Способ оценки эффективности антидымных присадок

 

Изобретение относится к методам испытания, в частности к оценке эффективности антидымных присадок (АДП)к топливу для двигателей с воспламечением от .сжатия. Цель - повышение точности оценки и ее упрощение. Оценку АДП ведут определением энергии активации окисления (ЗАО) сажи в топливо-воздушной смеси при сгорании топлива.- Для этого топливо впрыскивают на 1-ю зону , содержащую неподвижную кислородсодержащую средз (предварительно нагретую до температуры самовоспламенения топлива) с последующей подачей продуктов сгорания во 2-ю зону. В последней контролируют изменение: температуры и прозрачности среды по мере ее остывания, по которым определяют ЗАО. Замена впрыскных устройств и нагревательных элементов не приводит к изменению измеряемой ЗАО более, чем на 5%, что не превосходит ошибку измерений. 2 табл. С iS СО от 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО@ЕЛИСТИЧЕСКИК

РЕСПУБЛИК (5д 4 G 01 N 33/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3940380/23-04 (22) 07.06.85 (46) 23.11.87. Бюл. Р 43 (71) Филиал Научно-исследовательского и конструкторско-технологического института тракторных и комбайновых .двигателей (72) В.А. Куцевалов, С.К. Орджоникидзе, Н.Г. Федотов и N.Г.Иейнин (53) 665.75 (088.8) (56) !Методы оценки эксплуатационных свойств реактивных топлив и смазочных материалов. Сборник статей под ред. Б.Д. Залога. 1966, с. 18-26.

Махов В.З., Ховак М.С. Исследования влияния присадок к топливу на процесс образования и сгорания сали в цилиндре дизеля. М.: НИИавтопром, 1971, с. 111-118.

„.Я0„„1354108 Д 1 (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

АНТИДь1МНЫХ ПРИСАДОК (57) Изобретение относится к методам испытания, B частности к оценке эффективности антидымных присадок (АДП)к топливу для двигателей с воспламенением от сжатия. Цель — повыше-" ние точности оценки и ее упрощение.

Оценку АДП вецут определением энергии активации окисления (ЭАО) сажи в топливо-воздушной смеси при сгорании топлива. Для этого топливо впрыскивают на 1-ю зону, содержащую неподвижную кислородсодержащую среду (предварительно нагретую до температуры самовоспламенения топлива) с последующей подачей продуктов сгорания во 2-ю зону. В последней контролируют изменение температуры и прозрачности среды по мере ее остывания, по которым определяют ЭАО. Замена впрыскных устройств и нагревательных элементов не приводит к изменению измеряемой ЭАО более, чем на 57., что не превосходит ошибку измерений.

2 табл.

13541

Изобретение относится к методам испытания антидымных присадок к топ-, ливу для двигателей с воспламенением от сжатия.

Цель изобретения — повышение точности оценки и ее упрощение.

Сущность способа заключается в том, что антидымные присадки ускоряют окисление сажи, практически не дей- 10 ствуя на процесс ее образования.

Благодаря неподвижности газовой среды перед впрыском топлива (в бомбе постоянного объема) и быстром затухании движений среды после впрыска появляется возможность по результатам непосредственного измерения прозрачности определить скорость окисления сажи в зондируемой части и связать ее с местной температурой р0 газовой среды. Эта связь характери— зуется эффективной величиной энергии активации окисления сажи. Таким образом, появляется возможность сравне— ния энергии окисления сажи для чистого топлива и топлива с присадкой.

Измерения проще всего проводить в модельных условиях, а именно в ненагреваемой предварительно зоне бомбы. Топливо в виде нагретых и частич- 30 но испарившихся во время движения сквозь горячую газовую среду капель попадает в ненагреваемую часть бомбы, где образует значительное легко фиксируемое количество сажи. При этом регистрируется минимальная прозрач— ность. Сгорание части топлива обус— лавливает нагрев газовой среды в зоне оптического зондирования, под действием которого сажа окисляется. 40

Окисление продолжается и после окон— чания видимого сгорания. Прозрачность среды увеличивается. Проводя при одинаковых условиях опыты с различным содержанием кислорода (при этом имеется, ввиду идентичность условий

IIo количеству впрыскиваемого горючего и температуре газовой средью), до— биваются такого положения, чтобы скорость изменения прозрачности по б0 окончании видимого сгорания имела измеримую величину. Так как скорость образования сажи на этой стадии сгорания невелика, то наблюдаемое изменение прозрачности можно отнести за счет только окисления сажи, что и позволяет определить энергию активации этого процесса. Ошибка измерения, связанная с тем, что процесс образования сажи в момент измерения.прекращается не полностью, не влияет на определение эффективности антидымных присадок, так как этот процесс не зависит от наличия присадки в топливе.

При температуре нагрева газа до впрыска ниже 500 К самовоспламенения топлива не происходит, процесс образования сажи преобладает над процессом ее окисле— ния, изменение прозрачности среды после впрыска является монотонным, и измерить скорость окисления сажи невоз можно. При температуре выше 1500 К скорость химических процессов настолько велика, что все реакции проходят за время, сравйиваемое с временем распространения топливного факела, при этом количественное измерение уровней прозрачности и связанной с ними скорости окисления сажи невозможно из-эа д)зижений среды и колебаний ее плотности в составе, вызванных впрыском и сгоранием топлива. Оптимальная для измерений по данному способу температура предварительного нагрева газовой среды зависит от ее состава. и прежде всего от содержания в ней кислорода, которое определяет разогрев среды вследствие процесса сгорания и ненагреваемой части бомбы и, таким образом, влияет на скорость окисления образую1 .+, щейся здесь сажи. "

При содержании кислорода. менее

107 полнота сгорания топлива мала, а достигаемый при этом разогрев настолько незначителен, что окисление сажи невозможно обнаружить по результатам измерения прозрачности. Сравнивая величины энергии активации окисления сажи в случаях чистого тап— лива и топлива с присадкой, опреде— ляют эффективность последней.

Пример: Результаты опытов для иллюстрации связи между определяемой величиной энергии активации и измеряемыми согласно предлагаемому способу параметрами приведены в табл. 1.

В опытах используют бомбу постоянного объема с обогреваемой зоной длиной 100 мм и р 10 мм. Исходная. смесь N :О =3:1, температура газа

d (в центре обогреваемой зоны) 850 К.

Отсчет времени — от момента минимальной прозрачности после вспышки.

По данным табл. 1 для моментов времени 0,04 и О,lá с, между которы13541 ми наблюдается существенный рост прозрачности среды, определяют отношение прозрачностей 70/17 и отношение скоростей изменения прозрачнос ти 4,5/12, что позволяет вычислить энергию активации окисления сажи

I (ta ) dI dIõ

1n — -- — +In- — (t< -1п — ) tz

Е-К

1 1 т(е,) T(t,) кДж

=130- — —— моль

Формула из обр ет ения

Таблица 1

0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18

Время, с 0

Прозрач— ность, 7. 11

13 17 22 30 39 48 58 70 81

Температура, К 1770 1750 1730 1730 1715 1700 1685 1670 1650 1640

Принципиальным недостатком извест15 ного способа является зависимость резельтатов испытаний от конструктивных особенностей двигателя, что делает несопоставимыми данные, полученные на разных моторных установках.

При проведении моторных испытаний присадки ИЗП-706 согласно известно-. му способу используют одноцилиндровую дизельную установку УК-4. В табл.

2 представлены результаты измерения температуры и сажесодержания в начале и конце выпускной трубы, причем измерения проведены в идентичных условиях, но е различными распылителями форсунки.

Приведенные данные показывают, что смена распылителей может приводить к значительной разнице результа— тов измерения, превышающей различия, связанные с введением в топливо

Г

08 4 присадки. Таким образом, результат измерения по известному способу серьезно зависит от комплектации моторной установки и является по существу случайным. В то же время при измерениях по предлагаемому способу замена . впрыскных устройств, нагревательных элементов и т.д. не приводит к изменению измеряемой энергии активации более, чем на 5Х, что не превосходит ошибку измерений, связанную с точностью измерения температуры и прозрачности.

Способ оценки эффективности антидымных присадок к топливу путем определения энергии активации окисления сажи в топливо-воздушной смеси при сгорании топлива, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности оценки и ее упрощения, процесс ведут путем впрыска топлива в первую зону, содержащую неподвижную кислородсодержащую среду, предварительно нагретую до температуры самовоспламенения топлива, с после- дующей подачей продуктов сгорания во вторую зону, в которой контролируют изменение температуры и прозрачности среды по мере ее остывания, по которым определяют энергию акти- . вации окисления сажи.

1354108

Таблица 2

Распылитель У 1 с топтювом

Распылитель. Р 2 с топливом

С присадкой

0„5 мас.%

С присадкой

0,5 мас.X

Чистое чистое

Т„, 592

Т„464 I

CH 28

С„ 20

280

212

18.П р м е ч а !» и е. Т и Т вЂ” температура в начале и в конце выхлопной о трубы„С; С,„и С„- сажесодержание в начале и в конце выхлопной трубы относительные едииицые

Составитель Н. Богданова

Редактор А. Ворович Техред JI.Cåðäþêoâà Корректор О. Кравцова.

Заказ 5687/39 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4