксплуатационные свойства авиационных топлив, масел и специальных жидкостей. Киев. - КНИГА. — 1976.-Вып. 4.-С. 61-63.

37. Большаков Г.Ф. Восстановление и контроль качества нефтепродуктов. Л. — Недра. — 1974. — 320 с.

38. Гулин Е.И. Као Няг Зоан. Влияние обводнения натермоокислительную стабильность реактивного топлива.//Химия итехнология топлив и масел. — 1977. — № 3. — С. 22 — 24.

39. Лебедев В.И., Ярков В.А. Повышение долговечности прецезионных деталей дизельной топливной аппаратуры. — М. Автосельхозмаш. — 1985. — С. 31-33.

40. Бобылев М.А., Егорушкин В.Е. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости в сельском хозяйстве. Минск. — Ураджай. - 1976. -224 с.

41. Карпекина Т.П. Исследование загрязненности и фильтрации дизельного топлива в связи с проблемой повышения надежности автомобилей. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М. -1970.-206 с.

42. Мичкин И.А., Копылов М.К. Повышение надежности форсунок/УТракторы и сельхозмашины. 1964. — № 10, С. 10-19.

43. Большаков В.Ф., Гинзбург Л.Г. Применение топлив и масел в судовых дизелях. М. — Транспорт. — 1976. — 205 с.

44. Сомов В.А., Боткин П.П. Топливо для транспортных дизелей. — Л. — Судпромгиз. 1963. — 356 с.

45. Кузнецов М.Е. Обезвоживание дизельного топлива в нефтехозяйствах колхозов и совхозов статическими сепараторами. Дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. М. — 1994. — 147 с.

46. Тарасов B.C. Повышение долговечности плунжерных пар.//Труды СИМХ. Саратов. - 1969.'- Вып. 42. - Ч. 4. - С. 58 - 62.

47. Лебедев В.В., Коваленко В.П., Симоненко A.B., Мороз В.В. Химические и физико-химические методы обезвоживания топлив.//Тракторы и сельхозмашины. 2002. — № 7. — С. 21 — 22.

48. Коваленко В.П., Ильинский A.A. Основы техники очистки жидкостей от механических загрязнений.- М.- Химия, 1982 272 с.

49. Симоненко A.B. Обеспечение чистоты нефтепродуктов и воздуха при эксплуатации сельскохозяйственной техники. Дисс. на соискание учёной степени докт.техн. наук. —М.- 1997.- 223 с.

50. Чертков Я.Б., Рыбаков К.В., Зрелов В.Н. Загрязнения и методы очистки нефтяных топлив. М. — Химия. 1970. — 238 с.

51. Коваленко В.П., Турчанинов В.Е. Очистка нефтепродуктов от загрязнений. — М. — Недра. 1990. — 160 с.

52. Бродский Г.С. Фильтры и системы фильтрации для мобильных машин. М. - Горная промышленность . 2004. - 260 с.

53. Григорьев М.А ., Борисова Г.В. Очистка топлива в двигателях внутреннего сгорания. — М. — Машиностроение. — 1991. — 208 с.

54. Рыбаков К.В., Жулдыбин E.H., Коваленко В.П. Обезвоживание авиационных горюче-смазочных материалов.-М.-Транспорт. 1979. - 182 с.

55. Шевченко В.П. Повышение чистоты дизельного топлива в транспортных средствах, эксплуатирующихся в сельскохозяйственном производстве Сибири. Дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. -М.-1985.196 с.

56. Коваленко В.П., Улюкина Е.А., Гусев С.С., Леонов И.Н. Восстановление качества нефтепродуктов с; помощью ПГС-полимеров.// В кн. « Улучшение эксплуатационных показателей двигателей, тракторов и автомобилей.СПб, СПбГАУ. 2004. С.4.

57. Гусев С.С. Восстановление качества отработанных нефтяных масел с помощью ПГС-полимеров на сельскохозяйственных предприятиях. Дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. — М. — 2006. 159 с.

58. Королёв И.А. Совершенствование очистки рабочих жидкостей, гидравлических систем на основе использования материалов пористой глобулярной структуры. Дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. -М. 2008. 137 с.

59. Галко С.А. Очистка авиационных синтетических масел полимерными материалами пористо-глобулярной структуры. Дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. — М. — 2005. 162 с.

60. Финкелыптейн З.Л. Применение и очистка рабочих жидкостей для горных машин. — М. Недра. — 1986. 233 с.61.; Тимеркеев Р.Г.у Сапожников В.М. Промышленная очистка и тонкая фильтрация жидкостей летательных аппаратов. М-Машиностроение, 1982.224 с.

61. Коваленко В.П. Загрязнения и очистка нефтяных масел. М. -Химия.- 1978. 302 с.

62. Бронштейн И. Н., Семендяев K.A. Справочник по математике.

63. Jl. Физматгиз. - 1962. 608с.

64. Воюцкий С.С. Физико-химические основы пропитывания и импортирования волокнистых материалов дисперсиями полимеров. Л. — Химия. 1969. 336 с.

65. ГОСТ 2477-65. Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды. М. Стандартинформ. - 2008. 5с

66. Ничуговский Г.Ф. Определение влажности химических веществ. Л.-Химия.-1977. 200 с.

67. Рыбаков К.В., Жулдыбин E.H. Приборы для определения содержания воды и механических примесей в нефтепродуктах. М. -ЦНИИТЭНефтехим. 1967. 60 с.

68. Пешков Н.П. Использование радиотехнических методов для определения содержания свободной воды в авиационных топливах./ В кн. Эксплуатационные свойства авиационных топлив. Киев. -КИИГА. 1969.1. С. 91-95.

69. Максютинский П.Ф., Черненко Ж.С., Максимов В.М. и др. Разработка фотометрического метода непрерывного контроля обводнённости топлива./ В кн. Эксплуатационные свойства авиационных топлив. Вып.2. Киев.-КИИГА, 1971.С. 57-60.

70. ГОСТ 14870-65. Продукты химические. Методы определения воды. М. Стандартинформ. - 2005. 14 с.

71. ГОСТ 7822-75. Масла нефтяные. Метод определения растворённой воды. М. — Стандартинформ. 2005. 4 с.

72. Новосартов Г.Т., Попова У,А., Рубинштейн И.А. Определение содержания воды в синтетических маслах./ В кн.: Химмотология смазочных масел и специальных жидкостей. — М. — Воениздат. 1976. С. 48-50.

73. Митчелл Дж., Смит Д. Акваметрия,- М. Химия. - 1980. 599 с.

74. Бондаревская Е.А., Кропотова Е.Д., Мишко Т.Е. Определение воды в органических растворителях и трансформаторных маслах. Журнал аналитической химии. — 1975. XXX, вып. 3. С. 560-564.

75. Кусаков. М.М., Ландау М.А., Лубман U.M. и др. Гидридкальциевый метод определения содержания воды в топливе с учётом кинетики выделения водорода. — Химия и технология топлив и масел. 1958, №4. С. 55-61.

76. Орешёнков A.B. Накопление воды в реактивных топливах. Химия и технология топлив и масел. —2004. №5.С. 38-40.

77. Удлер Э.И. Фильтрация углеводородных топлив. — Томск -ТГУ. 1981. 152 с.

78. Удлер Э.И. Фильтрация нефтепродуктов. — Томск ТГУ. 1988.217 с.

79. Коваленко В.П., Жулдыбин E.H., Любимцев Л.Е. Повышение эффективности средств обезвоживания нефтепродуктов. Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. - 1982. №4, с.27-30.

80. Ечин А.И., Новосартов Г.Т., Попова Е.А., Кондратьева Т.Б. Исследование гигроскопичности синтетических масел. — Нефтепереработка и нефтехимия. 1980. №2,с.25-26.

81. Ечин А.И. Разработка путей повышения гидролитической стабильности синтетических масел. Дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. М. - 1982. 178 с.

82. ГОСТ 11362-96. Нефтепродукты и смазочные материалы. Число нейтрализации. Метод потенциометрического титрования. — М. — Стандартинформ.-2005. 15 с.

83. ГОСТ 2917-76. Масла и присадки. Методы определения коррозионного воздействия на металлы. М. - Изд. Стандартов. - 1976. 8 с.

84. ГОСТ 9.30-74. Резины. Методы испытаний на стойкость в ненапряжённом состоянии к воздействию жидких и агрессивных сред. — М. — Изд. Стандартов. 1991. 11 с.

85. ГОСТ 10577-78. Нефтепродукты. Метод определения содержания механических примесей. — М. — Стандартинформ. — 2003. 8 с.

86. Инструкция по организации обеспечения качества горючего в Вооруженных силах РФ. -М. — Воениздат. 1994. 224с.

87. ГОСТ 5985-79. Нефтепродукты. Метод определения кислотности и кислотного числа. М. - Изд. Стандартов. - 2001. 10 с.

88. ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия. — М. -Изд. Стандартов. 2000. 11 с.

89. Паншин Ю.А., Малевич С.Г., Дунаевская B.C. Фторопласты. Л. -Химия. - 1978. 120 с.

90. Коваленко В.П., Любимцев Л.Е., Жулдыбин E.H. Новые коагулирующие и водоотталкивающие перегородки для фильтров-сепараторов./ В кн. Улучшение эксплуатационных характеристик машинно-тракторных агрегатов. М. - МИИСП. - 1984. с. 32-37.

91. Любимцев Л. Е. Повышение степени очистки углеводородных топлив от свободной воды пористыми перегородками. Дисс. на соискание учёной степени канд. техн. наук. М. - 1986. 244 с.

92. ГОСТ 3826-82. Сетки тканые проволочные с квадратными ячейками. М. - Изд. Стандартов. - 1998. 15 с.

93. A.c. №1063441. Водоотталкивающая перегородка для фильтра-сепаратора. — Бюллетень изобретений. — 1984. № 32.

94. Коваленко В.П.,. Финкелынтейн З.Л., Поляков Е.А. Гидродинамические фильтры для очистки нефтепродуктов.-Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. -1984.№5. С. 17-20.

95. Коваленко В.П., Улюкина Е.А. Новые средства очистки нефтепродуктов на сельскохозяйственных предприятиях. — Техника и оборудование для села. — 2007, февр. С. 24-26.

96. ГОСТ 14249-89. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность. М. - Изд. Стандартов. - 2001.51 с.

97. РД 26-15-88. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчёта на прочность фланцевых соединений. М. - Изд. Стандартов. - 2001. 26 с.

98. Мустафаев Д.М., Гутман В.М., Гидроциклоны в нефтеперерабатывающей промышленности, М., Недра. - 1971. 260с,

99. Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. — М. -Энергомашиздат. -1989.352с.

100. Методические рекомендации по оценке эффективности инновационных проектов ( 2-ая редакция). — М. — Минэкономики. — 1999. 252 с.

101. Зависимость содержания растворенной воды в рапсовом метилэфире от его температуры от его температуры. / A.C. Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина. //Международный технико-экономический журнал,2009. №ЗС.80

102. Особенности транспортно-складских и заправочных операций метиловым эфиром рапсового масла./ A.C. Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина.//СПб, СПбГАУ, 2009, С.226

103. Источник и пути попадания влаги в рапсовый метилэфир при транспортировании и хранении. / A.C. Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина.//Международный научный журнал, 2009 №3 С.75

104. Процесс обводнения рапсового метилэфира при хранении. / A.C. Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина.// Международный научный журнал, 2009 №ЗС.81

105. Очистка рапсового метилэфира от механических загрязнений и воды. / А.С.Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина, С.А. Галко // Международный технико-экономический журнал, 2009 №4 С.54

106. Механизм обезвоживания рапсового метилэфира с помощью пористых полимерных материалов./ А.С.Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина, С.А. Галко. //Международный технико-экономический журнал, 2009.№4С.71

107. Совместимость конструкционных материалов с рапсовым метилэфиром./ А.С.Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина, H.H. Пуляев, О.Н. Шайдурова,// Международный научный журнал. 2009 №4.С.42

108. Обеспечение чистоты рапсового метилэфира при его использовании в качестве моторного топлива./ А.С.Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина. //Новые технологии и техника нового поколения для растениеводства и животноводства. ВНИИТиН. 2009.С.293

109. Исследования взаимодействия метилэфира рапсового масла с конструкционными материалами. / А.С.Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина, H.H. Пуляев, О.Н. Шайдурова,// Международный научный журнал 2009. №5 С.36

110. Экспериментальное исследование, взаимодействия рапсовопг. метилэфира с водой. / А.С.Буряков, В.П.Коваленко, Е.А.Улюкина, С.А. Галко.// Международный научный журнал 2009. №5 С.40

111. Взаимодействие различных видов биотоплива на основе рапсового масла с конструкционными материалами. / Улкжина Е.А., Коваленко В.П, Пуляев H.H., Шайдурова О.Н., Буряков А.С.Международный технико-экономический журнал 2010. №3 с.88

112. Устройство для очистки автомобильных топлив и масел от механических загрязнений и воды. / Буряков A.C., Коваленко В.П, Улюкина Е.А., Пирогов E.H., Косых A.C. Международный технико-экономический журнал 2010. №3 с.97

113. Ввиду отсутствия условий для проведения эксплуатационных испытаний при заправке рапсовым метилэфиром сельскохозяйственных машинVнепосредственно в условиях их эксплуатации, принято решение проводить

114. На испытания было представлено следующее технологическое оборудование:

115. Резервуар алюминиевый РА-2 2 шт.

116. Колонка топливозаправочная 27М1С 1 шт.

117. Металлорукав СРГС-38 длинной 2,5 м 4 шт.1. Вентиль Ду 38 2 шт.

118. Макет устройства для очистки продукта 1 шт.

119. Кран пробоотборный Ду 24 1 шт.

120. Мерник образцовый 1-го разрядамк. Юл 1 шт.1. Манометр образцовый 2 шт.

121. Перед началом испытаний рапсовый метилэфир в количестве 1150 л был залит в резервуар №1. Раздаточный рукав топливозаправочной колонки соединён с резервуаром № 2.

122. Технологическое оборудование, доработанное в соответствии с результатами лабораторных исследований, обеспечивает проведение складских и заправочных операций с рапсовым метилэфиром и не оказывает отрицательного влияния на качество продукта.

123. Разработанное устройство для очистки рапсового метилэфира, представленное на испытания в макетном исполнении, обеспечивает требуемую частоту продукта и может быть рекомендовано для изготовления в виде законченного изделия.1. Выводы:

124. Председатель комиссии Члены комиссии:1. В.П. Коваленко

125. Е.А. Улюкина Н.Н. Пуляев А.С. Буряков