ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ ПРОЦЕССА АКТИВИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Первый технологический переход представляет собой подготовку доминантного жидкого углеводородного компонента перед подачей его на вход топливного насоса; в этой позиции выполняется процесс контроля основных параметров компонента, таких как плотность, вязкость, температура и уровень в баке;

Второй технологический переход представляет собой сравнение сигналов от датчиков и сенсоров с статистической моделью в процессоре и, в случае совпадения показателей датчиков с статистической моделью , процессор выдаёт команду на включение топливного насоса;

Третий технологический переход представляет собой включение топливного насоса и подачу жидкости в топливный трубопровод; при этом измеряется давление в топливном трубопроводе , направляется сигнал на процессор и в случае , если уровень давления соответствует заданному значению, даётся команда на включение компрессора; в случае, если значение давления не соответствует заданному, проводится корректировка рабочих параметров топливного насоса до полного соответствия давления заданной величине, после чего даётся команда на включение компрессора;

Четвёртый технологический переход совмещён по времени с пятым технологическим переходом; четвёртый переход представляет собой включение компрессора и контроль уровня создаваемого в газовом трубопроводе давления сжатого горючего газа ; если давление соответствует заданному, процессор разрешает продолжение процесса активирования; в случае, если давление отличается от заданного, корректируется работа компрессора до того момента, пока уровень давления достигнет заданного уровня; при этом , так как все размерные параметры газового трубопровода остаются неизменными, уровень давления определяет расход сжатого горючего газа и скорость его движения по всем каналам пневматической секции устройства для активирования топливной смеси; пятый переход представляет собой преобразование потока жидкого топливного компонента в гидравлической секции и повышение уровня его турбулентности;

Шестой, резервный переход , применяется в случае если в состав топливной смеси входит второй жидкий топливный компонент; в этом случае во время, совмещённое с пятым технологическим переходом происходит втягивание второго топливного компонента в зону пониженного давления и его интенсивное смешивание с первым топливным компонентом;

Седьмой технологический переход является основным , он обеспечивает главную задачу процесса активирования,- насыщение жидкого топливного компонента растворённым в нём горючим газом , вспенивание полученной смеси и постепенное возвращение давления в системе в исходное состояние;

Восьмой технологический переход представляет собой контроль диэлектрической проницаемости в комплексном активированном потоке топливной смеси; в случае, если показатели диэлектрической проницаемости соответствуют статистической модели, даётся команда на впрыск топливной смеси в камеру сгорания; в случае, если значение диэлектрической проницаемости отличается от заданной величины, корректируются давление топливного насоса и давление , развиваемое компрессором, до полного совпадения статистической и реальной моделей , после чего даётся команда на впрыск топливной смеси в камеру сгорания;

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТРОЙСТВ И КОМПОНЕНТОВ, ВХОДЯЩИХ В ТОПЛИВНУЮ СИСТЕМУ АВТОМОБИЛЯ ИЛИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА , ИСПОЛЬЗУЮЩИХ КОМПЛЕКСНУЮ ТЕХНОЛОГИЮ АКТИВИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Устройство для комплексного активирования топливной смеси может быть встроено в топливную систему любого автомобиля , летательного аппарата или транспортного средства, использующего двигатели внутреннего сгорания;
В необходимый состав устройства входят: - ёмкости с топливными компонентами; - топливные трубопроводы; - топливный насос; - компрессор; - само устройство для комплексного активирования топливной смеси с ёмкостью для сжиженного горючего газа и система датчиков и сенсоров;
Дополнительной является система резонансного контроля в режиме реального времени диэлектрической проницаемости топливной смеси перед её впрыском в камеру сгорания;

ПОРЯДОК РАБОТЫ УСТРОЙСТВА ДЛЯ АКТИВИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ НА ПРИМЕРЕ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЕ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ ИЛИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Порядок работы в виде последовательности технологических переходов изложен в параграфе 1.8;

РАБОЧАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АКТИВИРОВАННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ ПЕРЕД ЕЁ ПОДАЧЕЙ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ

Комплексно активированная топливная смесь , полученная на двухступенчатом устройстве для смешивания, повышения уровня турбулентности и вспенивания , перед впрыском в камеру сгорания, имеет следующие основные признаки и свойства;
Комплексно активированная смесь может содержать сочетание жидких и растворённых в них органических топливных компонентов, смешанных в различных сочетаниях и пропорциях таким образом, что компоненты с минимальной концентрацией равномерно распределены в объёме компонентов с доминантной концентрацией;
Комплексно активированная топливная смесь может содержать сочетание органических и неорганических топливных компонентов , смешанных в различных сочетаниях и пропорциях таким образом, что компоненты неорганического происхождения равномерно распределены в объёме компонентов органического происхождения;
Комплексно активированная топливная смесь после прохождения полного цикла обработки в устройстве для активирования, представляет собой , как минимум двухкомпонентную жидкость в которой равномерно распределены по объёму , находящиеся под давлением топливного трубопровода, множество растворённых молекул горючего газа , насыщенных кинетической энергией развитого турбулентного состояния, жидких компонентов топливной смеси;

РАБОЧАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА АКТИВИРОВАННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ ПОСЛЕ ЕЁ ПОДАЧИ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ

Наиболее важным показателем комплексно активированной топливной смеси является её октановое число, показатель характеризующий детонационную стойкость; для лучших сортов бензина, полученных методом каталитического риформинга этот условный показатель равен 86 ; ожидаемые показатели активированного бензина с растворённым в нём горючим газом в пропорции 10% от веса жидкого углеводорода ,- 120;
Технические возможности устройства для комплексного активирования топливной смеси позволяют получение смеси бензина с бензолом, имеющим октановое число 113; такая модификация позволит поднять октановое число активированной топливной смеси до 125;
У активированной топливной смеси массовая скорость горения на порядок превышает этот показатель у известных топливных смесей; Массовая скорость горения ,- это количество горючего сгорающего на единице поверхности фронта горения в единицу времени;
У активированной топливной смеси такие показатели , как скорость реакции горения, мощность тепловыделения, - количество тепла, выделяющегося в единицу времени – имеют достаточную величину для поддержания стабильности процесса в условиях пониженных температур;
Активированная топливная смесь отвечает условиям адиабатического горения, когда реакция горения успевает завершиться раньше, чем станет существенным теплообмен между реакционным объёмом и окружающей средой, то есть потери тепла и энергии будут минимальными;

МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ОСНОВНЫХ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК АКТИВИРОВАННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ; ВОЗМОЖНОСТЬ ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОМ АКТИВИРОВАНИЯ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ; РЕГУЛИРУЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ; ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ ПРИ КОНТРОЛЕ И РЕГУЛИРОВАНИИ;

В технологии комплексного активирования топливной смеси имеется два технологических параметра, которые определяют уровень комплексного активирования и степень его эффективности;
К первому параметру относится уровень давления в топливном трубопроводе, создаваемого топливным насосом; ввиду того , что рабочий диаметр трубопровода является постоянным, давление в трубопроводе определяет и скорость движения потока в трубопроводе и расход жидкости в трубопроводе; все указанные параметры прямые и производные, определяют уровень турбулентности потока, который является производным для определения уровня повышения турбулентности в устройстве для комплексного активирования, так как все параметры гидравлической секции указанного устройства являются постоянными; таким образом регулируя давление в топливном трубопроводе можно регулировать параметры процесса активирования в гидравлической секции устройства для активирования; сигналы об уровне давления в топливном трубопроводе , направленные на управляющий процессор, дают точную оценку состояния топливной смеси, перед её подачей в камеру сгорания и определяют команду на регулировку уровня давления, для восстановления нормального состояния;
Ко второму параметру относится уровень давления в трубопроводе, подающем сжатый горючий газ в пневматическую секцию устройства для комплексного активирования топливной смеси и растворения газа в жидкой фазе углеводородного топлива;
Этот параметр является наиболее важным, так как уровень давления газового рабочего агента, в основном это метан или пропан , определяет скорость движения потока сжатого горючего газа , а этот параметр определяет несколько важнейших факторов , на которых базируется эффективность топливной смеси;
Скорость движения потока сжатого горючего газа формирует следующие базовые показатели комплексно активированной топливной смеси: - процентное соотношение между растворённой газовой и жидкостной составляющими топливной смеси; - равномерность распределения растворённой газовой составляющей по объёму жидкостной составляющей топливной смеси
Таким образом , давление сжатого горючего газа , подаваемого в устройство для комплексного активирования топливной смеси, определяет величину и эффективность её основных свойств и характеристик и регулировкой давления можно обеспечить регулировку основных свойств и характеристик топливной смеси;
Показатели величины давления могут служить надёжной обратной связью, которая характеризует состояние и свойства топливной смеси в режиме реального времени;

ОСНОВНЫЕ РАБОЧИЕ ПАРАМЕТРЫ КОМПЛЕКСНО АКТИВИРОВАННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ЕЙ ПРЕИМУЩЕСТВА ПЕРЕД ИЗВЕСТНЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ ПЕРЕД ЕЁ ПОДАЧЕЙ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ

К числу основных рабочих параметров комплексно активированных топливных смесей следует отнести: концентрацию растворённого горючего газа в объёме топливной смеси; удельную площадь активной контактной поверхности топливной смеси после её впрыска в камеру сгорания;
Состояние комплексно активированной топливной смеси перед её подачей в камеру сгорания , характеризуется следующими показателями: - количество растворённого горючего газа в единице объёма топливной смеси; - отношение количества растворённого горючего газа к его объёму в составе топливной смеси; удельная плотность единицы объёма топливной смеси; удельная контактная площадь в единице объёма топливной смеси;
Если в процессе комплексного активирования топливной смеси, происходило смешивание нескольких компонентов, то важным показателем эффективности топливной смеси становится её модифицированное октановое или сетановое число;

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ВПРЫСКА КОМПЛЕКСНО АКТИВИРОВАННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ В КАМЕРУ СГОРАНИЯ; ПРЕИМУЩЕСТВА, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ВПРЫСКЕ КОМПЛЕКСНО АКТИВИРОВАННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ

Процесс впрыска комплексно активированной топливной смеси в камеру сгорания имеет особенности, которые не являются типичными для известных топливных смесей;
В комплексно активированной топливной смеси давление может достигать значительных величин, и , пока смесь находится в внутреннем объёме устройства для активирования и в топливном трубопроводе перед камерой сгорания, её положение является стабильным;
После впрыска в камеру сгорания, объём , занимаемый порцией топливной смеси, увеличивается и избыточное давление в факеле впрыска разрывает поток топливной смеси на микро-капли , растворённый горючий газ , имея более низкую температуру кипения, одновременно разрывает оболочку , состоящую из жидких компонентов топливной смеси; оболочка распыляется на мелко дисперсную трёхмерную структуру, имеющую относительную равномерность по всему объёму камеры сгорания перед зажиганием; Такое объёмное состояние топливной смеси обеспечивает: - высокую скорость горения; - высокий уровень полноты сгорания топлива; - равномерный фронт горения; - высокую тепловую отдачу в короткий промежуток времени; - короткий полный цикл горения; - высокий удельный уровень энергии, полученной от сгорания топливной смеси; низкий уровень микро вибраций и микро ударов во время процесса горения; - низкую концентрацию токсичных продуктов горения в выхлопе; - более низкую температуру горения, понижающую концентрацию токсичных газов в выхлопе;

ПРЕДПОЛАГАЕМЫЕ И РАССЧЁТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ КОМПЛЕКСНО АКТИВИРОВАННОЙ ТОПЛИВНОЙ СМЕСИ;

В качестве основных рабочих характеристик для оценки процесса горения комплексно активированной топливной смеси, принимаем скорость горения; скорость распространения пламени; полноту сгорания топлива; удельную теплотворную способность топлива при горении; наличие токсичных веществ в продуктах горения;
В качестве дополнительных рабочих характеристик для оценки процесса горения комплексно активированной топливной смеси, принимаем массовую скорость горения; линейную скорость горения; величину поверхности фронта горения для одной объёмной величины топливной смеси; скорость реакции горения; мощность тепловыделения;
В качестве вспомогательных рабочих характеристик приняты параметры турбулентного состояния топливной смеси во время впрыска в камеру сгорания, характеризующие пульсации , которые интенсифицируют теплоперенос и массоперенос в пламени, искривляют и дробят его поверхность, расширяют зону реакции горения, что приводит к её резкому
Ускорению; скорость распространения турбулентной реакции горения комплексно активированной топливной смеси превосходит в десятки раз такой же показатель у существующих топливных смесей;