Способ обработки прямогонного дизельного топлива

 

Сущность изобретения: прямогонное дизельное топливо обрабатывают воздействием лазерного излучения с длиной волны 0,248 0,355 мкм. Топливо в зону излучения подают с постоянной скоростью в виде дозированной ламинарной струи. 2 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано как в Вооруженных Силах, так и в народном хозяйстве.

Известен способ получения дизельного топлива, при котором в топливо, полученное при разгонке нефти, добавляют различные присадки. В одном случае это используют для повышения цетанового числа, в другом для снижения температуры застывания и фильтруемости топлива. Как утверждается получение дизельных топлив с помощью присадок экономически выгодно и весьма перспективно. Однако данный способ имеет и ряд существенных недостатков: большая себестоимость топлива из-за применения присадок, вносимых в значительных количествах; малостабильность и разрушаемость при хранении, что является следствием их химической природы и др.

Известен способ получения дизельного топлива после разгонки нефти с последующим воздействием на него лазерным УФ-излучением.

Главными недостатками указанного способа является отсутствие возможности перестраивать диапазон длин волн генерации лазера, а также низкая мощность излучения.

Техническим результатом изобретения является улучшение экономических показателей дизельного двигателя на 6-10% после предварительного облучения топлива лазерным излучением.

Сущность предложенного способа заключается в том, что полученное дизельное топливо подвергают воздействию лазерного излучения длиной волны 0,248-0,355 мкм и мощностью 30-50 Вт с помощью специального устройства.

На фиг.1 показан состав и взаимное расположение устройства для обработки дизельного топлива лазерным излучением; на фиг.2 проверка юстировки оптики и симметричности пересечения струи топлива с лазерным лучом.

Устройство состоит из жидкостного эксимерного Nd ИАГ лазера с диапазоном длин волн генерации 0,217-0,950 мкм и мощностью излучения 0-80 Вт, серии ВЛ-18 (см.фиг.1). В состав устройства входит: лазерный излучатель 1, блок 2 зажигания, стойка 3 питания и охлаждения, подставка 4 под излучатель, верхняя емкость 5, стол 6, кран 7 с калиброванным отверстием в пробке, воронка 8, нижняя емкость 9, штатив 10, дизельное топливо 11. Перечисленные конструктивные элементы выполнены следующим образом: источник лазерного излучения промышленностью изготовленный лазер ВЛ-18, подключается к сети питания электроэнергией и к водопроводной сети. Перед излучателем 1 по оси луча устанавливается на столе 6 верхняя емкость 5 с краном 7 таким образом, чтобы нижний край носка крана 7 был выше оси луча на 40-50 мм. Это расстояние позволяет сформировать ламинарную струю топлива на пересечении с лучом лазера. С помощью штатива 10 устанавливается воронка 8 под краном 7 ниже оси луча на 10-15 мм, носок воронки устанавливается в горловину нижней емкости 9, которая располагается на полу. Кран 7, по конструкции, пробковый с диаметром отверстия в пробке 4 мм. Это дает возможность подавать в зону излучения строго дозированную порцию топлива ламинарной струей с постоянной скоростью 0,333 л/мин.

Осуществление способа улучшения качества дизельного топлива с помощью устройства производится следующим образом.

Подготавливается лазер и технологическая оснастка к работе, для чего включается лазер на минимальную мощность и производится юстировка оптики и регулировка пересечения струи топлива с лучом лазера. С помощью специальной указки 12 производится проверка, как показано на фиг.2, диаметра пятна луча 13, который должен быть равен 8 + 0,5 мм, и симметричности пересечения струи нефтепродукта 14 с лучом лазера 15. Симметричность пересечения проверяется визуально по тени струи топлива в пятне лазерного луча 16 на экране 17 указки, для чего в верхнюю емкость 5 (см.фиг.1) заливается 2-2,5 л топлива и открывается кран с калиброванным отверстием 7. После проведения регулировочных работ собранное топливо в нижней емкости 10 переливается в верхнюю емкость 5. Лазер включается на режим излучения мощностью 30-50 Вт. Заполняют верхнюю емкость необходимым количеством топлива, и устройство готово к работе.

Включение устройства в работу производится полным открытием крана, на выходе из которого образуется ламинарная струя топлива. Далее дизельное топливо струей около 4 мм проходит через центр луча и подвергается воздействию его электромагнитного поля. После этого через воронку 9 сливается в нижнюю емкость 10.

П р и м е р 1. В верхнюю емкость устройства заливали по 20 л дизельного топлива плотностью 0,840 г/см³. Затем вели обработку струи топлива лазерным лучом с длиной волны 0,217 мкм, мощностью 30-50 Вт. После чего провели экспериментальные исследования для определения изменения характеристик дизельного двигателя (эффективной мощности, часового расхода топлива, удельного эффективного расхода топлива). Разницы в величине показателей не обнаружено.

П р и м е р 2. В условиях примера 1 вели обработку топлива лазерным лучом с длиной волны 0,248 мкм, мощностью 30-50 Вт. Топлива до обработки было 20 л, после обработки стало 21 л. Плотность изменилась с 0,840 до 0,805 г/см³. При эксперименте на двигателе обнаружено уменьшение часового расхода топлива на 3 кг/ч; удельного эффективного расхода на 4 г/л ˙ с ˙ ч при частоте вращения коленчатого вала 1400 об/мин, а также обнаружено значительное уменьшение дымности выхлопа.

П р и м е р 3. В условиях примера 1 вели обработку дизельного топлива лазерным лучом с длиной волны 0,355 мкм и мощностью 30-50 Вт. Обнаружено: изменение плотности топлива с 0,840 до 0,826 г ˙ см³. Объем топлива увеличился на 0,5 л.

П р и м е р 4. В условиях примера 1 вели обработку дизельного топлива лазерным лучом с длиной волны 0,53 мкм и мощностью 30-50 Вт. Разницы в величине показателей не обнаружено.

При увеличении мощности лазерного излучения с 50 до Вт в рассматриваемых примерах дальнейших изменений свойств дизельного топлива (в частности, плотности), а также характеристик дизельного двигателя не наблюдалось.

По предложенному техническому решению в ВА ТВ им. Р.Я.Малиновского разработан технологический процесс обработки дизельного топлива лазерным лучом (исследован в лабораторных условиях).

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРЯМОГОННОГО ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА путем воздействия на него лазерного излучения, отличающийся тем, что используют лазерное излучение с длиной волны 0,248 0,355 мкм и мощностью излучения 30 50 Вт и подачу топлива в зону излучения ведут с постоянной скоростью в виде дозированной ламинарной струи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2