IMPROVING THE PROPERTIES OF MARINE FUEL BY ULTRASONIC PROCESSING

The economic performance of ship power plants is directly dependent on fuel consumption. Consumption is determined by the completeness of fuel combustion, which is influenced by many factors, one of which is the component composition. High molecular weight compounds, resins and asphaltenes contained in marine fuels are poorly flammable. They also form a coarse dispersed phase in the fuel, which complicates the process of hydrocarbon oxidation and leads to a decrease in its efficiency. It is known that ultrasonic influences increase the degree of fuels dispersion. The purpose of the work is to identify the regularities of ultrasound effect on the physicochemical indicators of distillate marine fuel of the DMA brand, which determine its operational properties: flammability, combustibility and pumpability. Experimental studies on the processing of marine fuel are carried out on ultrasonic devices LUK-0.125/50-O and Volna UZTA-0.4/22- 014 at a frequency of 50 and 22 kHz, respectively. For the theoretical substantiation of the observed effects, changes in the dispersed and structural-group composition of marine fuel are studied. The analysis of indicators in accordance with the regulatory documents is carried out. The greatest changes in all studied parameters are noted at an ultrasonic vibration frequency of 50 kHz. It is found that, in comparison with the initial sample, the kinematic viscosity decreases by 15 % after ultrasound exposure. The fuel density decreases by 0.002 kg / m3, the flash point of the fuel drops by 5 °C, and the cetane number shows a tendency to decrease by 2 points. The average particle size of the dispersed phase decreases by 12 %. An explanation for the improvement of the investigated fuel indicators on the basis of an increase in its degree of dispersion and redistribution of structural-group components is proposed. Ultrasonic treatment of marine fuel (50 kHz, 100 W, 43 s), carried out before feeding it to the engine on the fuel line in front of the filter and high-pressure pumps, can be used to improve the operational properties of the fuel and, consequently, reduce its consumption.

ultrasonic treatment, properties of marine fuel, fuel consumption, oil dispersed system, degree of fuel dispersion

1. Будин А. А. Основы технической эксплуатации флота / А. А. Будин. - Астрахань: ПКФ «Триада», 2018. - 346 с.

2. Пивоварова Н. А. Технология магнитной обработки топлив для дизелей рыбопромысловых и транспортных судов / Н. А. Пивоварова, А. Ф. Дорохов, Р. Велес Парра // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2019. - Т. 11. - № 5. - С. 941-950. DOI: 10.21821/2309-5180-2019-11-5-941-950.

3. Pivovarova N. A. Use of Wave Effect in Processing of the Hydrocarbonic Raw Material / N. A. Pivovarova // Petroleum Chemistry. - 2019. - Vol. 59. - Is. 6. - Pp. 559-569. DOI: 10.1134/S0965544119060148.

4. Ануфриев Р. В. Влияние ультразвука на структурно-механические свойства нефтей и процесс осадкообразования / Р. В. Ануфриев, Г. И. Волкова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2016. - Т. 327. - Is. 10. - Pp. 50-58.

5. Volkova G. I. Effect of ultrasonic treatment on the composition and properties of waxy high-resin oil / G. I. Volkova, R. V. Anufriev, N. V. Yudina // Petroleum Chemistry. - 2016. - Vol. 56. - Is. 8. - Pp. 683-689. DOI: 10.1134/S0965544116080193.

6. Пат. 2703600 Российская Федерация, МПК F02M 27/00. Способ уменьшения расхода жидкого углеводородного топлива в устройствах для получения тепловой и механической энергии / Ю. В. Воробьев, А. В. Дунаев, Ю. Ю. Воробьев, Г. С. Баронин; заяв. и патентообл. А. В. Дунаев. - № 2018111689; заявл. 02.04.2018; опубл. 03.10.2019, Бюл. № 30. - 9 с.

7. Пуков Р. В. Оценка времени нахождения топлива в зоне ультразвуковой обработки / Р. В. Пуков, С. В. Колупаев, А. С. Колотов, С. А. Кожин // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее образование. - 2018. - № 2 (50). - С. 362-366.

8. Голых Р. Н. Ультразвук. Воздействие на системы с несущей жидкой фазой / Р. Н. Голых, В. Н. Хмелев, А. В. Шалунов, С. Н. Цыганок. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2018. - 276 с.

9. Зимина С. Г. Усовершенствование метода определения дисперсности углеводородного сырья / С. Г. Зимина, Н. А. Пивоварова // Научные труды АстраханьНИПИГАЗ. - 2006. - № 8. - С. 119.

10. Унгер Ф. Г. Фундаментальные и прикладные результаты исследования нефтяных дисперсных систем / Ф. Г. Унгер. - Уфа: Изд-во ГУП ИНХП РБ, 2011. - 264 с.

11. Хмелев В. Н. Ультразвук. Аппараты и технологии / В. Н. Хмелев [и др.]. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2015. - 688 с.