Preview

Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова

Расширенный поиск

Моделирование образования вредных выбросов в выхлопных газах судового дизеля многотопливных систем

https://doi.org/10.21821/2309-5180-2023-15-3-490-500

Аннотация

Темой исследования является актуальный для всего мирового сообщества вопрос борьбы с вредными воздействиями на экологию, биосферу и атмосферу в различных областях промышленности. Отмечается, что одним из загрязнителей является морской транспорт. Основным видом загрязнений окружающей среды со стороны судовых энергетических установок являются вредные выбросы СО, СО2 , NO сернистые соединения и другие компоненты, содержащиеся в выхлопных газах дизелей. Базовым нормативным документом, определяющих соответствие судовых энергетических установок международным экологическим требованиям, является Международная конвенция МАРПОЛ-73/78, разработанная Международной морской организацией (ИМО). Одним из способов решения данной проблемы явилось применение на судах добавочных компонентов для топлив, таких как вода, водород, природный газ, биодизель, диметиловый эфир, этиловый спирт и др. Для предварительно расчета эффективности какого-либо из способов снижения вредных выбросов было проведено моделирование процессов сгорания в судовом дизельном двигателе при работе на дизельном топливе с добавлением диметилового эфира и без него. В данном исследовании использовалась программа AVL Fire, которая входит в программный комплекс «AVL», позволяя получить наглядные результаты по образованию продуктов сгорания в цилиндре дизеля, распределение температурных потоков, сажеобразование и др. В качестве прототипа для анализа был использован судовой дизель 3NVD24, оборудованный необходимым измерительным комплексом для проведения практических исследований с возможностью экспериментального подтверждения результатов компьютерного моделирования. На основании модельных расчетов проанализированы различные факторы образования вредных соединений во время сгорания. 

Об авторах

М. Н. Покусаев
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»
Россия

Покусаев Михаил Николаевич — доктор технических наук, профессор


414056,  г. Астрахань, ул. Татищева, стр.16/1



А. Ю. Грабарчук
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»
Россия

Грабарчук Александр Юрьевич — аспирант

414056,  г. Астрахань, ул. Татищева, стр.16/1



Т. В. Хоменко
ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет»
Россия

Хоменко Татьяна Владимировна — доктор технических наук, профессор

414056,  г. Астрахань, ул. Татищева, стр.16/1



Список литературы

1. Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов 1973 г., измененная протоколом 1978 г. к ней (МАРПОЛ 73/78). — Кн. I и II. — СПб.: ЗАО «ЦНИИМФ», 2023. — 862 с.

2. Международная конвенция по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ 73/78) Там же. — Кн. III. — 472 с.

3. AVL Fire Emission. Release 2020 R1, 2023 [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.avl. com/en/simulation-solutions (дата обращения: 20.04.2023).

4. Программный комплекс «Дизель-РК» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://diesel-rk. com/Rus/index.php?page=Download&ysclid=lcj4liyddm1322162 (дата обращения: 20.04.2023).

5. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ 2017610725 Российская Федерация. Программное обеспечение расчёта топливоподачи и внутрицилиндровых процессов в дизеле с объемным смесеобразованием «CyberDiesel 2» / В. В. Гаврилов, В. Ю. Мащенко; заяв. и патентообл. Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — № 2016661760; заявл. 08.11.2016; опубл. 16.01.2017.

6. Гаврилов В. В. Математическое моделирование топливоподачи и локальных внутрицилиндровых процессов в дизеле с объемным смесеобразованием с использованием программы CyberDiesel / В. В. Гаврилов, В. Ю. Мащенко // Журнал университета водных коммуникаций. — 2012. — № 2. — С. 92a–98.

7. Булыгин Ю. И. Моделирование внутрицилиндровых процессов транспортных двигателей с целью повышения их экономичности и экологичности / Ю. И. Булыгин // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. — 2005. — № S12. — С. 52–60.

8. Иванченко А. А. Проблемы и опыт математического моделирования экологических и эксплуатационных показателей судового высокооборотного дизеля М482 / А. А. Иванченко, И. А. Щенников, А. А. Иванченко // Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2016. — № 3 (37). — С. 166–173. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-7-3-166-173.

9. Кавтарадзе Р. З. Развитие теории рабочих процессов ДВС в МГТУ им. Н. Э. Баумана: от метода Гриневецкого до современных 3D-моделей / Р. З. Кавтарадзе // Двигателестроение. — 2020. — № 1 (279). — С. 3–9.

10. Hristov H. Modeling of the dependence of the produced amount of hydrogen gas (y) on the amperage of cell (x) of a marine diesel engine SKL 3NVD24 / H. Hristov, I. Bakalov, B. Shopov, D. Yovkov // PedagogikaPedagogy. — 2021. — Vol. 93. — No. 6s. — Pp. 273–278. DOI: 10.53656/ped21–6s.24mod.

11. Кавтарадзе З. Р. Влияние термического механизма и процессов теплообмена на образование оксида азота в камере сгорания дизеля / З. Р. Кавтарадзе // Российская национальная конференция по теплообмену четвертая: труды (Москва, 23–27 октября 2006 г.): в 8 т. / РАН, Моск. энергетический ин-т, Нац. комитет РАН по тепломассообмену. — 2006. — Т. 8: Молодежная секция. — С. 73–76.

12. Денежко Л. В. Применение диметилэфира (СН3 ) 2 O в качестве альтернативного дизельного топлива / Л. В. Денежко [и др.] // Аграрный вестник Урала. — 2016. — № 6 (148). — С. 14.

13. Лазарев Е. А. Температурное состояние рабочего тела в полуразделенной камере сгорания дизеля с газотурбинным наддувом / Е. А. Лазарев, В. Е. Лазарев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. — 2012. — № 12 (271). — С. 80–85.

14. Грабарчук А. Ю. Улучшение экологических характеристик судового дизельного двигателя путем дополнительного внешнего смесеобразования с применением диметилового эфира / А. Ю. Грабарчук, Ш. М. Робиуззаман // Вестник Астраханского государственного технического университета. — 2021. — № 1 (71). — С. 36–43. DOI: 10.24143/1812-9498-2021-1-36-43.

15. Покусаев М. Н. Система подачи добавочного компонента в цилиндр дизельного двигателя / М. Н. Покусаев, А. С. Зубарев, А. Ю. Грабарчук // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. — 2018. — № 1. — С. 67–73. DOI: 10.24143/2073-1574- 2018-1-67-73.


Рецензия

Для цитирования:


Покусаев М.Н., Грабарчук А.Ю., Хоменко Т.В. Моделирование образования вредных выбросов в выхлопных газах судового дизеля многотопливных систем. Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. 2023;15(3):490-500. https://doi.org/10.21821/2309-5180-2023-15-3-490-500

For citation:


Pokusaev M.N., Grabarchuk A.Yu., Khomenko T.V. Simulation of the harmful emissions formation in the exhaust gases of marine diesel of multi-fuel systems. Vestnik Gosudarstvennogo universiteta morskogo i rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova. 2023;15(3):490-500. (In Russ.) https://doi.org/10.21821/2309-5180-2023-15-3-490-500

Просмотров: 336


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2309-5180 (Print)
ISSN 2500-0551 (Online)