На головну | Пишіть нам | Пошук по сайту тел (063) 620-06-88 (інші) Укр | Рус | Eng   
«Венчурний бізнес — це коли інвестуються 10 компаній, з них половина стає банкрутами, у трьох ви повертаєте свої інвестиції, одна дає 10-кратне зростання й у ще одній компанії прибуток в 100 разів перевищує вкладення» — Тім Дрейпер
  новини  ·  статті  ·  послуги  ·  інформація  ·  питання-відповіді  ·  про Ващука Я.П.  ·  контакти за сайт: 
×
Якщо ви помітили помилку чи похибку, позначте мишкою текст, що включає
помилку (все або частину речення/абзацу), і натисніть Ctrl+Enter, щоб повідомити нам.
×

Алгоритмічна складова в комплексних інноваційних проектах на прикладі аналізу розвитку технологій по модифікації паливних сумішей, включаючи і використання для модифікації біопаливних композицій (частина перша)

2012-11-04
Андрій (Гавріель) Лівшиць; Ярослав Ващук

Як показує статистика інноваційних проектів, все більший вплив на комерційну цінність та ефективність цих проектів надає алгоритмічна складова, включаючи і логістику всього інноваційного процесу, починаючи від формулювання і синтезування інноваційної ідеї і завершуючи процесом інтеграції в конкретну виробничу і комерційну структури
Оскільки ми володіємо досвідом і, технологічними та комерційними напрацюваннями в найбільш затребуваних сьогодні технологіях модифікації паливних сумішей, пропонуємо в якості прикладу розглянути алгоритмізацію цієї групи інноваційних проектів
В даний час, згідно інформації, яку можна отримати з відкритих джерел, проглядається тенденція модифікації і модернізації двигунів внутрішнього згоряння за напрямами, пов'язаними з удосконаленням систем автоматичного контролю за процесом подачі і згоряння палива;
У дослідженнях, пов'язаних з використанням альтернативних видів палива, як наприклад етанолу або метанолу, чітко вимальовується проблема, пов'язана з змішуванням етанолу, метанолу та бензину або етанолу, метанолу та дизельного палива;
Більш ніж столітня проблема, пов'язана з прийнятою механічною системою перетворення лінійного руху в обертальний не розглядається або розглядається в локальних аспектах, що не мають принципового значення на вирішення проблеми в цілому, а саме механічні проблеми з'їдають 50% ефективності будь-якого двигуна внутрішнього згоряння;
У нашому творчій співдружності є подані заявки на винаходи, в яких вирішується комплекс проблем, описаних вище.

United States Patent Application 20110030827
Kind Code A1
Livshits; David; et al. February 10, 2011
________________________________________
FLUID COMPOSITE, DEVICE FOR PRODUCING THEREOF AND SYSTEM OF USE
Abstract
The current disclosure relates to a new fluid composite, a device for producing the fluid composite, and a method of production therewith, and more specifically a fluid composite made of a fuel and its oxidant for burning as part of different systems such as fuel burners, where the fluid composite after a stage of intense molecular between a controlled flow of a liquid such as fuel and a faster flow of compressed highly directional gas such as air results in the creation of a three dimensional matrix of small hallow spheres each made of a layer of fuel around a volume of pressurized gas. In an alternate embodiment, external conditions such as inline pressure warps the spherical cells into a network of oblong shape cells where pressurized air is used as part of the combustion process. In yet another embodiment, additional gas such as air is added via a second inlet to increase the proportion of oxidant to carburant as part of the mixture.

Всім відомо, що і етанол і метанол після змішування приносять в суміш воду, - етанол більше, метанол менше, але скидати її присутсвие з рахунків неможливо і, тому емульсіфікація стає винятково важливим процесом:

United States Patent Application 20120085428
Kind Code A1
Livshits; David; et al. April 12, 2012
________________________________________
EMULSION, APPARATUS, SYSTEM AND METHOD FOR DYNAMIC PREPARATION
Abstract
The invention relates to a fluid composite, a device for producing the fluid composite, and a system for producing an aerated fluid composite therewith, and more specifically a fluid composite made of a fuel and its oxidant for burning as part of different systems such as fuel burners or combustion chambers and the like. The invention also relates to an emulsion, an apparatus for producing an emulsion, a system for producing an emulsion with the apparatus for producing the emulsion, a method for producing a dynamic preparation with the emulsion, and more specifically to a new type of a stable liquid / liquid emulsion in the field of colloidal chemistry, such as a water / fuel or fuel / fuel emulsion for all spheres of industry.

Проблема змішування етанолу та бензину на заправних станціях повністю вирішується за допомогою винаходу на яке мається прототип, виготовлений для збивання вершкового масла, але цей же прототип можна використовувати для презентації ідеї і вирішення проблеми змішування і перетворення суміші в стабільну емульсію, при змішуванні паливних компонентів, таких як дизельне паливо і різні види технічного спирту, в тому числі і гліцерину; етанол і бензин і багатьох інших, в тому числі і мають неорганічне походження; заявка на цей винахід подана ще в минулому році, в березні;
На додаток до всіх відомих із публікацій системам і методам різних систем автоматичного контролю, ми пропонуємо систему безконтактного контролю реального стану паливної суміші, в тому числі і рівня насичення її повітрям і рівня та характеру спінювання паливної суміші перед її уприскуванням або подачею на паливний насос високого тиску , як це має місце в дизельних двигунах; заявка на винахід подана в минулому році;
Наша творча група запропонувала рішення механічних проблем в усіх типах двигунів внутрішнього згоряння за рахунок зміни конструкції механізму перетворення лінійного руху в обертальний, без будь-яких змін в паливній системі двигуна внутрішнього згоряння; заявка на винахід подана в квітні минулого року;
Всі перераховані технології можуть бути застосовані при виконанні цілого ряду принципових умов
Для забезпечення своєчасного і повного згорання за короткий проміжок часу паливо повинне задовольняти наступним вимогам:

1) володіти хорошою прокачуваності, щоб забезпечити надійну роботу паливного насоса високого тиску (при оптимальної в'язкості 2-6 мм2 / с і температурі 20 ° С); хорошими низькотемпературними властивостями; відсутністю механічних домішок і води;

2) забезпечувати необхідний розпил, хороші сумішоутворення і випаровування; для цього паливо повинно мати оптимальну в'язкість і певний фракційний склад;

3) володіти необхідною займистість, щоб здійснювалися легкий пуск холодного двигуна, плавне наростання тиску і повне бездимне згоряння (ці властивості залежать від хімічного і фракційного складу палива, а також в'язкості; хімічний склад палива оцінюється цетановим числом, яке характеризує займистість і є основним показником моторних властивостей палива);

4) не викликати підвищеного утворення нагару та інших відкладень на клапанах, кільцях, поршнях, закоксовиваніє голки розпилювача (схильність палива до нагару залежить від хімічного і фракційного складу, в'язкості, вмісту механічних домішок і води);

5) не містити корозійно-активних продуктів (корозійні властивості палива залежать від наявності в ньому мінеральних і органічних кислот, сірчистих сполук і води);

6) мати можливо більш високу теплоту згоряння;

7) мати високу прокачиваемость палива із забезпеченням мінімального підтікання через зазори в плунжерних парах з мінімальним зносом тертьових пар.

Раніше вважалося, що паливо для швидкохідних двигунів повинне мати при 20 ° С в'язкість не менше 5 мм2 / с. Дослідження показали, що паливо з в'язкістю до 2 мм2 / с при 20 СС забезпечує мастило топливоподающей апаратури. Мінімальна в'язкість залежить від тиску уприскування і інших конструктивних рішень. Зі збільшенням тиску впорскування в'язкість палива може збільшуватися в 6-10 разів.
(Використання технології комплексного активування, при якій вода змішується з дизельним паливом, утворюючи стійку емульсію, яка потім змішується з возхдушнимі бульбашками, в яких внутрішній тиск в міхурах становить від 10 до 20 бар, дозволяє майже в два рази знизити необхідний тиск, що знижує в'язкість паливної суміші в 3 - 5 разів; крім того домішка 10% води і 8 -12% повітря в тій же пропорції знижує вихідну в'язкість паливної суміші)
На підставі досліджень і експлуатаційних випробувань встановлені наступні значення в'язкості палива при 20 ° С для швидкохідних дизельних двигунів: влітку - 3,0-8,0 мм2 / с, взимку - 2,2-6,0 мм2 / с, для суворого клімату Арктики - 1,5-4 мм2 / с.
Прокачиваемость палива залежить від його низькотемпературних властивостей, які впливають на рухливість палива при низьких температурах. Низькотемпературні властивості визначаються температурою помутніння, початку кристалізації і застигання.
Температурою помутніння вважають температуру, при якій втрачається фазова однорідність палива. Воно починає мутнеть через виділення найдрібніших крапель води, твердих вуглеводнів або мікроскопічних кристалів льоду.
Температуру, при якій з'являються перші кристали, видимі неозброєним оком, називають температурою кристалізації.
Температура повної втрати рухливості носить назву температури застигання.
(Для пропонованої технології температура застигання суміші опускається пропорційно процентному змісту води і повітря в суміші, і, крім того, високий рівень турбулентності суміші, також сприяє пониженню температури застигання)
Механічні домішки в паливі стандартом не передбачені (не допускаються). Паливо забруднюється при недотриманні правил перевезення, зберігання та заправки. Найбільш шкідливі кварцити глинозему, так як вони мають високу твердість. Прецизійні пари паливних насосів мають зазори 1,5-3,0 мкм, тому навіть невеликий відсоток механічних домішок призводить до значного абразивного зносу.
(При використанні пропонованої технології попадання абразивів в паливний насос виключається, завдяки особливій системі капілярних каналів у пристрої для комплексного активування дизельного палива)
У паливі в більшій чи меншій мірі постійно присутня в розчиненому стані вода. Її концентрація залежить від температури навколишнього середовища. Розчинність води в паливі 10 ~ 5 кг / кг. Особливо неприємно наявність емульсійної води при низьких температурах. У цьому випадку кристалами льоду забивається система очищення і порушується робота двигуна. Негативно діє вода на паливну апаратуру, особливо на насос високого тиску і форсунки. Вона сприяє появі корозії поверхонь прецизійних пар і закоксовування розпилювачів форсунок.
(У пропонованій технології освіту кристаликів льоду неможливо, і, крім того суміш може мати спеціальну секцію підігріву, що виключає виникнення кристалів льоду, знижує або повністю виключає виникнення корозії і утворення коксу в розпилювачах форсунок)
Необхідний розпил, смесеобразование і випаровування палива в значній мірі зумовлюють протікання робочого процесу в цілому, його ефективність та економічність.
Порція палива, відміряна насосом високого тиску, впорскується в камеру згоряння в щільний, сильно завихрення нагріте повітря. На деякій відстані від соплових отворів форсунки струмінь розпадається на краплі, утворюючи факел розпиленого палива. Загальне число крапель досягає декількох мільйонів, а розмір їх коливається від 50 до 150 мкм. Розподіл крапель за кількістю і розмірами вельми нерівномірний. Якість розпилення палива характеризується числом і розміром крапель, довжиною, шириною і кутом конуса розпилу.
Краплі палива, введені в гаряче повітря, спалахують не миттєво. При займанні процес випаровування проходить більш інтенсивно за рахунок високої температури в процесі згоряння. Одночасно з прискоренням випаровування в цей момент відбувається деяке уповільнення, так як з'являються продукти згорання, що утрудняють підведення кисню повітря до випаровується паливу. Ця обставина обумовлює необхідність вести робочий процес в дизелі з деяким надлишком повітря.
(Пропонована технологія дозволяє забезпечити необхідний надлишок повітря і високу рівномірність розподілу повітря в обсязі паливної суміші)
Велика неоднорідність паливоповітряної суміші в камерах згорання є причиною деяких переваг і недоліків дизельних двигунів. Важливою перевагою є те, що в дизельних двигунах можна значно збіднює робочу суміш. Це дозволяє змінювати потужність тільки за рахунок подачі палива. З іншого боку, неоднорідність суміші - істотний недолік дизельних двигунів, так як неможливо домогтися бездимного і повного згорання.
(Пропонована технологія дозволяє отримати високу однорідність суміші, яку можна виразити розміром бульбашок стисненого повітря, одержуваних при активуванні, - 20 мікрометрів)
На процес сумішоутворення впливає в'язкість палива, збільшення якої веде до погіршення розпилювання і випаровування палива. При великій в'язкості великі краплі збільшують довжину факела і потрапляють на стінки, що значно погіршує процес сумішоутворення, а при малій в'язкості факел палива коротшає і камера згоряння повністю не використовується.
(Пропонована технологія дозволяє отримати розміри частинок в 3 - 5 мікрон, що збільшує повноту згоряння; в'язкість суміші знижується пропорційно процентному змісту домішок і суміш утворюється з використанням енергетичних переваг ефекту Bernoulli, що покращує процес)
Фракційний склад дизельних палив оцінюється температурою кінця кипіння: літнє - 360 ° С, зимовий - 340 ° С, арктичне - 330 ° С.
Складні процеси горіння і сумішоутворення палива в швидкохідних двигунах відбуваються в дуже короткий проміжок часу, приблизно в 10 разів швидше, ніж у карбюраторних двигунах, при однаковій частоті обертання.
Інтенсивність горіння залежить від багатьох факторів: тиску і температури стисненого повітря, концентрації парів палива в повітрі, хімічного складу, якості розпилювання і випаровуваності палива.
При затримці запалення палива процес подальшого горіння відбувається дуже інтенсивно. Чуються характерні стуки двигуна (аналогічно детонації, але причини виникнення різні).
За інших рівних умов зменшення періоду затримки запалення обумовлює більш плавну зміну тиску, тобто більш м'яку роботу двигуна. Однак надмірне скорочення цього періоду веде до зменшення повноти згоряння. Процес починається відразу після подачі палива, більша частина якого подається в продукти згоряння. Краплі палива при цьому швидко випаровуються, не досягнувши тих зон камери, в яких кисень ще не використаний. Процес сумішоутворення різко погіршується, падає потужність і економічність двигуна.
Для забезпечення нормального процесу горіння необхідно застосовувати паливо, яке має оптимальний період затримки запалення. Займистість палива оцінюється цетановим числом. Чисельно цетанове число дизельного палива одно процентному змісту (за обсягом) цетана в суміші з альфа-метилнафталином, яка за характером згоряння (самозаймання) рівноцінна який випробують паливу. Цетанове число визначають трьома методами: по критичної ступеня стиснення, запізнюванню самозаймання та по збігу спалахів.
Дизельні палива повинні мати цетанове число в межах 45-50 взимку і 40-45 влітку. Цетанове число визначає пускові властивості дизельних палив, незначно розрізняються за фракційним складом.
При експлуатації дизельних двигунів велике значення має встановлення оптимального кута випередження впорскування палива. При великому куті випередження паливо подається в недостатньо нагріте повітря, що збільшує період затримки запалення і жорсткість роботи. Паливо при цьому може згорати до верхньої мертвої точки, що веде до втрати потужності, так як створюється протитиск. При запізненні уприскування значна частина палива згоряє на лінії розширення, що викликає падіння потужності, неповне згорання палива, зниження ККД двигуна.
Нагарообразование в швидкісних дизельних двигунах веде до перегріву двигуна, закоксовування форсунок, погіршення розпилювання палива. Підвищеному накопиченню нагару сприяє неповнота згоряння палива, наявність у паливі високомолекулярних складних речовин і механічних домішок. На накопичення смолистих речовин істотно впливає стабільність палива. Показники якості дизельного палива, що впливають на нагарообразование і нормовані стандартами, наступні: коксове число, вміст смол, золи, механічних домішок і сполук сірки. Сірка, що міститься в паливі, впливає не тільки на масу утворюється нагару, але і на його властивості. Сірчисті сполуки, накопичуючись в нагаре, підвищують його щільність.
Корозійні властивості дизельних палив обумовлюються змістом сірчистих сполук, водорозчинних кислот і луги, а також води. Наявність в паливі сірчистих з'єднань перевіряють полірованої платівкою з електролітичної міді розміром 10 × 25 мм. Цю платівку опускають в порцелянову чашечку з паливом, яку поміщають у сушильну шафу з температурою 50 ° С і витримують там 2-3 ч. Поява на платівці темно-коричневих, сірих або чорних нальотів вказує на наявність у паливі активних сірчистих з'єднань.
Корозію деталей викликають в основному сірчисті сполуки. Особливо сильно рідинна корозія проявляється в холодну пору року при пускових режимах. Підвищення вмісту сірки в паливі з 0,2 до 0,5% збільшує знос циліндропоршневої групи на 25-30%, до 1% - в 2 рази. Для зниження сірчистої корозії в паливо додають присадки. Найбільш поширена - нафтенат цинку, який додають в паливо (0,25-0,30% маси палива).
(Пропонована технологія повністю виключає наявність сірчистих з'єднань в суміші і при необхідності дозволяє підвищити температуру суміші, що на 80 - 85% знижує корозію деталей дизельного двигуна)
Теплотворна здатність дизельного палива складає 42 705 кДж / кг.

Аспекти явищ корозії та корозійних процесів в елементах конструкції дизельних двигунів, що використовують паливну суміш, в якій дизельне паливо змішано з стисненим повітрям
При змішуванні дизельного палива з стисненим повітрям, без води, корозійні процеси виключаються аналогічно попередньому випадку;

(Пропонована технологія має дві основні версії; перша версія, - інтенсивне змішування дизельного палива з водою і подальше рівномірне однорідне змішування суміші дизельного палива з водою з стисненим повітрям; після змішування з стисненим повітрям, в суміші є рівномірно розподілені по її обсягу повітряні бульбашки, діаметром в 20 мікрометрів, з внутрішнім тиском в 20 бар; кожен з міхурів має оболонку товщиною в 20 мікрометрів, що складається з емульсії в складі якої є 92% дизельного палива і 8% води; після уприскування в камеру згоряння суміш розпилюється на частинки розміром в 3 - 5 мікрометрів, і дизельне паливо і окислювач являють собою середовище в якій органічний горючий елемент рівномірно розподілений між окислювачем, що сприяє займання при більш низьких температурах і створює еквівалент цетанового числа 45 - 50;
Друга версія технології являє собою змішування тільки дизельного палива з стисненим повітрям і, при збереженні умов першої версії технології, займання паливної суміші і еквівалент цетанового числа, зберігають якості аналогічні першої версії;)

далі буде ....

.

корисний матеріал? Натисніть:




2020-11-20
Жива вода
інші статті...
© Ярослав Ващук, 2003-2011
при використанні будь-яких матеріалів сайту посилання на джерело обов'язкове
[pageinfo]
сайты Хмельницкого bigmir)net TOP 100