автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.05, диссертация на тему:Уменьшение содержания оксидов азота в отработавших газах судовых дизелей посредством использования водородосодержащего газа

На правах рукописи

ТИТОВ СЕРГЕЙ ВЛАДИЛЕНОВИЧ

УМЕНЬШЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОКСИДОВ АЗОТА В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ ПОСРЕДСТВОМ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА

Специальность: 05.08.05 - Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2008

003452287

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Юр Геннадий Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Матиевский Дмитрий Дмитриевич

доктор технических наук, профессор Крохта Геннадий Михайлович

Ведущая организация: Государственное научное учреждение Сибирский физико-технический институт аграрных проблем Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук

Защита состоится «01» декабря 2008 г. в 10-00 (ауд. 227) на заседании диссертационного совета Д 223.008.01 при ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», по адресу 630099, г. Новосибирск, ул. Щетинкина, 33, ФГОУ ВПО «НГАВТ» (тел./факс: (383) 222-49-76; e-mail: ngavt@ngs.ru; ese_sovet@mail.ru).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта»

Автореферат разослан «30» октября 2008 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Малышева Е.П.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Дизельные двигатели сейчас составляют основу судовой энергетики, и такое доминирующее положение сохранится в обозримом будущем.

Работающий дизель является интенсивным источником химического загрязнения атмосферного воздуха. В составе отработавших газов обнаружено более 1200 токсичных химических соединений. Среди них наиболее опасными для человеческого организма по суммарному отрицательному воздействию считаются оксиды азота

В настоящее время в мировом двигателестроении приоритетными являются требования по безусловному выполнению экологических стандартов. Наблюдается процесс последовательного ужесточения допускаемых значений нормируемых параметров загрязнения атмосферного воздуха.

Поэтому исследования, направленные на уменьшение количества оксидов азота в отработавших газах судовых дизелей, являются актуальными.

Цель работы Уменьшение концентрации оксидов азота в отработавших газах судовых дизелей посредством использования водоро-досодержащего газа, получаемого на борту судна.

Методика исследования В работе использованы как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. Расчеты процесса развития кавитационного зародыша в капле жидкости выполнялись на компьютере посредством численного моделирования Исследования процесса испарения капли дизельного топлива в нагретой и возмущенной воздушной среде проводились на специальной опытной установке. Процесс газификации дизельного топлива осуществлялся на модели и на опытном образце судового кавитационного термического газового генератора. Химический состав полученной газовой смеси исследовался при помощи хроматографа. Сравнительные испытания судового дизеля при его дополнительном наддуве водородосодержащим газом проводились на нагрузочном стенде Количество оксидов азота в отработавших газах определялось при помощи газоанализатора. Давление в цилиндре по углу поворота коленчатого вала измерялось стробоскопическим индикатором. Полученные в ходе экспериментального исследования данные обрабатывались на компьютере

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивалась:

- использованием современной поверенной измерительно-регистрирующей аппаратуры;

- результатами экспериментальных исследований и сравнительными стендовыми испытаниями судового дизеля;

- удовлетворительным совпадением результатов теоретических исследований с экспериментом.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

1 Проведено численное исследование процесса развития кавита-ционного зародыша в капле жидкости. В результате анализа полученных материалов установлен ряд закономерностей этого процесса.

2 Посредством специальных опытов установлено, что периодические пульсации газовой среды интенсивностью более 1 Вт/м2 сокращают время испарения неподвижных капель дизельного топлива. Пульсации давления газовой среды, которые превышали пороговое значение, при котором начинается процесс кавитации, приводят к объемному разрушению капель дизельного топлива.

3 С помощью специально спроектированной и изготовленной модели кавитационного термического генератора осуществлен процесс газификации дизельного топлива. Выполнен хромотографический анализ полученного газообразного продукта.

4 На основе, анализа результатов полученных при испытаниях модели газового генератора был спроектирован и изготовлен опытный образец судового кавитационного термического газового генератора и проведены его лабораторные испытания. Выполнен хромотографический анализ полученного газообразного продукта.

5 На моторном стенде проведено экспериментальное исследование влияния водородосодержащего газа подаваемого во всасывающий коллектор на концентрацию оксидов азота в отработавших газах судового дизеля.

Практическая ценность работы заключается в том, что спроектирован, изготовлен и испытан в действии судовой кавитационный термический газовый генератор для газификации дизельного топлива. Показано, что подача во всасывающий коллектор полученного в генераторе водородосодержащего газа значительно уменьшает концентрацию оксидов азота в отработавших газах серийного судового дизеля.

Внедрение полученных результатов на судах позволит сократить загрязнение атмосферного воздуха дизельными энергетическими установками.

Реализация результатов исследования. Научные выводы и практические рекомендации реализованы в ФГУ «Обское государственное бассейновое управление водных путей и судоходства» и в Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Апробация работы. Основные положения работы представлялись и обсуждались на международных, всероссийских и региональных конференциях: на третьей международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (г. Омск, 2007г.); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием Приоритетные направления науки и техники, прорывные и критические технологии: «Энергетические, экологические и технологические проблемы экономики» (ЭЭТПЭ-2007) (г Барнаул, 2007г.), на втором международном научно-техническом семинаре «Исследование, проектирование и эксплуатация судовых ДВС» (г. Санкт-Петербург, 2007г.); на международной научно-технической конференции «Повышение эффективности силовых установок» (г. Челябинск, 2008г.); международной научно-технической конференции «Актуальны проблемы развития и эксплуатации поршневых двигателей в транспортном комплексе Азиатско-Тихоокеанского региона» (г Хабаровск, 2008г.) и научно-техшгческих конференциях в Новосибирской государственной академии водного транспорта

Личный вклад автора заключается:

- в постановке задач и разработке методик проведения экспериментальных и численных исследований, в обработке полученных результатов и их анализе;

- в выполнении численного исследования процесса развития ка-витационного зародыша в капле жидкости,

- в выполнении экспериментального исследования процесса испарения капли дизельного топлива в возмущенной воздушной среде;

- в разработке конструкции, проведении пусконаладочных работ, испытаний модели и опытного образца судового кавш-ационного термического газового генератора;

- в проведении экспериментальных исследований влияния во-дородосодержащей газовой присадки на концентрацию оксидов азота в отработавших газах судового дизеля 6ЧН 16/22,5;

- в выполнении численного исследования влияния водородосо-держащей присадки к воздуху на удельные выбросы оксидов азота

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе две из которых в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и одного приложения. Работа представлена на 114 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц, 36 рисунков и список литературы 150 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, её научная новизна и практическая значимость, дается краткое описание выполненных исследований, излагаются основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен обзор действующих требований, норм и правил, регламентирующих уровень выбросов загрязняющих веществ содержащихся в отработавших газах судовых дизелей в атмосферный воздух. Показано, что наибольшую опасность для человеческого организма представляют оксиды азота. Дан сравнительный анализ стандартов России, Европейского сообщества, США, МАРПОЛ 73/78. Отмечена тенденция ужесточения требований к концентрацш! загрязняющих веществ содержащихся в отработавших газах судовых дизелей на ближайшую перспективу.

Процессы образования и методы уменьшения количества оксидов азота в дизеле изучались многими отечественными и зарубежными исследователями. Значительный вклад в этой области сделан С.А. Батуриным, Я Б. Зельдовичем, В. А. Звоновым, В.Г Кнорре, A.C. Лоскутовым, А.Л. Новоселовым, П.Я. Садовниковым, В.И. Смайли-сом, В.Н. Стаценко, ДА. Франк-Каменецким, В.И.Толшиным, Е.К. Bestress, K.M. Chang, W.F. Marshall, R.P. Wilson, J.B. Heywood, I.C. Kiek, T. Marayama, K. Yamane и другими учеными.

Обзор и анализ основных известных способов предназначенных для уменьшения концентрации оксидов азота в отработавших газах показал, что одним из наиболее действенных методов является 10-15% наддув дизеля водородосодержащим газом.

Однако перевозка и хранение горючих газообразных продуктов на судах связаны с определенными трудностями. Поэтому наиболее целесообразным является получение водородосодержащего продукта на борту судна непосредственно перед подачей его в двигатель.

Известные конструкции реакторов для получения водорода и во-дородосодержащих газов могут работать на природном газе, метаноле и бензине Но правилами Российского Речного Регистра и Морского Регистра судоходства на борту судна хранение и использование топлив с температурой вспышки менее 61°С запрещено. Поэтому одной из основных задач диссертации является разработка и исследование процесса получения водородосодержащего газа из дизельного топлива.

Осуществить газификацию дизельного топлива предлагается с использованием процесса акустической паровой кавитации.

Для решения поставленных задач необходимо последовательно выполнить следующие работы. Теоретически и экспериментально изуч1гть особенности осуществления процесса кавитащш в капле жидкости Спроектировать и изготовить судовой кавитационньш газовый генератор. Осуществить процесс газификации дизельного топлива и определить химический состав полученного продукта На основе серийного судового дизеля и судового кавитащюнного газового генератора изготовить экспериментальную установку. Исследовать влияние водородосодержащей присадки к воздуху на образование оксидов азота в цилиндре дизеля.

Сделанные по обзору выводы позволили сформулировать задачи исследования, которые сведены к следующему.

1 Провести численное исследование процесса развития кавитащюнного зародыша в капле жидкости.

2 Выполнить экспериментальные исследования по изучению процесса акустической паровой кавитации в капле дизельного топлива.

3 На модели термического кавитащюнного газового генератора осуществить процесс газификации дизельного топлива. Сделать хромотографический анализ газообразного продукта.

4 На основе анализа результатов, полученных в ходе испытаний модели кавитащюнного термического газового генератора, разработать технические требования для создания судового газового генератора. Спроектировать и изготовить его опытный образец. Провести газификацию дизельного топлива и определить химический состав полученного продукта.

5 Исследовать влияние водородосодержащей газовой присадки к воздуху на концентрацию оксидов азота в отработавших газах судового дизеля

Во второй главе проведено теоретическое исследование процесса развития кавитащюнного зародыша в капле топлива.

Показано, что для повышения эффективности газификации дизельного топлива целесообразно использовать процесс акустической паровой внутрикапельной кавитации.

В результате преобразования известных уравнений получены зависимости для определения скорости и ускорения движения границы парового пузырька.

Условие равновесия пузырька (при отсутствии процесса диффузии газа из жидкости внутрь кавитационного зародыша), который содержит только пары жидкости

Р = Рн-Ро, (!)

где Р - давление в капле;

Рн - давление насыщенных паров;

Р0 - атмосферное давление

Уравнение скорости движения границы парового пузырька

2

( Г „ \3\

1-1

/I

3 рI \R

г V 4 • ,

В безразмерных измерениях это уравнение имеет вид

(2)

(3)

Численные исследования выполнялись с использованием разработанных и стандартных программ (MathCad 2001i Pro, MATHWORKS MATLAB 13, CurveExpert 1.3). На рисунке 1 в качестве примера приведены графики зависимости изменения радиуса парового кавитационного пузырька, а на рисунке 2 - изменения скорости его роста. На рисунке 3 изображены зависимости изменения давления в газовом пузырьке от расстояния до границ кавитационного пузырька и капли.

Анализ результатов полученных в ходе численных исследований результатов показал, что при осуществлении процесса акустической паровой кавитации в капле жидкости, возможно, ее мгновенное разрушение в результате объемного микровзрыва.

Рисунок 1 - Рост радиуса кавитаци- Рисунок 2 - Изменение скорости онного пузырька по времени роста относительного радиуса

кавитационного пузырька в зависимости от его размера

Р

от расстояния до границ пузырька и капли. Где Р - безразмерное давление внутри жидкости; г - расстояние от границы пузырька

В третьей главе выполнено экспериментальное исследование процесса испарения капли дизельного топлива в спокойной и возмущенной воздушной среде

Работы проводились на специальной опытной установке. Капля дизельного топлива при помощи дерновки подавалась в нагретую воздушную среду, в которой возбуждались газодинамические колебания различной мощности и частоты Процесс изменения размера капли с течением времени фиксировался при помощи цифровой видеокамеры и выводился на экран монитора персонального компьютера.

В результате анализа полученных в ходе опытов результатов показано, что пульсации газовой среды интенсивностью до 1 Вт/м2 видимого влияния на скорость испарения капли не оказывают. При повышении интенсивности колебаний выше этого значения наблюдается сокращение времени испарения капли топлива. При превышении интенсивности пульсаций выше определенного предела, который называется порогом кавитации, капля резко вскипает по всему объёму и наблюдается её мгновенное разрушение (явление похожее на взрыв).

На рисунке 4 изображены графики изменения размера капли дизельного топлива в нагретой спокойной и возмущенной воздушной среде.

а г 2 з т,с

Рисунок 4 - Динамика изменения относительного диаметра капли дизельного топлива при различных внешних условиях нагретой воздушной среды: 1 - в спокойной среде, 2 - в слабо возмущенной среде интенсивностью более 1 Вт/м2, 3 - в сильно возмущенной среде (при превышении навигационного порога); Б - текущий размер капли; Т)() - начальный размер капли; т - время

Это явление, теоретическое исследование которого выполнено во второй главе, должно значительно интенсифицировать крекинг молекул дизельного топлива.

Для практического осуществления процесса газификации распыленного дизельного топлива в нагретой и возмущенной газовой среде вначале была спроскшрована и изготовлена модель кавитационного термического газового генератора (рисунок 5).

Рисунок 5 - Экспериментальная модель кавитационного термического газового генератора

Топливо из мерной ёмкости 1 при помощи насоса высокого давления 2 и форсунки 3 распыляли внутри корпуса 4. Нагрев газа осуществляли при помощи электрического нагревателя З.Темературу газа в корпусе генератора контролировали потенциометром 6 и хромель-копелевой термопарой 7. Газодинамические колебания возбуждали генератором 8. приводимым в действие электродвигателем 9.

В таблице 1 приведены результаты хроматографического анализа газообразного продукта полученного из дизельного топлива ГОСТ 305-82 «Л».

Таблица 1 - Химический состав газовой смеси полученной на модели кавитационного термического газового генератора

Состав пробы

Компонент %

водород 5,97

двуокись углерода 6,504

этилен 18,97

этан 5,07

кислород/аргон 8,98

метан 16,45

окись углерода 18,51

пропан 0,61

пропилен 8,17

ацетилен 0,014

изобутан 0,042

пропадиен 0,09

бутан 0,28

т-2-бутен 0,44

1-бутен 2,36

изобутен 1,46

цис-2-бутен 0,26

неопентан 0,011

изопентан 1,64

н-пентан 1,37

1,3-бутадиен 0,64

З-метил-1-бутен 0,25

т-2-пентен 0,103

2-метил-2-бутен 0,77

1-пентен 0,31

неогексан 0,23

н-гексан 0,48

н-гептан 0,05

бензол 0,02

Из таблицы видно, что основными компонентами газовой смеси являются водород, метан, этан, этилен и пропилен.

По результатам испытаний и проведения исследований выявлены конструктивные недостатки модели газового генератора и сделан их анализ.

В четвёртой главе приведены основные требования, предъявляемые к конструкции судового газового генератора. К ним, прежде

всего, относятся надежность, эксплуатационная экономичность, экологическая безопасность, безопасность эксплуатации, технологичность и требования к автоматизащш

На основе перечисленных требований и результатов анализа основных конструктивных недостатков, выявленных при испытаниях модели генератора, спроектирован и изготовлен опытный образец судового кавитационного термического газового генератора.

Проведены лабораторные испытания и исследования работы генератора. Опытная эксплуатация показала, что генератор устойчиво и без поломок работал на всех расчетных режимах. Отсутствовали отложения твердых частиц и лаковых пленок внутри корпуса и на подвижных деталях.

Выполнен хроматографический анализ химического состава полученной в опытном образце генератора газовой смеси Отмечено, что за счёт повышения давления и температуры в реакционной зоне количество водорода, содержащегося в газообразном продукте в сравнении, с продуктом полученном на модели, увеличилось в 1,4 раза.

В пятой главе приведено описание опытной установки, предназначенной для исследования влияния водородосодержащего газа на концентрацию оксидов азота в отработавших газах судового дизеля. Водородосодержащий газ, полученный из дизельного топлива, подавался во всасывающий коллектор дизеля по патрубку, который установлен после турбокомпрессора (рисунок 6)

дов азота в отработавших газах судового дизеля

Экспериментальная установка изготовлена на базе судового дизеля 6ЧН16/22,5 1, который работал совместно с кавитационным термическим газовым генератором 2. Нагрузка на дизель осуществлялась при помощи гидравлического тормоза 3. Величина крутящего момента на выходном фланце двигателя контролировалась стрелочными весами 4.

Испытания проводились на дизельном топливе ГОСТ 305-82 «Л». Топливо из расходных баков 5 и 6 через трехходовые краны 7 и 8 подавилось в ёмкости установленные на весах 9 и 10. Затем оно поступало в дизель и газовый генератор.

Полученный в кавитационном термическом генераторе водо-родосодержащий газ направлялся по трубопроводу 12 во всасывающий коллектор дизеля. Для исключения обратного заброса газа в генератор, на трубопроводе установлен невозвратный клапан 13.

Давление в цилиндрах др!зеля по углу поворота коленчатого вала измерялось стробоскопическим индикатором марки «ДЕКАРТ» 11.

Концентрация оксида и диоксида азота в отработавших газах дизеля определялась газоанализатором марки «Эксперт» 14.

Выполнен анализ погрешностей измерений. Все приведённые погрешности не превышают значений, регламентируемых отечественными стандартами.

В процессе испытаний измерялись концентрации оксида и диоксида азота, расход топлива, температура отработавших газов, максимальное давление сгорания в цилиндре дизеля. Построены графические зависимости этих параметров от мощности дизеля.

Анализ полученных данных показал, что температура отработавших газов, удельный эффективный расход топлива при нагрузках 50% и более - практически не изменились. Максимальное давление сгорания уменьшилось на 0,35 МПа только при номинальной нагрузке, а на остальных режимах осталось прежним.

Сравнительные испытания проводились при работе дизеля по нагрузочным и винтовым характеристикам.

Испытания показали, что использование полученной в судовом генераторе водородосодержащей газовой присадки позволяет уменьшить концентрацию оксидов азота в отработавших газах на всех эксплуатационных режимах от 180 до 200 мг/м3.

На рисунке 7 в качестве примера приведены результаты испытаний дизеля без подачи и при фиксированной подаче водородосодер-жащего газа.

NOx, мг/м3

Рисунок 7 - Нагрузочные характеристики судового дизеля 6ЧН16/22,5: ♦ - работа в штатном режиме, □ - при подаче водородосодержащего газа во всасывающий коллектор. Здесь NOx - количество оксидов азота в отработавших газах; Ре - эффективная мощность дизеля

На основе модернизированной формулы, предложенной A.C. Пундой, с использованием методики С.А. Калашникова, выполнено численное исследование влияния водородосодержащей присадки к воздуху на удельные выбросы оксидов азота, при работе судового дизеля по винтовой и нагрузочной характеристикам.

Анализ результатов численных и экспериментальных исследований показал, что при применении газовой присадки удельные выбросы NOx в отработавших газах судового дизеля с увеличением нагрузки уменьшаются.

На рисунке 8 приведено сравнение результатов расчета удельных выбросов оксидов азота с экспериментальными данными.

ЫОх,

Рисунок 8 - Зависимость выбросов оксидов азота от мощности дизеля при работе по винтовой характеристике:

• - экспериментальные данные, при подаче газа; - расчетная характеристика, при подаче газа. Здесь МЭх удельные выбросы оксидов азота в отработавших газах, Ре - эффективная мощность

Отмечено, что в силу имеющихся возможностей и конструктивных особенностей готовых узлов и механизмов, использованных для изготовления судового газового генератора, его действительная производительность оказалась значительно больше, чем требуется для дизеля 6ЧН 16/22,5. Для оптимизации работы комплекса «судовой дизель - газовый генератор» требуется дополнительно выполнить значительный объём научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Основные выводы и рекомендации

Представленная работа посвящена исследованию и решению проблемы, которая имеет большое практическое значение - уменьшению загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами судовых дизельных энергетических установок.

В результате комплексного теоретического, расчетного и экспериментального исследования сделано следующее:

1 На основе анализа имеющихся сведений показано, что необходимость проведения исследований по уменьшению содержания оксидов азота в отработавших газах определяется следующими обстоятельствами:

- безусловным выполнением требований действующих отечественных норм и стандартов по охране атмосферного воздуха на морально и физически устаревшем парке отечественных судовых дизелей;

- постоянным ужесточением международных норм выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.

2 Показано, что самым эффективным способом уменьшения количества оксидов азота в отработавших газах является (10-15%) наддув водородосодержащей смесью

3 Для осуществления процесса газификации дизельного топлива предложено использовать процесс акустической паровой внутрика-пельной кавитации

4 Выполнено численное исследование процесса паровой кавитации в капле жидкости. Определены основные закономерности этого процесса.

5 Проведено экспериментальное исследование процесса акустической паровой кавитации в капле дизельного топлива. Результаты эксперимента подтвердили результаты численного исследования

6 Разработана, изготовлена и испытана опытная модель кавитаци-онного термохимического газового генератора. Испытания показали её работоспособность и возможность осуществления процесса газификации дизельного топлива. Выполнен хромотографический анализ полученного газообразного продукта

7 На основе разработанных технических требований спроектирован, изготовлен и испытан опытный образец судового динамического газового генератора Выполнен хромотографический анализ полученного газа. За счет повышения давления и температуры в реакционной зоне количество водорода увеличилось в 1,4 раза.

8 Спроектирована, изготовлена и испытана экспериментальная установка для исследования влияния водородосодержащего газа, подаваемого во всасывающий коллектор на концентрацию загрязняющих веществ в отработавших газах судового дизеля

9 Проведены сравнительные испытания судового дизеля по нагрузочной и винтовой характеристикам при дополнительном наддуве

его бедной водородосодержащей газовой смесью. Установлено, что использование продуктов термохимической конверсии дизельного топлива уменьшает количество оксидов азота в отработавших газах от 180 до 200 мг/м3

10 Выполнено численное исследование влияния водородосодержащей присадки к воздуху на удельные выбросы оксидов азота судовым дизелем

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

Статьи в периодических изданиях по перечню ВАК

1 Титов, C.B. Численное исследование процесса паровой внутри-капельной кавитации / СВ. Титов, И.В. Ершов // Ползуновский вестник. -2008. -№ 1-2 - С. 123-125.

2 Титов, C.B. Исследование влияния водородосодержащей газовой присадки на концентрацию окислов азота в отработавших газах судового дизеля / С.В Титов, В.Е. Антонов, Г С.Юр // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. - 2008. - № 1. - С. 204-206.

Статьи в российских и иностранных изданиях; материалы международных и региональных конференций

3 Титов, C.B. Кавитационный термический газовый генератор для газификации дизельного топлива / C.B. Титов, Г.С.Юр // Науч. пробл. трансп. Сиб. и Дал. Вост. - 2007. -№ 1. - С. 107-109.

4 Титов, C.B. Анализ процесса сгорания капель водотопливной эмульсии в осциллирующей среде / ДА. Сибриков, C.B. Титов, В.Д Шмаков, Д.В. Шулгестеров, Г.С.Юр//Науч пробл. трансп Сиб и Дал Вост. - 2007. - №2. - С. 127-129.

5 Титов, C.B. Термический, кавитационный генератор для получения водородосодержащего газа в судовых условиях / C.B. Титов, Г.С. Юр // Приоритетные направления науки и техники, прорывные и критические технологии- Энергетич., экологич и техлологич. пробл. экономики (ЭЭТПЭ-2007)' матер. Всерос. науч.-пракгич. конф. с мевд. участием, Барнаул, 17-20 окт. 2007 г. - Барнаул, 2007. - С. 32-33.

6 Титов, C.B. Получение водородосодержащего газа для судовых дизелей / C.B. Титов, Г.С. Юр // Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт, тр. 3-й междунар науч.-техн. конф 4.1, Омск, 5-7 июня 2007 г. - Омск, 2007. - С. 7-8.

7 Титов, C.B. Получение водородосодержащего газа в судовых условиях / C.B. Титов, Г.С.Юр // Исследование, проектирование и эксплуатация судовых ДВС: тр. 2-го междунар. науч.-техн. семинара, С. Петербург, 24-27 сент. 2007 г. - С. Петербург, 2007. - С. 333-335.

8 Титов, C.B. Обзор основных технических требований, предъявляемых к газогенераторам, предназначенным для работы в судовых условиях / C.B. Титов. // Философия науки и техники: тезисы и матер, межвуз. науч. конф. Новосибирск, апрель 2008 г. - Новосибирск, 2008. - С. 157-160

9 Титов, C.B. Нормирование и анализ содержания токсичных компонентов в отработавших газах дизелей / C.B. Титов // Философия науки и техники: тезисы и матер, межвуз. науч. конф. Новосибирск, апрель 2008 г. - Новосибирск, 2008. - С. 182-185.

10 Титов, C.B. Исследование процесса испарения капли дизельного топлива в возмущенной воздушной среде / С.В Титов, В. Д. Шмаков, Г.С.Юр // Повышение эффективности силовых установок: матер, докл. к междунар. науч.-техн. конф. Челябинск, 13-18 сент. 2008 г -Челябинск, 2008. - С. 68-73.

11 Титов, C.B. Результаты испытаний нового опытного судового газового генератора / C.B. Титов, Г.С. Юр // Актуальные проблемы развития и эксплуатации поршневых двигателей в транспортном комплексе Азиатско-Тихоокеанского региона: матер, междунар. науч.-техн. конф. «Двигатели 2008». Хабаровск, 15-19 сент. 2008 г. - Хабаровск, 2008. - С. 178-179.

Личный вклад в статьях и докладах, опубликованных в

соавторстве, составляет не менее 50%. ——-———-

Подписано в печать 27.08.2008 г. с оригинал-макета.

Бумага офсетная № 1, формат 60x84 1/16, печать трафаретная - Riso.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз., заказ № 55. Бесплатно.

ФГОУ ВПО «Новосибирская государственная академия водного транспорта», (ФГОУ ВПО «НГАВТ») 630099, Новосибирск, ул Щетинкина, 33

Отпечатано в издательстве ФГОУ ВПО «НГАВТ».

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ УМЕНЬШЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ОТРАБОТАВШИХ ГАЗАХ СУДОВЫХ ДИЗЕЛЕЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Актуальность проблемы уменьшения количества вредных выбросов с отработавшими газами дизеля.

1.2 Нормирование и анализ содержания токсичных компонентов в отработавших газах дизелей.

1.3 Основные направления сокращения содержания загрязняющих веществ в отработавших газах дизелей.

1.4 Анализ рабочего процесса дизеля при использовании водорода и водородосодержащих присадок.

1.5 Выводы по обзору. Постановка задач дальнейшего исследования.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА АКУСТИЧЕСКОЙ ВНУТРИКАПЕЛЬНОЙ КАВИТАЦИИ.

2.1 Применение процесса внутрикапельной кавитации для газификации дизельного топлива.

2.2 Численное исследование процесса паровой внутрикапельной кавитации.

2.3 Анализ результатов численного исследования.

2.4 Основные результаты исследования. Выводы.

3 ПРИМЕНЕНИЕ ПРОЦЕССА ВНУТРИКАПЕЛЬНОЙ КАВИТАЦИИ ДЛЯ ГАЗИФИКАЦИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА.

3.1 Анализ известных способов и устройств предназначенных для получения водорода и водородосодержащих газов.

3.2 Исследование процесса испарения единичной капли дизельного топлива в возмущенной воздушной среде.

3.3 Исследование процесса газификации конгломерата капель распыленного дизельного топлива в осциллирующей газовой среде.

3.4 Основные результаты исследования. Выводы.

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ СУДОВОГО ГАЗОВОГО ГЕНЕРАТОРА.

4.1 Основные требования, предъявляемые к конструкции судового газового генератора.

4.2 Конструкция термического судового газового генератора.

4.3 Исследование работы газового генератора.

4.4 Основные результаты исследования. Выводы.

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОДОРОДОСОДЕРЖАЩЕЙ ГАЗОВОЙ ПРИСАДКИ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СУДОВОГО ДИЗЕЛЯ.

5.1 Описание опытной установки и методики проведения эксперимента. Анализ погрешностей измерений.

5.2 Экспериментальное исследование влияния присадки водородосодер-жащего газа на концентрацию оксидов азота в отработавших газах судового дизеля.

5.3 Численное исследование влияния газовой присадки на образование загрязняющих веществ в камере сгорания дизеля.

5.4 Основные результаты исследования. Выводы.

В настоящее время энергетика является одной из основ существования и развития цивилизации на нашей планете.

Известно, что более 70% всей энергии на планете вырабатывается поршневыми двигателями внутреннего сгорания [55]. Самым экономичным среди них является двигатель с воспламенением от сжатия - дизель. На судах морского и речного флота дизели представляют основной вид судовых энергетических установок, как главных, так и вспомогательных. Такое доминирующее положение по оценкам специалистов сохранится и на обозримую перспективу [54].

К наиболее существенным недостаткам дизеля относится проблема загрязнения атмосферного воздуха токсичными химическими соединениями, содержащимися в отработавших газах.

Наносимый окружающей среде работающим дизелем ущерб в 1,7 раза больше чем ущерб от бензинового двигателя [115]. В настоящее время в отработавших газах обнаружено более 1200 различных химических соединений [77]. Пока среди них нормированию подлежат 4 компонента. Это оксиды азота, оксид углерода, суммарные углеводороды и твердые частицы. Однако со временем их количество будет увеличиваться. Наибольшую опасность для человека представляют оксиды азота, которые поражают дыхательные пути, вызывают отек легких, различные болезни кожи, глаз и других органов. Поэтому этот компонент стоит на первом месте.

Сейчас проблема уменьшения выбросов загрязняющих веществ работающим дизелем является одной из важнейших задач двигателестроения, от решения которой зависит состояние здоровья и сохранение генофонда человечества. Поэтому, исследования связанные с улучшением экологических показателей судовых дизелей являются актуальными.

Цель работы. Уменьшение концентрации оксидов азота в отработавших газах судовых дизелей посредством использования водородосодержащего газа, получаемого на борту судна.

Объектом исследования являются судовой двигатель внутреннего сгорания и судовой кавитационный термический газовый генератор, предназначенный для получения водородосодержащего газа из дизельного топлива.

Методика исследования. В работе использованы как теоретические, так и экспериментальные методы исследования. Расчеты процесса развития кави-тационного зародыша в капле жидкости выполнялись на компьютере посредством численного моделирования. Исследования процесса испарения капли дизельного топлива в нагретой и возмущенной воздушной среде проводились на специальной опытной установке. Процесс газификации дизельного топлива осуществлялся на модели и на опытном образце судового кавитационного термического газового генератора. Химический состав полученной газовой смеси исследовался при помощи хроматографа. Сравнительные испытания судового дизеля при его дополнительном наддуве водородосодержащим газом проводились на нагрузочном стенде. Количество оксидов азота в отработавших газах определялось при помощи газоанализатора. Давление в цилиндре по углу поворота коленчатого вала измерялось стробоскопическим индикатором. Полученные в ходе экспериментального исследования данные обрабатывались на компьютере.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивалась: использованием современной поверенной измерительно-регистрирующей аппаратуры; результатами экспериментальных исследований и сравнительными стендовыми испытаниями судового дизеля; удовлетворительным совпадением результатов теоретических исследований с экспериментом.

Научная новизна. Проведено численное исследование процесса развития кавитационного зародыша в капле жидкости. В результате анализа полученных материалов установлен ряд закономерностей этого процесса.

Посредством специальных опытов установлено, что периодические пульсации газовой среды интенсивностью более 1 Вт/м2 сокращают время испарения неподвижных капель дизельного топлива. Пульсации давления газовой среды, которые превышали пороговое значение, при котором начинается процесс кавитации, приводят к объемному разрушению капель дизельного топлива.

С помощью специально спроектированной и изготовленной модели кавитационного термического генератора осуществлен процесс газификации дизельного топлива. Выполнен хромотографический анализ полученного газообразного продукта.

На основе, анализа результатов полученных при испытаниях модели газового генератора был спроектирован и изготовлен опытный образец судового кавитационного термического газового генератора и проведены его лабораторные испытания. Выполнен хромотографический анализ полученного газообразного продукта.

На моторном стенде проведено экспериментальное исследование влияния водородосодержащего газа подаваемого во всасывающий коллектор на концентрацию оксидов азота в отработавших газах судового дизеля.

Практическая ценность работы заключается в том, что спроектирован, изготовлен и испытан в действии судовой кавитационный термический газовый генератор для газификации дизельного топлива. Показано, что подача во всасывающий коллектор полученного в генераторе водородосодержащего газа значительно уменьшает концентрацию оксидов азота в отработавших газах серийного судового дизеля.

Внедрение полученных результатов на судах позволит сократить загрязнение атмосферного воздуха дизельными энергетическими установками.

Реализация результатов исследования. Научные выводы и практические рекомендации реализованы в ФГУ «Обское государственное бассейновое управление водных путей и судоходства» и в Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Апробация работы. Основные положения работы представлялись и обсуждались на международных, всероссийских и региональных конференциях: на третьей международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт» (г. Омск, 2007г.); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием Приоритетные направления науки и техники, прорывные и критические технологии: «Энергетические, экологические и технологические проблемы экономики» (ЭЭТПЭ-2007) (г. Барнаул, 2007г.); на втором международном научно-техническом семинаре «Исследование, проектирование и эксплуатация судовых ДВС» (г. Санкт-Петербург, 2007г.); на международной научно-технической конференции «Повышение эффективности силовых установок» (г. Челябинск, 2008г.); международной научно-технической конференции «Актуальны проблемы развития и эксплуатации поршневых двигателей в транспортном комплексе Азиатско-Тихоокеанского региона» (г. Хабаровск, 2008г.) и научно-технических конференциях в Новосибирской государственной академии водного транспорта.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе две из которых в периодических изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и одного приложения. Работа представлена на 114 страницах машинописного текста, включает 5 таблиц, 36 рисунков и список литературы 150 наименований. Содержание диссертации находится в соответствии с Государственной программой «Развитие отечественного дизе-лестроения на период до 2010 года» и является составной частью госбюджетной научно-исследовательской работы по теме: «Совершенствование процес

5.4. Основные результаты исследования. Выводы

1 Спроектирована и изготовлена экспериментальная установка для исследования влияния водородосодержащего газа, подаваемого во всасывающий коллектор судового дизеля на содержание оксидов азота в отработавших газах.

2 Выполнен анализ погрешностей измерений получаемых при проведении экспериментальных исследований.

3 Проведены сравнительные испытания судового дизеля, по нагрузочной и винтовой характеристикам, при подаче по впускной коллектор отработавших газов и водородосодержащего газа.

4 Установлено, что дополнительный наддув дизеля водородосодержащим газом позволяет уменьшить содержание оксидов азота в отработавших газах от 180 до 200 мг/м3.

5 Выполнено численное исследование влияния водородосодержащей присадки к воздуху на удельные выбросы оксидов азота. Анализ показал, что при применении газовой присадки удельные выбросы NOx с увеличением нагрузки уменьшаются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная работа посвящена исследованию и решению проблемы, которая имеет большое практическое значение — уменьшению загрязнения атмосферного воздуха отработавшими газами судовых дизельных энергетических установок.

В результате комплексного теоретического, расчетного и экспериментального исследования сделано следующее:

1 На основе анализа имеющихся сведений показано, что необходимость проведения исследований по уменьшению содержания оксидов азота в отработавших газах определяется следующими обстоятельствами:

- безусловным выполнением требований действующих отечественных норм и стандартов по охране атмосферного воздуха на морально и физически устаревшем парке отечественных судовых дизелей,

- постоянным ужесточением международных норм выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.

2 Показано, что самым эффективным способом уменьшения количества оксидов азота в отработавших газах является (10-15%) наддув водородосодер-жащей смесью.

3 Для осуществления процесса газификации дизельного топлива предложено использовать процесс акустической паровой внутри капельной кавитации.

4 Выполнено численное исследование процесса паровой кавитации в капле жидкости. Определены основные закономерности этого процесса.

5 Проведено экспериментальное исследование процесса акустической паровой кавитации в капле дизельного топлива. Результаты эксперимента подтвердили результаты численного исследования.

6 Разработана, изготовлена и испытана опытная модель кавитационного термохимического газового генератора. Испытания показали работоспособность модели при работе на дизельном топливе и возможность его газификации. Выполнен хромотографическнй анализ полученного газообразного продукта.

7 На основе разработанных технических требований спроектирован, изготовлен и испытан опытный образец судового динамического газового генератора. Выполнен хромотографическнй анализ полученного газа. За счет повышения давления и температуры в реакционной зоне количество водорода увеличилось в 1,4 раза.

8 Спроектирована, изготовлена и испытана экспериментальная установка для исследования влияния водородосодержащего газа, подаваемого во всасывающий коллектор на концентрацию загрязняющих веществ в отработавших газах судового дизеля.

9 Проведены сравнительные испытания судового дизеля по нагрузочной и винтовой характеристикам при дополнительном наддуве его бедной водоро-досодержащей газовой смесью. Установлено, что использование продуктов термохимической конверсии дизельного топлива значительно уменьшает количество оксидов азота в отработавших газах на величину от 180 до 200 мг/м3.

10 Выполнено численное исследование влияния водородосодержащей присадки к воздуху на удельные выбросы оксидов азота судовым дизелем.

1. Акуличев, В.А. Зародыши кавитации и кавитационная прочность жидкости Текст. / В.А. Акуличев, М.Г. Сиротюк // Труды акустического института. 1967. - Вып. 3. - С. 80-87.

2. Акуличев, В.А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях Текст. / В.А. Акуличев ; М.: Наука, 1978. - 280 с.

3. Альтшулер, B.C. Новые процессы газификации твердого топлива Текст. / B.C. Альтшулер ; М.: Недра, 1967. - 280 с.

4. Артюхов, И.М. Газоснабжение Текст. / И.М. Артюхов, С.Н. Шорин ; — М.: Минкомхоз РСФСР, 1956. 248 с.

5. Басевич, В.Я. Промотирование горения. Физика горения и взрыва Текст. / В .Я. Басевич, С.М. Когарко ; М.: 1969. - С. 99-105.

6. Батурин, С.А. Расчетное определение содержание окислов азота в отработавших газах ДВС Текст. / С.А. Батурин, А.С. Лоскутов, В.Н. Степанов ; -Л.: ЛПИ, 1989.-34 с.

7. Белинкий, Л.М. Теплоизлучение в камерах сгорания быстроходного двигателя с воспламенением от сжатия Текст. / Л.М. Белинкий ; // Труды НИЛД. М.: Машгиз, 1956.-№1.-С. 83-113.

8. Беспамятов, Г.П. Предельно-допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде Текст. / Г.П. Беспамятов, Ю.А. Кротов ; Л.: Химия ЛО, 1985.-528 с.

9. Большаков, В.Ф. Подготовка топлпв и масел в судовых дизельных установках Текст. / В.Ф. Большаков, Л.Г. Гинзбург ; Л.: Судостроение, 1978. - 152 с.

10. Бурико, Ю.Я. О возможном механизме образования оксидов азота при турбулентном диффузионном горении Текст. / Ю.Я. Бурико, В.Р. Кузнецов II Физика горения и взрыва. 1978. - №3. - С. 32-42.

11. Бурмистров, С.Г. Газовый конденсат топливо для речного флота Текст. / С.Г. Бурмистров, А.Н. Лаврик, А.Г. Николаев, О.Г. Хатеев // Совершенствование судовых энергетических установок // Тр. НИИВТ-Новосибирск: 1990.-С. 50-52.

12. Вагнер, В.А. Улучшение показателей дизеля путем добавки в топливо диметилового эфира Текст. / В.А. Вагнер, A.M. Гвоздев // Ползуновский вестник. Барнаул: Изд-во АлтГТУ,-№4. - 2006. - С. 32-39.

13. Варгафтик, Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей Текст. / Н.Б. Варгафтик ; М.: Наука, 1972. - 720 с.

14. Вибе, И.И. Новое о рабочем цикле двигателя Текст. / И.И. Вибе ; -М.: Свердловск: Машгиз, 1962. 272 с.

15. Вильнер, Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам Текст. / Я.М. Вильнер, Я.Т. Ковалев, Б.Б. Некрасов ; -Минск: Вышэйтая школа, 1976. — 415 с.

16. Вишневский, А.Е. Программирование горения углеродно-воздушных смесей Текст. / А.Е. Вишневский, Л.А. Гуссак, И.Б. Семаков ; // Докл. АН СССР, 1977.-№2,-С. 363-365.

17. Воинов, А.Н. Сгорание в быстроходных поршневых двигателях Текст. / А.Н. Воинов ; М.: Машиностоение, 1977. - 276 с.

18. Гатчек, Э. Вязкость жидкостей Текст. / Э. Гатчек ; [пер. с англ.] М. Л.: ГТТИ, 1932. - 215 с.

19. Грехов, Л.В. Аккумуляторные топливные системы двигателей внутреннего сгорания Common Rail Текст.: учеб. пособие / Л.В. Грехов М.: МГТУ, 2000. - 64 с.

20. Грехов, Л.В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей Текст. / Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко, В.А. Марков ; М.: Легион-Авто дата, 2004.-344 с.

21. Григорович, А.Д. Новые катализаторы для нейтрализации вредных выбросов транспортных средств Текст. / А.Д. Григорович ; Обзор. Киев. Б.и. 1982.-60 с.

22. Гвоздев, A.M. Улучшение экологических показателей дизеля путем добавки в топливо диметилового эфира Текст. / A.M. Гвоздев, В.А. Вагнер // Ползуновский вестник. — 2006. — №4. — С. 33—38.

23. Генкин, К.И. Газовые двигатели Текст. / К.И. Генкин ; М.: Машиностроение, 1977. - 193 с.

24. Гладков, О.А. Создание малотоксичных дизелей речных судов Текст. / О.А. Гладков, Е.Ю. Лерман ; Л.: Судостроение. 1990. - 112 с.

25. ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны Текст. Введ. 01.01.89. - М.: Изд-во стандартов, 1989. — 4 с.

26. ГОСТ 23941-2002 Шум машин. Методы определения шумовых характеристик. Общие требования Текст. — Введ. 01.01.03. М.: Изд-во стандартов, 2002. - 12 с.

27. ГОСТ Р 51249-99 Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Выбросы вредных веществ с отработавшими газами. Нормы и методы измерения ИПК Текст. Введ. 01.01.99. - М.: Изд-во стандартов, 1999. - 20 с.

28. ГОСТ Р 52517-2005 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Характеристики. Текст. Введ. 01.01.07. - М.: Стандартинформ, 2006. - 30 с.

29. ГОСТ Р51250-99. Дизели судовые, тепловозные и промышленные. Дымность отработавших газов. Нормы и методы определения ИПК Текст. -Введ. 01.01.99. -М.: Изд-тво стандартов, 1999. 19 с.

30. Гуреев, А.А. Квалификационные методы испытаний нефтяных топлив Текст. / А.А. Гуреев, Е.П. Серегин, B.C. Азеев ; М.: Химия, 1984. -198 с.

31. Гусаров, А.П. Газ как перспективное автомобильное топливо Текст. / А.П. Гусаров, М.Е. Вайсбмог, М.Г. Соколов // Сб. тр. НАМИ. М.: Из-во НАМИ, 1989.-С. 105-115.

32. Загрутдинов, Р.Ш. Технологии газификации углей и производства моторных топлив Текст. / Р.Ш. Загрутдинов, А.Н. Нагорнов, П.К. Сеначин ; -Барнаул: Изд-во ОАО «Алтайский Дом печати», 2008. 96 с.

33. Звонов, В.А. Образование загрязнений в процессе сгорания Текст. / В.А. Звонов ; Луганск: Из-во Восточно-Украинского гос. ун-та, 1998. — 160 с.

34. Звонов, В.А. Методика расчета оксидов азота в цилиндре дизеля Текст. / В.А. Звонов, В.В. Фуреа // Двигатели внутр. crop.: Республ. межвед. темат. науч.-техн. сб. 1976. - Вып. 24. - С. 107-115.

35. Звонов, В.А. Токсичность двигателей внутреннего сгорания Текст. / В.А. Звонов ; М.: Машиностоение, 1981. - С. 160.

36. Зельдович, Я.Б. Кинетика химических реакций в пламенах Текст. / Я.Б. Зельдович // Теория горения и взрыва. М.: Наука, - 1981. - С. 150-184.

37. Зельдович, Я.Б. Окисление азота при горении Текст. / Я.Б. Зельдович, П.Я. Садовников, Д.А. Франк-Каменский ; — JL: Изд-во АН ССР, 1947.- 148 с.

38. Зорина, Г.И. Современное состояние технологии газификации угля за рубежом Текст. / Г.И. Зорина, А.Р. Брун-Цеховой ; М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1986. - 50 с.

39. Зубрилов, С.П. Ультразвуковая кавитационная обработка топлива на судах Текст. / С.П. Зубрилов, В.М. Селиверстов, М.И. Браславский; — Л.: Судостроение, 1988. 80 с.

40. Иващенко, Н.А. Дизельные топливные системы с электронным управлением Текст. / Н.А. Иващенко, В.А. Вагнер, Л.В. Грехов ; учебно-практическое пособие. Барнаул: Изд-во Алт. ГТУ им И.И. Ползунова, 2000. -111с.

41. Калашников, С.А. Проектирование главного двигателя Текст. / С.А. Калашников ; Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2007. - 50 с.

42. Калашников, С.А. Расчет периода задержки воспламенения безводного и эмульгировнного топлива Текст. / С.А. Калашников // Дизельные энергетические установки речных судов. — Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2003. -С. 5-13.

43. Калашников, С.А. Численное исследование влияния некоторых параметров рабочего процесса дизеля на выбросы оксидов азота Текст. / С.А. Калашников // Дизельные энергетические установки речных судов. -Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2005. С. 7-13.

44. Канило, П.М. Токсичность ГТД и перспективы применения водорода Текст. / П.М. Канило ;— Киев: Наукова думка, 1982. 140 с.

45. Каталитические нейтрализаторы тракторных двигателей Текст. / О. Н. Жегалин, Н.А. Киторский, В.И. Панчишный, Н.Н. Патрахальцев и др. М.: Машиностроение, 1979. - 80 с.

46. Квашнин, В.П. Использование аммиачно-топливной смеси в двигателе 849,2/8 Текст. / В.П. Квашнин, П.П. Запевалов // Двигателестроение. 1988.-№3.-С. 33-34.

47. Колесов, А.С. Эффективное направление модернизации отечественных быстроходных дизелей Текст. / А.С. Колесов, Г.С. Юр //Дизельные энергетические установки речных судов: Сб. науч. тр. -Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2003. 4.2. — С. 19-23.

48. Колупаев, В.Я. Взаимосвязь основных физических свойств автотракторных топлив и зависимость их от давления и температуры Текст. / В.Я. Колупаев // Труды Центрального НИ и КИ топливной аппаратуры. Л.: 1966. Вып. 30.-С. 7-18.

49. Конке, Г.А. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта Текст. / Г.А. Конке, В.А. Лашко ; — М.: Машиностроение. 2005. 502 с.

50. Кнорре, В.Г. Расчетная модель образования сажи и оксидов азота в дизеле Текст. / В.Г. Кнорре, В.В. Махов, А.Р. Кульчицкий // Motor-sympo 90, Чехословакия, Высокие Татры: Сб. докл.- 1990. С. 138-145.

51. Кудрян, А.П. Исследование рабочего процесса дизеля с добавлением водорода Текст. / А.П. Кудрян, В.П. Мароховский // Всесоюзная научная конференция «Рабочие процессы в двигателях внутреннего сгорания». — М.:1. МАДИ, 1982.-С. 17-21.

52. Кульчицкий. А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей Текст. / А.Р. Кульчицкий // Учеб. пособ. Выс. Гос. ун-т. — Владимир. 2000. 256 с.

53. Лебедев, О.Н. Водотопливные эмульсии в судовых дизелях Текст. / О.Н. Лебедев, В.А. Сомов, В.Д. Сисин; Л.: Судостроение, 1988. - 105 с.

54. Лебедев, О.Н. Новые сведения о явлениях, сопровождающих процесс смесеобразования и сгорания в дизелях Текст. / О.Н. Лебедев, Г.С. Юр; // Ползуновский вестник. № 1-2. - 2003. - С. 49-52.

55. Лерман, Е.Ю. Высококонцентрированные водотопливные эмульсии — эффективное средство улучшения экологических показателей легких быстроходных дизелей Текст. / Е.Ю. Лерман, О.А. Гладков // Двигателестроение. 1986. -№10. С. 35-37.

56. Лоскутов, А.С. Снижение выбросов оксидов азота дизелями в атмосферу Текст. / А.С. Лоскутов, А.Л. Новоселов, В.А. Вагнер ; под. ред. А.Л. Новоселова. Барнаул: Союз НИО СССР, 1990. - 120 с.

57. Лышевский, А.С. Зависимость вязкости дизельного топлива от давления Текст. / А.С. Лышевский // Труды Новочеркассого политехнического института. 1995. №30/44. С. 225-228.

58. Лышевский, А.С. Распыливание топлива в судовых дизелях Текст. / А.С. Лышевский ; Л.: Судостроение, 1971. — 248 с.

59. Малявский, Л.В. Эффективность действия антидымных присадок к дизельному топливу Текст. / Л.В. Малявский, В.М. Россинский // Химия и технология топлив и масел. 1976. - №11. - С. 45-47.

60. Маргулис, М.А. Акустическая кавитация. Новые экспериментальные и теоретические исследования Текст. / М.А. Маргулис // Тезисы докладов: Акустическая кавитация и применение ультразвука в химической технологии «Кавитация- 85». Славское. 1985. С. 3-4.

61. Маргулис, М.А. Звукохимические реакции и сонолюминисценция Текст. / М.А. Маргулис ; М.: Химия, 1986.- 288 с.

62. Марков, В.А. Токсичность отработавших газов дизелей Текст. / А.В. Марков, P.M. Баширов, И.И. Габитов ; 2е изд. перераб. и доп. М.: Из-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 376 с.

63. Маслов, Ю.Л. Переработка газообразных водородосодержащих продуктов как средство улучшения эколого-экономических показателей дизеля Текст. / Ю.Л. Маслов, М. Аль-Джунеда Имад, В.М. Фомин // Матер, межвуз. науч.-техн. конф. МГТУ. М.: 1997. - С. 127-128.

64. Матиевский, Д.Д. Повышение экономичности и снижение вредных выбросов дизеля воздействием на рабочий процесс присадки газа к топливу Текст. / Д.Д. Матиевский, А.Е. Свистула // Вестник АлтГТУ. 2000. №2. - С. 122-128.

65. Матиевский, Д.Д. Снижение токсичности дизеля организацией межцилиндрового перепуска отработавших газов, охлаждаемых водой, водным раствором спиртов и аммиака Текст. / Д.Д. Матиевский, М.А. Челяденков // Двигателестроение. 1986. №7. - С. 3-6.

66. Матиевский, Д.Д. Физико-технические проблемы создания экономичного и малотоксичного дизеля Текст. / Д.Д. Матиевский // Вестник Алтайского гос. техн. универ. им. И.И. Ползунова. Прил. к журн. Ползуновский альманах. №2. - 2000.- С. 4-13.

67. Машинные методы математических вычислений Текст. / Д. Форсайт [и др.] М.: Мир. 1980. - 279 с.

68. Международная Конвенция по предотвращению загрязнения судов 1973 г., измененная протоколом 1978 г. к ней (МАРПОЛ 73/78) Текст. / книга III. СПб.: ЗАО ЦИИМФ, 2000.-282 с.

69. Мельберт, А.А. Повышение экологической безопасности поршневых двигателей Текст. / А.А. Мельберт ; Новосибирск: Наука, 2003. - 170 с.

70. Мельник, Г.В. Вопросы экологии на конгрессе CIMAC 2007 Текст. / Г.В. Мельник // Двигателестроение. - №4. - 2007. - С. 45-49.

71. Мельник, Г.В. Нормирование выбросов двигателей внедорожногоприменения: точка зрения двигателестроителей Текст. / Г.В. Мельник // Двигателестроение. №2. - 2008. - С. 50-56.

72. Мищенко, А.И. Применение водорода для автомобильных двигателей Текст. / А.И. Мищенко ; Киев: Наук, думка, 1984. - 141 с.

73. Нашленас, Э. Моделирование процесса образования вредных веществ при сгорании углеводородных топлив Текст. / Э. Нашленас, В.И. Смайлис ; Вильнюс: ИФ Мин. ССР, 1983. - 39 с.

74. Новиков, Л.А. Основные направления создания малотоксичных транспортных двигателей Текст. / Л.А.Новиков // Двигателестроение. — Л.: — № 2. 2002. С. 23 - 27; - № 3. 2003. - С. 32-34.

75. Новиков, Л.А. Современные и перспективные технологии для организации малотоксичной работы двигателей Текст. / Л.А. Новиков // Двигателестроение. Л.: -№4. 2005. - С. 8-15.

76. Новиков, Л.А. Уровень и перспективы снижения токсичности идымности судовых, тепловозных и промышленных дизелей Текст. / JI.A. Новиков, В.И. Смайлис ; Обзор. М.: ЦНИИЭТИтяжмаш, 1990. - 28 с.

77. Новоселов, A.JI. Влияние характеристик пористых фильтров на качество очистки газов Текст. / A.JI. Новоселов, А.А. Мельберт, А.А. Жуйкова // Двигателестроение. 2007. №3. - С. 39-42.

78. Новоселов, A.JI. Тактика и стратегия снижения вредных выбросов дизельных двигателей Текст. / A.JI. Новоселов // Совершенствование быстроходных дизелей : Тез. докл. межд. науч. техн. конф. Барнаул: 1993. - С. 5-7.

79. Ноздрев, В.Ф. Поглощение ультразвуковых волн в жидкой фазе предельных и ароматических углеводородов Текст. / В.Ф. Ноздрев // Применение ультраакустики к исследованию вещества. 1957. - №4, — С. 95114.

80. Ноздрев В.Ф. Применение ультраакустики в молекулярной физике Текст. / В.Ф. Ноздрев ; М.: Физматгиз, 1958 - 456 с.

81. Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени Текст.: Пер с англ. / ред. Н.А. Чигир. -М.: — Машиностроение. 1981. 407 с.

82. Панчишный, В.И. Нейтрализация оксидов азота в отработавших газах дизелей Текст. / В.И. Панчишный // Двигателестроение. — №2. 2005. -С. 35^42.

83. Перник А.Д. Проблемы кавитации Текст. / А.Д. Перник ; Л.: Судостроение, 1966. - 439 с.

84. Перспективы использования продуктов термохимической конверсии углеводородных топлив в транспортных ДВС Текст. / С.А. Аникин, Н.А. Иващенко, Ю.Л. Маслов, В.М. Фомин, В.А. Вагнер и др. : Мат. межд. науч.-техн. конф. МГТУ. М.: 1997. - С. 114-115.

85. Пилюгин, С.В. Пути исследования образования оксидов азота Текст. / С.В. Пилюгин // Повышение экологической безопасности автотракторной техники : под. ред. А.Л. Новоселова. Изд-во АлтГТУ им. И.И. Ползунова, -Барнаул: 2003. С. 57-61.

86. Полиенко, Ю.В. Диметиловый эфир топливо 21 века для дизелей Текст. / Ю.В. Полиенко // Двнгатель-97. Матер, междунар. нуч.-техн. конф. МГТУ. - М.: 1997. - С. 9-10.

87. Правила ЕЭК ООН № 24, 49, 96.

88. Проблемные вопросы применения диметилового эфира в качестве топлива для перспективных малотоксичных автомобильных дизелей Текст. / В.Ф. Кутенев, В.А. Звонов, Г.С. Корнилов, М.В. Мазинг, А.В. Козлов // Сб. тр. НАМИ. М.: НАМИ, 1989. - С. 133-140.

89. Пунда, А.С. Расчет индикаторной диаграммы судового дизеля иэмиссии окислов азота с отработавшими газами Текст. / А.С. Пунда ; — С.Петербург: 2000. 14 с.

90. Равич, М.В. Газ и его применение в народном хозяйстве Текст. / М.В. Равич ; М.: Наука, 1974. - 386 с.

91. Рослякова, О.В. Исследование влияния водотопливной эмульсии на образование оксидов азота Текст. / О.В. Рослякова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. 2004. - №1. — С. 97-98.

92. Российский Речной Регистр. Правила (в 4-х томах) Текст.: // М.: По Волге, 2002.

93. Российская Федерация. Закон «Об охране атмосферного воздуха». Текст. / № 96-ФЗ. Собрание законодательства РФ № 18. 3 мая 1999. С. 42254243.

94. Смайлис, В.И. Малотоксичные дизели Текст. / В.И. Смайлис ; JL: Машиностроение, 1972. - 128 с.

95. Смаль, Ф.В. Перспективные топлива для автомобилей Текст. / Ф.В. Смаль, Е.Е. Аксенов ; М.: Транспорт, 1979. - 151 с.

96. Соколовский, Д.В. Каталитическая очистка выхлопных газов Текст. / Д.В. Соколовский, Н.М. Попова ; Алма-Ата: Наука, 1970. - 190 с.

97. Сомов, В.А. Судовые многотопливные двигатели Текст. / В.А. Сомов, Ю.Г. Ищук ; JL: Судостроение, 1984. - 240 с.

98. Стаценко, В.Н. Жидкостная нейтрализация газовых выбросов судовых энергетических установок Текст. / В.Н. Стаценко, Ф.М. Айкашев, B.C. Кузин // Судостроение. 2008. -№1. - С. 35-38.

99. Стаценко, В.Н. Совершенствование экологической безопасности судовых энергетических установок Текст.: учеб. пособие для студентов вузовпо спец. «Судовые энерг. установки» / В.Н. Стаценко ; — Владивосток: б.и., 1997.-125 с.

100. Стремноусов, В.Н. Исследование поглощения ультразвука в метаксилоле и четыреххлористом углеводороде по линии насыщения Текст. / В.Н. Стремноусов // Применение ультраакустики к исследованию вещества. — 1957.-№4.-С. 115-118.

101. Терентьев, Г.А. Моторное топливо из альтернативных сырьевых ресурсов Текст. / Г.А. Терентьев, В.М. Тюков, В.Ф. Смаль ; М.: Химия, 1989. - 272 с.

102. Толшин, В.И. Оценка характера изменения концентрации NOx при рециркуляции отработавших газов дизеля Текст. / В.И. Толшин // Двигателестроение. №1. - 2002 - С. 32-34.

103. Толшин, В.И. Режимы работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых дизелей Текст.: / В.И. Толшин, В.В. Якунчиков. М.: Альтаир, 2005.-212 с.

104. Толшин, В.И. Снижение выбросов оксидов азота газодизеля путем рециркуляции охлажденных отработавших газов Текст. / В.И. Толшин, B.C. Епифанов, А.А. Фомин // Двигателестроение. Д.: - 1998. - №2. - С. 15-16.

105. Толшин, В.И. Снижение токсичности выбросов среднеоборотного судового дизеля в переходных режимах Текст. / В.И. Толшин, В.В. Якунчиков // Двигателестроение. №4. - 1998 - С. 37-41.

106. Толшин, В.И. Регулирование циркуляции отработавших газов судового среднеоборотного дизеля Текст. / В.И. Толшин, С.В. Кирпичеников // Двигателестроение. JL: Машиностроение, - 2002. - №3. - С. 15-16.

107. Хабаров, В.Н. Экспериментальное определение автоадсорбции чистых жидкостей Текст. / В.Н. Хабаров, А.И. Русанов, Н.Н. Качарува // Всесоюзная конференция по поверхностным явлениям в жидкостях. —■ JL: Ленинградский университет, 1973. С. 14-15.

108. Черенков, И.И. Развитие углехимии за 50 лет Текст. / И.И.

109. Черенков, Г.С. Шафир, Г.В. Клириков и др.; М.: Недра, 1984. - С. 145-161.

110. Эйдельман, Я.Л. Некоторые особенности впрыска воды в камеру сгорания дизеля Текст. / Я.Л. Эйдельман // Тракторное машиностроение. Реф. сб. НИИАавтосельхозмашин. Вып. 15. 1967. - С. 43-45.

111. Эномото, К. Воспламеняемость смеси водорода с воздухом Текст. / К. Эномото ; Дзидося Гидзюцу, 1982. С. 378-384.

112. Янкевич, Н.С. Снижение содержания вредных примесей в отработавших газах ДВС Текст. / Н.С. Янкевич, А.С. Климук, Л.С. Кравчук // Двигателестроение. 2006. -№1. - С. 35-37.

113. Aswanti, D.J. Control oriented modeling of a diesel active learn NOx catalyst attertreatment system Текст. / M.J. Van Nienwstadt, J.A. Cook, J.W. Grizzle // Trans. ASME. I Dyn. Syst. Meas and contr. 2005. - Vol. 127. - №1. - p. 1-12.

114. Bernard, W. Future Automotive Fuels Текст. / W. Bernard, W. Lee . 1977.-P. 214-234.

115. Central Commission for the Navigating of the Rhine.

116. E l'idrogeno il carburante alternativo? Motor, 1977. 91 p.

117. Huls, T.A. Influence of Engine Variables on Exhaust of Nitrogen Concentraition fron a Multi-Cylinder Engine Текст. / T.A. Huls, H.A. Nichol ; -SAE Paper 670482. 1967. 12 p.

118. Karim, G.A. Hydrogen as a fuel in ICE Текст. / G.A. Karim, S.R. Kiat //

119. Mechanical Engineering. 1976. - №4. - P. 34-39.

120. Klukowski, S. Zastosowanie wodorodu jako paliwa w tokowych silnicgeh spalinowsch Текст. / S. Klukowski; Poland. Technika Motoryzasyjna, P. 13—16.

121. Lavoie, G.A. Experimental and Theoretical Study of Nitric Oxide Formation in Internal Combustion Engines Текст. / G.A. Lavoie, J.B. Hey wood, I.C. Klek // Combustion Science and Technology. 1970. Vol. 1. - P. 313-326.

122. Lloyd's Register (1993); Marine Exhaust Emission Research Programme : Phase II Transient Emission Trale. Lloyd's Register Engineering Services, London.

123. Renshan, L. A numerical study of NOx reduction for a DI diesel engine with complex geometry Текст. / Liu Renshan, Zhang Chao // Trans. ASME. I. Energy Resour Technol. 2004. Vol. 126. - №1. - P. 13-20.

124. Marayama, T. Reduction of smoke and NOx emission by active turbulence generated in late combustion stade DT diesel engines Текст. / Т. Marayama, Т. Chicaliisa, К. Yamane, M. Xu // Paper on 18-th CIMAC Congress in china, June 5-8, 1989. - P. 1-7.

125. Marshall, W.F. Factor influencing diesel emission Текст. / W.F. Marshall, R.W. Hum // SAE paper 680528, 1968. P. 114-119.

126. Newhall, H.K. Kinetics of nitric oxide formation in high pressure flames Текст. / H.K. Newhall, S.M. Shahed // Thitenuth Symposium (International) on Combustion. 1970.-P. 381-389.

127. Nichols, I.E. Inlet Manifold water Injection for Control of Nitrogen Oxides-Theory and Experiment Текст. / I.E. Nichols, I.A. El-Messiri, H.K. Newhalle //- SAE Paper 690018, 1969. 10 p.

128. Shahed, S. For The Formation of Nitride Oxide in Direct Injection Diesel Engines and Its Application in Parametric Studies Текст. / S. Shahed, A. Metal // -SAE Paper 730083, 1973. 12 p.

129. Gros, S. Marine emission legislation Текст. / Stefan Gros // Wartsila Diesel Group. Marine News. No 1 - 1994. - P. 37-^-3.

130. United States Environment Protection Agency, USEPA.

131. Wilson, R.P. Emission study of a Singl-Cylinder diesel engine, SAE Текст. / R.P. Wilson, E.B. Muir, F.A. Pellicciotti // Automobile Engineering Congress, Paper 740123, Detroit, Michigan. February 1974.

132. Wray, K.L. Shock-Tube Study of the Kinetics of Nitric Oxide at High Temperatures Текст. / K.L. Wray, J.D. Teare // The Journal of Chemical Physics 1962.- Vol. 36. No 10. - P. 2582-2596.

133. Weissler A., Pecht I., Anbar M. Science 1 50,1288,1965. P.74-97.