автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов за счет применения биотоплива

На правах рукописи

\

Громаков Алексей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ БИОТОПЛИВА

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства (по техническим наукам)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3 МАП 2012

005015840

Ростов-на-Дону - 2012

005015840

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Северо-Кавказском научно-исследовательском институте механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии)

Научный руководитель: Богданович Виталий Петрович

доктор технических наук старший научный сотрудник ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии, старший научный сотрудник отдела механизации полеводства

Официальные оппоненты: Забродин Виктор Петрович

доктор технических наук профессор ФГБОУ ВПО АЧГАА, заведующий кафедрой «Теоретическая и прикладная механика»

Фридрих Рудольф Александрович кандидат технических наук доцент ФГБОУ ВПО ДГТУ, декан факультета «Нанотехнологии и композитные материалы»

Ведущая организация: ФГБУ «Северо-Кавказкая

государственная зональная машиноиспытательная станция»

Защита состоится 24 мая 2012 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.058.05 в Донском государственном техническом университете «ФГБОУ ВПО ДГТУ» по адресу: 34400, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ауд. 252, ДГТУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ Автореферат разослан « * * » апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Одним из путей увеличения производства сельскохозяйственной продукции является повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов (МТА).

На эффективность функционирования МТА влияет целый ряд факторов, в том числе тип и состав используемого топлива. Изменить влияние данного фактора можно, применяя альтернативные топлива.

Перспективными являются топлива, полученные с использованием растительных масел. По свойствам они наиболее близки к дизельному топливу (ДТ), и в процессе работы на них дизельного двигателя (ДД) уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу.

Однако растительные масла имеют ряд недостатков, устранить которые можно, применяя их в смеси с дизельным топливом, или с помощью реакции этерификации, то есть получения метилового эфира рапсового масла (МЭРМ). В качестве топлива лучшие показатели имеют смеси МЭРМ и дизельного топлива (биотопливо). Для получения таких смесей нужны смесители. В связи с этим возникает необходимость в разработке эффективного технического средства для получения качественного биотоплива.

Частичный или полный переход на альтернативное топливо требует проведения предварительных исследований для определения степени влияния нового топлива на эксплуатационные характеристики ДД и режимы функционирования МТА, позволяющих оценить его качество и разработать мероприятия по адаптации сельскохозяйственных тракторов к этому топливу, что является в настоящее время актуальной задачей.

Исследования проводили в соответствии с областной целевой программой производства и использования биотоплива на основе растительных масел в агропромышленном комплексе Ростовской области на 2008-2015 годы.

Целью работы является повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов, работающих на биотопливе за счет совершенствования процесса его приготовления.

Объект исследования - процесс функционирования машинно-тракторных агрегатов на биотопливе, приготовленном с помощью разработанного смешивающего устройства.

Предмет исследования - взаимосвязь показателей функционирования машинно-тракторных агрегатов с качеством смешивания компонентов биотоплива.

Методы исследования включают теоретические и экспериментальные исследования процесса получения биотоплива с помощью смешивающего устройства, сравнительные исследования дизельного двигателя в стендовых условиях и МТА в условиях эксплуатации на этом топливе с применением современных технических средств измерения и методов обработки этих данных на ПЭВМ с использованием стандартных пакетов прикладных программ для ЭВМ.

Научная новизна заключается:

- в определении режимов функционирования МТА в зависимости от соотношения компонентов биотоплива;

- в получении теоретических зависимостей по обоснованию конструктивно-режимных параметров смешивающего устройства для приготовления биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов.

Практическая значимость работы заключается в разработке устройства для получения качественного биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов, практическая полезность которого подтверждена патентом на полезную модель №82797.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований внедрены и использованы при создании пункта внутрихозяйственного производства биотоплива и при работе машинно-тракторных агрегатов на полученном биотопливе во ФГУП «Экспериментальное» Россельхозакадемии (Зерноградский район Ростовской области).

Основные положения выносимые на защиту:

- направление повышения эффективности функционирования МТА;

- конструктивно-технологическая схема устройства для получения биотоплива;

- теоретические зависимости по обоснованию конструктивно-режимных параметров смешивающего устройства для приготовления биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов;

- методика инженерного расчета смешивающего устройства;

- результаты экспериментальных исследований функционирования МТА на получаемом биотопливе;

- рациональное соотношение компонентов биотоплива, рекомендуемое для использования в качестве топлива для МТА.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях ГНУ СКНИИ-МЭСХ Россельхозакадемии (Зерноград, 2009-2011 гг.); на 12, 13 и 14 международных научно-практических конференциях «Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения» (Ростов-на-Дону, 20092011 гг.); 5 международных научно-практических конференциях агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2010» (г. Ставрополь, Ставропольский ГАУ, 19-21 марта 2010 г.); на научной конференции ФГБОУ ВПО АЧГАА (Зерноград, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен патент на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 2,1 п. л., из них на долю автора приходится 1,47 п. л.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы, включающего 143 наименований и 5 прило-

жений. Основное содержание диссертации изложено на 156 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц, 65 иллюстрации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и изложены основные научные положения и результаты, которые выносятся на защиту.

В первой главе «Анализ состояния вопроса и задачи исследований» приведены факторы, влияющие на эффективность функционирования МТА, показано влияние типа и состава топлива на эффективность функционирования МТА. Предложено изменять этот фактор применением альтернативных топлив, рассмотрены существующие альтернативные топлива. На основании этих исследований наиболее предпочтительной основой топлива было выбрано рапсовое масло. Показано получение МЭРМ. Установлено, что лучшие показатели в качестве топлива имеют смеси МЭРМ и дизельного топлива.

Проблемам эксплуатации МТА с применением биотоплива посвящены работы С.Н. Девянина, В.А. Маркова, С.А. Нагорнова, М.Н Кочеткова, Д.А. Санникова, Д.А. Коршунова, В.Е. Пономарева, И.Г. Голубева, В.П. Богдановича, Н.Е. Борисенко, А.П. Быченина и других исследователей. Но в этих работах рассмотрены в основном изменения конструкции ДЦ, приспособляемого к этому топливу, получение такого топлива решено недостаточно.

Проанализированы применяемые в настоящее время конструкции смесителей для получения биотоплива. Отмечена их низкая эффективность и обоснована необходимость применения струйных аппаратов в качестве смешивающих устройств.

Показано положительное влияние кавитаци на процесс смешивания компонентов биотоплива. Обоснована и выбрана схема смесителя.

На основании проведенного анализа сформулирована научная гипотеза о том, что повысить эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов можно, применяя качественное биотопливо.

Исходя из этого, целью работы является повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов, работающих на биотопливе за счет совершенствования процесса его приготовления.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать направление повышения эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов за счет применяемого биотоплива.

— обосновать конструктивно-технологическую схему устройства для получения биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов;

— получить теоретические зависимости по определению конструктивно-режимных параметров смешивающего устройства для приготовления биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов;

— получить качественные показатели технологического процесса приготовления биотоплива;

— оценить эффективность функционирования дизельного двигателя и машинно-тракторных агрегатов при использовании биотоплива, полученного с помощью разработанного смешивающего устройства.

— обосновать рациональное соотношение компонентов биотоплива по режимам функционирования дизельного двигателя и машинно-тракторных агрегатов.

Во второй главе «Теоретические исследования технологического процесса смешивания компонентов биотоплива гидродинамическим смесителем» изложены результаты теоретических исследований параметров и режимов работы гидродинамического смесителя для приготовления биотоплива.

В результате анализа процессов смешивания была предложена схема гидродинамического смесителя (рисунок 1).

Рисунок 1 - Технологическая схема гидродинамического смесителя:

I — емкость с ДТ; 2 — всасывающая гидролиния; 3 — электродвигатель;

4 - насос; 5 - напорная гидролиния; 6 - сопло; 7 - приемная камера; 8 - емкость с МЭРМ; 9 - камера смешивания; 10 - отражатель;

II - щелевое сопло; 12 - отверстие; 13 - конус; 14 - корпус; 15 - сливная

гидролиния; 16 — емкость с биотопливом

Гидродинамический смеситель одновременно выполняет две функции: смешивает и перекачивает жидкости. При этом в нем происходит гидродинамическая кавитация, интенсифицирующая процесс смешивания. Кавитация в гидродинамическом смесителе возникает в результате внезапного повышения местных потерь напора и уменьшения давления в потоке дизельного топлива за срезом сопла.

В результате определения местных потерь напора в зоне внезапного расширения потока был предложен коэффициент относительного сопротивления потока Кж (1)- Он позволяет оценить интенсивность процесса смешивания в смесителе (рисунок 2).

О)

где с!с - диаметр сопла эжектора, м; Ок - диаметр приемной камеры, м.

к« 0,8

ОД

0 0,2 0,4 0,6 0,8

Рисунок 2 - Зависимость коэффициента относительного сопротивления потока от соотношения диаметра сопла и камеры смешивания

диапазоне

Из графика следует, что Кос в зависимости от (¡с /О, изменяется по монотонно-убывающей кривой, при этом темп снижения К<>с в диапазоне ¿с / Д. от 0 до 0,2 в среднем не превышает 0,25%, тогда как в диапазоне с1с!Ок от 0,2 до 1,0 в среднем, составляет 1,7%. Это указывает на то, что рациональное значение соотношения /£> и КО0 находится в

0,9< Кос< 0,99,

(2)

0 < —< 0,2.

Наличие кавитационного режима работы смесителя при таких его параметрах подтверждается значением числа кавитации а. По формуле В.К. Темнова

С7 = 0,07 + 1,36-5;-(1-5;),

(3)

где ^

О.

— относительная площадь сопла.

Для рассматриваемого случая Б'ос = 0,01, следовательно, число кавитации равняется а= 0,084 < 1, что подтверждает наличие кавитации.

Получены уравнения давления в потоке дизельного топлива на выходе из сопла и избыточного давления биотоплива на входе в отражатель в относительных геометрических параметрах эжектора (4) и (5)

як

25,2

О+О-т-^О+О

(т~Ч

1 +

Ч1 {\ + д)г тд2

, , 2 т-1 т 2(т -1) Рэ = Рш--1---

(т-1)

(1 + ^+С,)

(5)

где р 'дт - избыточное давление перед соплом, Па;

% ' й '

1 дт

Б] и Б2 - площади, соответственно, сечения сопла и камеры смешивания, м2; С>бд и С>дт - объемный расходы биодизеля и дизельного топлива, м3/с; - коэффициенты сопротивления.

Для нашего случая можно принять ¿¡с = ¿¡вх = £кс = ^ф = 0, тогда функция <7 от т примет вид

<?% ,[2(т-1)-т^2(т-1)]. (6)

2т- т - 2

Рассмотренные особенности работы эжектора гидродинамического смесителя позволяют построить в безразмерных величинах графики функций

Рдт = ФО и А =/(б>) Для различных значений т (рисунок 3).

Из графика следует, что изменение параметра гп позволяет поддерживать заданное значение давления ДТ, обеспечивающего кавитационный режим работы смесителя при различных значениях его расходов.

Для определения параметров и режимов работы гидродинамического смесителя были получены зависимости:

-т = 4;2-т = 6;3-т =

Одг

\ 3 \ \ \ 2 4 1 V / /1 2 / /Г

\ \ \ \ 1 / / /

\ \ \ \ // / г /

\ V \ \ 1 \М // / / /

1 /'/ V у

Р'дт Р'э

Рисунок 3 - Зависимости давления перед соплами и на выходе из эжектора от потока дизельного топлива и значения т:

- диаметр гидролинии, транспортирующей МЭРМ

«/„=/> 1(1-7^)-^, (7)

V 'Ли

где Ок - диаметр накопительной камеры смешивания, м; Удт/ Убд - объемное соотношение ДТ и МЭРМ; Зависимости диаметра гидролинии от Кос представлена на рисунке 4.

с1т, 1 м

0,015 0,010 0,005 0,000

0,70 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 т/ >

Лос

Рисунок 4 - Зависимость диаметра гидролинии, транспортирующей биодизель, от К00: 1) Х6д /Удт =0,25; 2) У6д /ует = 0,67; 3) У6д /Удт = 1,5

Из графика следует, что с увеличением Кос необходимо уменьшать диаметр гидролинии, транспортирующей МЭРМ, следовательно и подачу самого МЭРМ;

- объемный расход ДТ

ддг=0,25-т1-(1-71С)-Ок2-и1, (8)

где г>1 — скорость потока дизельного топлива, м/с;

Зависимости объемного расхода ДТ от диаметра камеры смешивания и Кос, представлены на рисунках 5 и 6.

1 -

2-^

_____

пг------ 3

Бк, м

О 0.01 0.02 0.03 0.04

Рисунок 5 — Зависимость объемного расхода дизельного топлива от диаметра

камеры смешивания: 1) К00 = 0,92; 2) К,,, = 0,95; 3) К„в = 0,98

(?ДТ, м3/с

0,04 0.03 0.02 0,01 0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Кос

Рисунок 6 - Зависимость объемного расхода дизельного топлива от К„с: 1) Вк = 0,02м; 2) Т>к = 0,031м; 3) Бк = 0,04м

Из графиков следует, что с увеличением К« объемный расход ДТ уменьшается, а с увеличением диаметра камеры смешивания - увеличивается; - объемный расход биотоплива

<2см =<2дт (1 + 0,01 -П); (9)

где <3ДТ - объемный расход ДТ, м3/с;

п — содержаниеМЭРМ в биотопливе, %; Зависимость объемного расхода биотоплива от содержания МЭРМ представлена на рисунке 7.

\ ^ 1

\ ■V. N

-Ъ —

Из графика следует, что с увеличением содержания МЭРМ в биотопливе

производительность смесителя

<2» Ю'м'/с

/ 1 / 1

N / У /

Г г <■» ✓ ' / ✓ ✓ 2

.....

- • - -1-

60

в,*

растет нелинейно.

Для того, чтобы можно было изменять объемный расход биотоплива, поддерживая значение Кос в рациональном диапазоне, был предложен гидродинамический смеситель с отражателем потока смесево-го топлива и переменным сечением сопла эжектора (рисунок 8). Данная конструкция защищена патентом на полез-

Рисунок 7 - Зависимость объемного расхода ную модель №82797. биотоплива от содержания МЭРМ: 1) Кос = 0,92; 2) Кос = 0,95; 3) Кос = 0,98

Рисунок 8 — Конструктивно-технологическая схема гидродинамического смесителя с отражателем и регулируемым сечением сопла эжектора: 1 - емкость с ДТ; 2 - всасывающая гидролиния; 3 - электродвигатель;

4 - насос; 5 - корпус сопла; 6 - напорная гидролиния; 7 - игла;

8 - поршень; 9 - пружина; 10 - сопло; 11 - приемная камера; 12 -емкость с МЭРМ; 13 - камера смешивания; 14 - отражатель; 15 - щелевое сопло;

16 — корпус; 17 — сливная гидролиния; 18 — емкость с биотопливом

Цилиндрическая полость внутри отражателя вызывает пульсацию вакуума в приемной камере, что способствует повышению интенсивности процесса смешивания. Пульсации давления в корпусе сопла вызывают перемещения иглы и изменение площади проходного сечения сопла, значения ва-

куума в приемной камере также будут изменяться. Это также повысит интенсивность процесса смешивания.

В третьей главе «Программа и методика экспериментальных исследований» представлены общая и частные методики исследований гидродинамического смесителя и оценки влияния полученного с его помощью биотоплива на режимы функционирования ДД и МТА.

В ходе исследований определяли значения давления и вакуума в смесителе, объемный расход биотоплива. Приведено описание оборудования и приборов.

Для оценки получаемого биотоплива и определения влияния его состава на режимы функционирования ДД, проводили стендовые испытания на тормозном стенде двигателя Д-248 и полевые испытания двух видов МТА: трактора К-701 с комбинированным почвообрабатывающим агрегатом АПК-4 и трактора МТЗ-80 с зерновой стерневой сеялкой СЗС-4У. Полевые исследования предусматривали определение производительности МТА и расхода топлива при его работе.

Статистическую обработку полученных результатов исследований проводили с помощью стандартных пакетов прикладных программ для ЭВМ.

В четвертой главе «Анализ результатов исследований» определены физико-химические свойства биотоплива и его компонентов, приведены результаты исследований гидродинамических смесителей с регулируемым и нерегулируемым сечениями сопла, результаты производственной проверки работы гидродинамического смесителя, функционирования дизельного двигателя на биотопливе, результаты производственной проверки качества биотоплива при работе МТА, методика инженерного расчета гидродинамического смесителя.

В результате исследований смесителей было установлено, что оснащение гидродинамического смесителя эжектором с переменным сечением сопла позволяет использовать его с насосами разной производительности, так как изменение давления в нем, в зависимости от расхода компонентов биотоплива, 0,33 0,66 1 1,34 1,67 2 С)дт происходит по определенному за-

10 м/с кону, задаваемому профилем иглы Рисунок 9 - Зависимость изменение (рисунок 9), при этом коэффициент давления перед соплом эжектора от КоС будет находиться в заданных объемного расхода дизельного топлива рациональных пределах.

(сопло регулируемое) Было установлено, что при-

менение гидродинамического смесителя, оснащенного эжектором с регулируемым соплом, способствует увеличению амплитуды колебаний вакуума в приемной камере смесителя (рисунок 10).

4,9

«47 С '

2 4,5 а' 4-3

§ 4,1 | 3.9 3,7 3,5

0,1

О

9 0,; £

я 0,. о,

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Длительность процесса, с б)

Рисунок 10 — Зависимость давления перед соплом и вакуума от длительности процесса: 1 — сопло нерегулируемое; 2 — сопло регулируемое а) давление перед соплом; б) вакуум в приемной камере

Получены графики спектральных плотностей случайного процесса изменений значений вакуума в приемной камере гидродинамического смесителя с регулируемым и нерегулируемым сечениями сопел (рисунок 11).

Из анализа спектральных плотностей следует, что частота колебаний вакуума в гидродинамическом смесителе, оснащенном эжектором с регулируемым соплом, больше, чем в смесителе с нерегулируемым соплом, так как интенсивность процесса смешивания в гидродинамическом смесителе, оснащенном эжектором с регулируемым соплом больше, чем у эжектора с нерегулируемым соплом.

\ А

К/

О 20 40 69 80 Гц

Рисунок 11 - Спектральные плотности процесса изменения значений вакуума: 1 - сопло регулируемое; 2 - сопло нерегулируемое

В обоих эжекторах устанавливали отражатели с разными глубинами и диаметрами цилиндрической полости.

Глубина Ь и диаметр Б полости отражателя влияют на интенсивность процесса смешивания (рисунок 12).

Б' кПа2 0,40

0,30

0,20

0,10

о

о ^ т _ --— — Ж_ _ • --- ___& 2

г о о 3

• 4 ,

5

10

15

20

25

30 Ь, мм

___регулируемое сопло;_нерегулируемое сопло

Рисунок 12 - Изменение значений дисперсии вакуума в зависимости от параметров отражателей: кривые 1,4 — при Б = 21 мм; кривые 2,3 - при Б = 18 мм

Исходя из наибольших значений дисперсии вакуума были выбраны рациональные параметры отражателя (глубина 10 мм, диаметр 21 мм).

При определении объемного расхода биотоплива был построен график зависимости объемного расхода биотоплива от процентного содержания МЭРМ в нем (рисунок 13).

1 ? 1 /Уб

/У // у / ' У У

2

_--с 3

!

20 30 40 50 60 70 п, %

-----теоретическая кривая; -экспериментальная кривая

Рисунок 13 — Зависимости теоретической и экспериментальной кривых объемного расхода биотоплива от процентного содержания МЭРМ: 1) Кос = 0,92; 2) К«: = 0,95; 3) Кос = 0,98

Сравнивали эффективность от использования в реакции этерификации механического смесителя, выпускаемого ООО «Завод Зиосаб-Дон», и разра-

ботанного гидродинамического смесителя. Результаты сравнения представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Результаты сравнения смесителей

Показатели Тип смесителей

Механический смесителя Гидродинамический смеситель

Длительность реакции этерификации, мин 150 5

Длительность получения биотоплива, мин 15 5

Производительность, м"/ч 1,2 3

Качество получаемого МЭРМ и биотоплива оценивали соответствием их показателей требованиям ГОСТ на ДТ и МЭРМ. Результаты исследований представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Показатели качества полученного биотоплива

Показатель Л-0,2-40 ГОСТ 305-82 Биотопливо 20% МЭРМ /80% ДТ МЭРМ МЭРМ ГОСТ 536052009

Кинематическая вязкость мм2/с при 40°С 3,0-6,0 3,086 3,45 3,5

Плотность, кг/м3 при 20иС 860 831 862 860

Испытание на медной пластинке класс 1а класс 1а класс 1 а класс 1а

Йодное число, г йода на 100 г топлива, не более 6 28 86 120

Зольность, % не более 0,01 0,0 0,0017 0,02

Кислотное число, мг КОН/г 0,50 0,11 0,39 0,50

Из данных таблицы следует, что получаемые МЭРМ и биотопливо соответствуют требованиям ГОСТ и ГОСТ Р.

Определяли показатели функционирования на полученном биотопливе двигателя Д-248. Результаты этих исследований приведены в таблице 3.

Рациональное содержание МЭРМ в смеси составляет 20%, при дальнейшем увеличении его содержания до 100% удельный расход топлива увеличивается на 17,8%.

Для определения основных показателей функционирования МТА на биотопливе на полях СКНИИМЭСХ проводили производственные испытания двух МТА: трактора К-701 с АПК-4 и МТЗ-80 с СЗС^У. Результаты исследований приведены в таблицах 4 и 5.

Из данных таблицы 4 следует, что рациональное содержание МЭРМ в смеси составляет 20%, так как при этом соотношении эксплуатационные показатели МТА близки к показателям на ДТ. Гипотеза о равенстве средних показателей производительности и расхода топлива на ДТ и смеси 20% МЭРМ/80% ДТ достоверна. Гипотеза о равенстве средних показателей про-

изводительности и расхода топлива на ДТ и смеси 50%МЭРМ /50%ДТ не достоверна.

Таблица 3- Параметры регуляторных характеристик двигателя Д-248

Показатели Смеси, % МЭРМ

0 20 40 60 80 100

Мощность, кВт 42,5 42,7 42,0 42,7 42,2 42,6

Крутящий момент при эксплуатационной мощности, Нм 202,9 204,0 200,7 204,0 201,8 203,6

Максимальный крутящий момент, Н м 221,7 221,7 215,1 222,8 220,6 221,7

Расход топлива на холостом ходу, кг/ч 3,0 3,0 3,1 3,1 3,2 3,1

Расход топлива при эксплуатационной мощности, кг/ч 9,8 9,8 10,2 10,4 10,8 11,6

Частота вращения при максимальном крутящем моменте, об/мин. 1580 1557 1500 1643 1600 1587

Удельный расход топлива, г/кВтч 251 251 259 256 267 279

Изменение удельного расхода топлива, % 0 0 3,2 2,0 6,4 11,2

Таблица 4 — Эксплуатационно-технологические показатели работы МТА

Показатели Вид топлива

ДТ Биотопливо 20% МЭРМ/80% ДТ Биотопливо 50% МЭРМ/50% ДТ

Значения ^=3,314 Значения ^=3,314

1Р Р*, % 1о Р*, %

Производительность, га/ч К-701+ АПК-4 3,82 3,8 1,43 23 3,55 9,3 7-10"2

МТЗ-80+ СЗС-4У 4,4 4,38 0,36 74 4 3,9 2-Ю"3

Расход топлива, кг/ч К-701+ АПК-4 56,9 57,1 0,39 74 62,7 30,5 7-Ю"4

МТЗ-80+ СЗС-4У 11,1 11,3 1,58 19 13,6 19,4 4-Ю"3

Р* - уровень значимости гипотезы о равенстве средних Таблица 5 - Эксплуатационные затраты МТА

Показатели Вид топлива

ДТ Биотопливо 20% МЭРМ /80% ДТ Биотопливо 50% МЭРМ /50% ДТ

Стоимость, руб./кг 28 25,6 22

К-701 +АПК-4 Эксплуатационные затраты, руб./га 452 425 443

Степень снижения эксплуатационных затрат, % - 6 -

МТЗ-80 + СЗС-4У Эксплуатационные затраты, руб./га 87 82 95

Степень снижения эксплуатационных затрат, % - 5 -

В пятом разделе «Экономическое обоснование эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов на биотопливе» выполнен расчет прямых эксплуатационных затрат на обработку почвы и посев МТА (К-701 с АПК-4 и МТЗ-80 с СЗСМУ), работающих на полученном биотопливе (таблица 5).

Из данных таблицы 5 следует, что применение биотоплива состава 20% МЭРМ/80% ДТ повышает эффективность функционирования МТА путем снижения их эксплуатационных затрат на 5-6% по сравнению с функционированием агрегатов на ДТ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработано направление повышения эффективности функционирования МТА за счет применения биотоплива.

2. Для приготовления качественного биотоплива обоснована конструктивно-технологическая схема гидродинамического смесителя, применение которого повышает эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов за счет турбулентно-кавитационного режима его работы.

3. Получены теоретические зависимости для определения основных конструктивных параметров и режимов смесителя: коэффициента относительного сопротивления и числа кавитации турбулентно-кавитационного смешивания; диаметра сопла эжектора; давления на срезе сопла; объемного расхода ДТ и биотоплива; диаметра гидролинии, дозирующей МЭРМ в камеру смешивания.

4. Установлено, что повышение коэффициентов относительного сопротивления и числа кавитации улучшает качество биотоплива, но снижает производительности смесителя. Наибольшая интенсивность смешивания компонентов биотоплива происходит при условии, 0 <с1сЮк <0,2. В этом случае коэффициент относительного сопротивления находится в диапазоне от 0,99 до 0,90.

5. Установлены рациональные соотношения:

- диаметр камеры смешивания в 1,17 раза больше диаметра полости отражателя;

- диаметр камеры смешивания в 1,8 раза больше глубины полости отражателя;

- угол скоса кромки отражателя равен 35°.

6. Качество биотоплива, получаемого с помощью разработанного гидродинамического смесителя, соответствует требованиям ГОСТ 305-82 и ГОСТ Р 53605-2009.

7. Установлено, что при функционировании дизельного двигателя на биотопливе с содержанием МЭРМ не более 20%, расход топлива не изменяется, с увеличением содержания МЭРМ до 100% расход возрастает на 17,8%.

8. Эксплуатационные показатели МТА, работающих на получаемом биотопливе с соотношением 20% МЭРМ и 80% ДТ, соответствуют показателям работы МТА на ДТ, так как они снижаются менее чем на 1%, при соот-

ношении его компонентов 50% МЭРМ и 50% ДТ производительность снижается, а расход топлива увеличивается на 10%.

9. Наилучшей композицией биотоплива по показателям работы ДД и МТА является композиция 20% МЭРМ и 80% ДТ, которая снижает эксплуатационные затраты МТА на 5-6% по сравнению с работой агрегатов на ДТ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

- в рецензируемых научных журналах и изданиях::

1. Громаков, A.B. Растительное масло - сырье для моторного топлива / В.П. Богданович, A.B. Громаков, С.И. Бырько // Сельский механизатор. -2010. -№11. - С.30.

2. Громаков, A.B. Оптимальный состав смесевого топлива для тракторных двигателей / A.B. Громаков // Механизация и электрификация сельского хозяйства. -2011,-№8. -С. 24-25.

3. Пат. 82797 Российская Федерация, МПК F 04 F 5/54. Гидравлический смеситель / Богданович В.П., Громаков A.B., Камбулов С.И., Пахомов В.И., Рыков В.Б.; заявитель и патентообладатель ВНИПТИМЭСХ. -№2008145542/22; заявл. 18.11.2008, опубл. 2009, Бюл. №13.

- в сборниках научных трудов и материалах конференций:

4. Громаков, A.B. Биотопливо для дизеля и тяговая энергонасыщенность машинно-тракторного агрегата / В.П. Богданович, A.B. Громаков // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы 2-й Междунар. науч.-практ. конференции в рамках 12-й Между-нар. агропромышленной выставки «Интерагромаш-2009» (г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо» 3-6 марта 2009 г.). - Ростов н/Д, 2009. - С. 472-475.

5. Громаков, A.B. Биодизель как компонент смесевого моторного топлива / В.П. Богданович, A.B. Громаков // Ресурсосберегающие технологии: возделывание и переработка сельскохозяйственных культур: сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конференции «Ресурсосберегающие технологии и инновационные проекты в АПК» (14-15 апреля 2009 г., г. Зерноград) / ВНИПТИМЭСХ. - Зерноград, 2009. - С. 17-23.

6. Громаков, A.B. Особенности работы смесителя для производства биотоплива / В.П. Богданович, A.B. Громаков // Ресурсосберегающие технологии и техническое обеспечение для инновационного развития агропромышленного комплекса: сб. науч. тр. 5-й Междунар. науч.-практ. конференции «Инновационные технологии — основа эффективного развития агропромышленного комплекса России» (27-28 мая 2010 г., г. Зерноград) / ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии. - Зерноград, 2010. - С. 37-42.

7. Громаков, A.B. Смеситель для производства биотоплива / A.B. Громаков // Вестник аграрной науки Дона: науч.-практ. журнал / ФГОУ ВПО АЧГАА. - Зерноград, 2010. - Вып. 2. - С. 31 -34.

8. Громаков, A.B. Адаптация трактора к функционированию на моторных топливах из растительных масел / В.П. Богданович, A.B. Громаков // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения:

материалы 3-й Междунар. науч.-практ. конференции в рамках 13-й Между-нар. агропромышленной выставки «Интерагромаш-2010» (г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо» 4-5 марта 2010 г.).-Ростов н/Д, 2010. - С. 153-156.

9. Громаков, A.B. Оценка влияния смесевого топлива на функционирование сельскохозяйственных агрегатов / В.П. Богданович, A.B. Громаков // Актуальные проблемы научно-технического прогресса в АПК: сб. науч. статей по материалам V-й Междунар. науч.-практ. конференции в рамках XII-й Междунар. агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2010» (г. Ставрополь, Ставропольский ГАУ, 19-21 марта 2010 г.). - Ставрополь: АГРУС,

2010.-С. 32-35

10. Громаков, A.B. Рациональные режимы функционирования МТА на биотопливе / В.П. Богданович, A.B. Громаков // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы 4-й Междунар. науч.-практ. конференции в рамках 14-й Междунар. агропромышленной выставки «Интерагромаш-2011» (г. Ростов-на-Дону, ВЦ «ВертолЭкспо» 2-3 марта 2011 г.). - Ростов н/Д, 2011. - С. 70-72.

11. Громаков, A.B. Определение скоростного ряда для трактора с бесступенчатой трансмиссией / В.П. Богданович, A.B. Громаков // Инновационные технологии и технические средства для полеводства юга России: сб. науч. тр.б-й Междунар. науч.-практ. конференции «Инженерное обеспечение инновационного развития сельскохозяйственного производства» (6-7 апреля 2011 г., г. Зерноград)/ ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии - Зерноград,

2011.-С. 142-147.

Подписано к печати 19.04.2012 г. Формат 60x84 1/16. Объем 1,0 п.л. Тираж 120 экз. Заказ -2012. Печатно-множительная группа СКНИИМЭСХ 347740, г.Зерноград Ростовской области, ул.им.Ленина, 14

61 12-Ь/ЗиУЗ

Российская акаоемия сельскохозяйственных наук

Государственное научное учреждение СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии)

На правах рукописи

Громаков Алексей Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ АГРЕГАТОВ ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ БИОТОПЛИВА

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского

хозяйства (по техническим наукам)

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук старший научный сотрудник В.П. Богданович

Зерноград - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНОЧЕНИЯ............................................. 5

ВВЕДЕНИЕ.................................................................... 6

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ............................................................ 11

1.1 Факторы, влияющие на эффективность функционирования МТА........................................................................ П

1.2 Характеристики растительных масел и продуктов их переработки - сырья для производства моторных топлив....... 16

1.3 Технические средства для получения альтернативного топлива..................................................................... 24

1.4 Особенности функционирования дизельного двигателя и

МТА на биотопливе..........................................................................................35

1.5 Обоснование схемы гидродинамического смесителя............ 43

1.6 Выводы по главе. Научная и рабочая гипотезы.

Цель, задачи и алгоритм исследования.............................. 47

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ БИОТОПЛИВА................................................................ 50

2.1 Расчетная технологическая схема гидродинамического смесителя...................................................................................... 50

2.2 Определение коэффициента местных потерь напора в зоне внезапного расширения потока. Коэффициент относительного сопротивления потока на границе сопла и камеры смешиваниия гидродинамического смесителя. Число кавитации.................................................................................. 52

2.3 Процесс смешивания компонентов биотоплива в цилиндрической части камеры смешивания гидродинамического смесителя........................................ 59

2.4 Выводы по главе.......................................................... 79

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ............................................................ 80

3.1 Программа экспериментальных исследований..................... 80

3.2 Оборудование, аппаратура и приборы, использованные

в исследованиях........................................................... 81

3.2.1 Приборы и аппаратура, использованные в экспериментальном исследовании................................. 81

3.2.2 Экспериментальная установка для проведения исследований............................................................ 81

3.3 Частные методики проведения экспериментальных исследований гидродинамического смесителя.................... 84

3.4 Методика обработки результатов экспериментальных исследований.............................................................. 88

3.5 Методика экспериментальных исследований по оценке влияния биотоплива на функционирование дизельного двигателя и МТА.......................................................... 89

3.6 Статистическая обработка экспериментальных данных......... 91

4 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ........................ 92

4.1 Физико-химические свойства компонентов биотоплива......... 92

4.2 Результаты исследований гидродинамических смесителей с регулируемым и нерегулируемым сечениями сопла эжектора.................................................................... 93

4.3 Результаты производственной проверки работы гидродинамического смесителя....................................... 102

4.4 Функционирование дизельного двигателя на биотопливе........ 107

4.5 Результаты производственной проверки функционирования МТА на биотопливе...................................................... 115

4.6 Методика инженерного расчета гидродинамического смесителя.. 118

4.7 Выводы по главе........................................................... 121

5 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МАШИННО-ТРАКТОРНЫХ

АГРЕГАТОВ НА БИОТОПЛИВЕ................................................................................122

5.1 Экономическое обоснование применения гидродинамического смесителя................................................................................122

5.2 Определение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов на биотопливе..........................................132

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.........................................................................................................136

ЛИТЕРАТУРА..................................................................................................................................138

ПРИЛОЖЕНИЯ..............................................................................................................................156

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

с1с - диаметр сопла эжектора; Бк - диаметр камеры смешивания; Ьп - потери напора;

\ - коэффициент, характеризующий местные потери напора;

Кос - коэффициент относительного сопротивления потока;

С) бд - объемный расход МЭРМ;

6.т - диаметр трубы, транспортирующей МЭРМ;

рдт - динамическое давление потока ДТ на срезе этого сопла;

Рбд - давление потока МЭРМ, поступающего из емкости;

Рэ - давление на выходе из смесителя;

г)1 - скорость потока дизельного топлива;

С>.дг - объемный расход дизельного топлива;

О.см - объемный расход биотоплива;

Сп - жесткость пружины;

8К - площадь сечения сопла корпуса;

8и - площадь сечения иглы на срезе сопла;

1и - перемещение иглы.

ВВЕДЕНИЕ

Одним из путей увеличения производства сельскохозяйственной продукции является повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов (МТА).

На эффективность функционирования МТА влияет множество факторов, одним из которых является тип и состав топлива.

Важнейшей характеристикой любого топлива является теплота сгорания (теплотворная способность). Теплота сгорания зависит от количества горючих соединений в топливе и от соотношения элементов, составляющих его горючую часть. Кроме горючих соединений, углеводородов, в состав топлива входит кислород, присутствие которого приводит к снижению теплоты сгорания. Наибольшая теплота сгорания у топлив, получаемых из минерального сырья - нефти /68/.

Кроме того, любое топливо, которое может быть использовано в дизельных двигателях (ДД), должно обязательно удовлетворять следующим требованиям:

- не иметь механических примесей;

- обладать низкими температурами начала кристаллизации и застывания, определенной вязкостью;

- иметь возможно большую степень распыла и строго определенную дальнобойность струи при впрыскивании в цилиндр ДД;

- обладать малым периодом задержки самовоспламенения или высоким цетановым числом;

- продукты сгорания топлива при попадании в картер не должны ухудшать качество масла /36/.

Не менее важной характеристикой любого топлива является его доступность. Добыча и транспортировка нефти являются сложными и дорогостоящими техническими задачами, так как ее запасы рассредоточены и часто расположены в труднодоступных местах /68/.

Также нефть считается невозобновляемым источником энергии.

В процессе потребления ДД моторного топлива, производимого из нефти, выделяются токсичные вещества, ухудшающие экологию окружающей среды. При утечках этого топлива во время его транспортировки и заправки происходит долговременное загрязнение окружающей среды /36/.

В связи с вышеперечисленными недостатками нефтяного топлива, ведутся интенсивные поиски альтернативных топлив, пригодных к использованию в ДД. Наиболее перспективным может быть топливо, полученное с использованием растительных масел и продуктов, созданных на их основе, как в чистом виде, так и в смеси с дизельным топливом (ДТ).

Для получения таких смесей используются различные смесители. В связи с этим возникает необходимость в разработке эффективного технического средства для получения качественного биотоплива /17/.

Частичный или полный переход на альтернативное топливо требует проведения предварительных исследований для определения степени влияния нового топлива на эксплуатационные характеристики ДД и режимы функционирования МТА, позволяющих оценить его качество и разработать мероприятия по адаптации сельскохозяйственных тракторов к этому топливу, что является в настоящее время актуальными задачами.

Из вышеизложенного следует, что в настоящее время существует социальная проблема в противоречии между уровнем потребности в создании альтернативных топлив и уровнем научных знаний в их обосновании и реализации в сельскохозяйственном производстве.

Целью работы является повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов, работающих на биотопливе за счет совершенствования процесса его приготовления.

Объект исследования - процесс функционирования машинно-тракторных агрегатов на биотопливе, приготовленном с помощью разработанного смешивающего устройства.

Предмет исследования - взаимосвязь показателей функционирования машинно-тракторных агрегатов с качеством смешивания компонентов биотоплива.

Научная новизна заключается:

- в определении режимов функционирования МТА в зависимости от соотношения компонентов биотоплива;

- в получении теоретических зависимостей по обоснованию конструктивно-режимных параметров смешивающего устройства для приготовления биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов.

Практическая значимость работы заключается в разработке устройства для получения качественного биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов, практическая полезность которого подтверждена патентом на полезную модель №82797.

Основные положения выносимые на защиту:

- направление повышения эффективности функционирования МТА;

- конструктивно-технологическая схема устройства для получения биотоплива;

теоретические зависимости по обоснованию конструктивно-режимных параметров смешивающего устройства для приготовления биотоплива, повышающего эффективность функционирования машинно-тракторных агрегатов;

- методика инженерного расчета смешивающего устройства;

- результаты экспериментальных исследований функционирования МТА на получаемом биотопливе;

- рациональное соотношение компонентов биотоплива, рекомендуемое для использования в качестве топлива для МТА.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и одобрены на научно-технических конференциях ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии (Зерноград, 2009-2011 гг.); на 12, 13 и 14

международных научно-практических конференциях «Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения» (Ростов-на-Дону, 2009-2011 гг.); 5 международных научно-практических конференциях агропромышленной выставки «Агроуниверсал-2010» (г. Ставрополь, Ставропольский ГАУ, 19-21 марта 2010 г.); на научной конференции ФГБОУ ВПО АЧГАА (Зерноград, 2010 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 статей, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен патент на полезную модель. Общий объем публикаций составляет 1,7 п. л., из них на долю автора приходится 0,4 п. л.

Реализация результатов исследования. Результаты исследований внедрены и использованы при создании пункта внутрихозяйственного производства биотоплива и при работе машинно-тракторных агрегатов на полученном биотопливе во ФГУП «Экспериментальное» Россельхозакадемии (Зерноградский район Ростовской области).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы, включающего 143 наименований и 5 приложений. Основное содержание диссертации изложено на 155 страницах машинописного текста, содержит18 таблиц,65 иллюстрации.

Диссертационная работа состоит из пяти глав.

В главе 1 приведен обзор конструкций технических средств для получения биотоплива и путей решения адаптации ДД к нему, установлена актуальность темы, поставлены цель и задачи исследований.

В главе 2 представлена принципиальная схема гидродинамического смесителя для получения биотоплива с переменным сечением сопла эжектора и проведены теоретические исследования процессов, происходящих во время его работы.

В главе 3 с использованием результатов, полученных в ходе теоретических исследований, разработана методика и программа экспериментальных исследований гидродинамического смесителя с переменным сечением сопла

эжектора и методика оценки эффективности работы ДД и МТА на получаемом биотопливе.

В главе 4 представлен анализ результатов экспериментальных исследований гидродинамического смесителя биотоплива с переменным сечением сопла эжектора, в результате которого подтверждены его рациональные параметры и режимы работы, а также представлены исследования эффективности функционирования ДД и МТА на получаемом биотопливе.

В главе 5 приведен расчет экономической эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов на биотопливе.

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Факторы, влияющие на эффективность функционирования МТА

На эффективность функционирования МТА влияет множество факторов, основными из них являются параметры мобильных энергосредств (МЭС), параметры сельскохозяйственных машин, организация технологического процесса (рисунок 1.1).

Факторы, влияющие на эффективность функционирования МТА

Параметры мобильных энергосредств (МЭС)

Параметры сельскохозяйственных машин

Параметры и режимы функционирования рабочих органов

Универсальность выполнения технологических операций

Организация технологического процесса

Рисунок 1.1- Факторы, влияющие на эффективность функционирования МТА

Вопросы, связанные с организацией технологического процесса, изменением параметров сельскохозяйственных машин и МЭС решены в работах/28, 32, 37, 41, 43, 46, 52, 84, 60, 63, 110,113, 129,132, 133/, однако вопрос,

связанный с влиянием типа и состава топлива на эффективность функционирования МТА, раскрыт недостаточно. Степень влияния этого фактора на эффективность функционирования МТА составляет 12% /9, 70/ (рисунок 1.2).

Органгоационно-технояопгаешш

Рисунок 1.2 - Степень влияния типа и состава топлива на эффективность функционирования МТА

Одним из путей изменения влияния данного фактора является применение альтернативных топлив различных типов и составов.

Из существующих видов альтернативных топлив, как наиболее перспективных, можно выделить следующие: сжиженный нефтяной газ, сжиженный природный газ, метиловый спирт, биогаз, растительные масла /55/.

Сжиженный нефтяной газ (сжиженные углеводородные газы или про-пан-бутановые смеси) получают при переработке нефтяного (попутного) газа. Он широко применяется как альтернативное топливо для бензиновых двигателей. Однако использование сжиженного нефтяного газа в качестве альтернативного топлива затруднено, так как требует значительного переоборудования ДД.

Природный газ как топливо для ДД используется двух видов: компри-мированный (сжатый) природный газ и сжиженный природный газ /4, 87/.

Применение в качестве топлива природного газа позволяет снизить выброс в атмосферу наиболее вредных компонентов в 1,5-5 раз и снизить дымность отработавших газов в 10 раз. Однако использование природного газа в ДД требует дополнительных условий, обеспечивающих его воспламенение, так как температура воспламенения природного газа значительно превосходит температуру воспламенения ДТ, что затрудняет его использование в качестве топлива для дизельных двигателей /27, 103/.

В качестве топлива для дизельных двигателей можно использовать метиловый и этиловый спирты. Спиртовые топлива можно получить в результате синтеза природного газа, а также любого другого углеводородного сырья (угля, сланцев, торфа, древесины) и отходов промышленного и сельскохозяйственного производств 151.

Спиртовые топлива имеют ряд недостатков, таких как низкая склонность к воспламенению, что требует переоборудования ДД, токсичность, коррозионная активность и агрессивность по отношению к алюминиевым сплавам, резиновым изделиям. Вышеперечисленные недостатки спиртовых топлив затрудняют их использование в ДД.

Водород как топливо обладает высокой энергоемкостью по сравнению с нефтяным топливом, он абсолютно не оказывает отрицательного воздействия на окружающую среду, так как при его сгорании образуется вода. Однако при работе ДД на водороде затруднено воспламенение, также отсутствует инфраструктура его производства. Так как водород является опасным видом топлива, возникает сложность его хранения, заправки и транспортировки. Поэтому использование водорода как топлива для ДД проблематично /86/.

Биогаз получают в результате брожения органических веществ. Его можно применять как топливо для дизельного двигателя в сжатом или сжиженном виде. Одним из положительных качеств биогаза является его возоб-новляемость.

Биогаз отличается от ДТ по теплоте сгорания, плотности и температуре воспламенения, что затрудняет его использование в качестве топлива �