Расчет и корректировка значений упругих свойств топливных смесей
Авторы: Грехов Л.В., Арсенов Н.А., Салыкин Е.А., Чжао Цзяньхуэй | Опубликовано: 11.05.2023 |
Опубликовано в выпуске: #5(758)/2023 | |
Раздел: Энергетика и электротехника | Рубрика: Турбомашины и поршневые двигатели | |
Ключевые слова: уравнение состояния, альтернативные топлива, высокие и сверхвысокие давления, константы уравнения состояния, упругие свойства топлив, топливные смеси |
Обосновано использование простого и удобного уравнения состояния в форме уравнения Коула, позволяющей быстро и с достаточной точностью определять плотность, коэффициент сжимаемости и скорость звука топливных смесей при высоких и ультравысоких давлениях впрыскивания. Описан метод расчета этих упругих свойств топливных смесей с использованием констант выбранной формы уравнения состояния в виде выражений, определяющих зависимость констант от температуры. Показана целесообразность введения универсальных поправочных коэффициентов, позволяющих уточнить расчетные значения упругих свойств топливных смесей. На основе обработанных экспериментальных данных из литературных источников и проведенных исследований получены эмпирические коэффициенты для определения поправочных коэффициентов, уточняющих значения свойств смесей произвольного состава. Описанный метод и найденные коэффициенты позволяют проводить гидродинамический расчет процесса топливоподачи по современным математическим моделям и проектировать новые топливные системы с высокими параметрами впрыскивания.
Литература
[1] Londhekar Atul G., Kongre S.C. Effects of different additives on performance and emission of biodiesel fuelled compression ignition engine. Int. J. Sci. Res., 2017, vol. 6, no. 2, pp. 1947–1952.
[2] Knothe G., Razon L.F. Biodiesel fuels. Prog. Energy Combust. Sci., 2017, vol. 58, pp. 36–59, doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.pecs.2016.08.001
[3] Bhat S.N., Shenoy S., Dinesha P. Effect of bio-ethanol on the performance and emission of a biodiesel fueled compression ignition engine. MATEC Web Conf., 2018, vol. 144, art. 04017, doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201814404017
[4] Peterson C.L. Vegetable oil as a diesel fuel: status and research priorities. Trans. ASAE, 1986, vol. 29, no. 5, pp. 1413–1422, doi: https://doi.org/10.13031/2013.30330
[5] Hoekman S.K., Broch A., Robbins C. et al. Review of biodiesel composition, properties, and specifications. Renew. Sustain. Energy Rev., 2012, vol. 16, no. 1, pp. 143–169, doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.07.143
[6] Subramanian T., Geo V.E., Jesu M.L. et. al. Effects of low carbon bio fuel blends with karanja oil methyl ester in a single cylinder CI engine on CO2 emission and other performance and emission characteristics. Nat. Environ. Pollut. Technol., 2016, vol. 15, no. 4, pp. 1249–1256.
[7] Karagöz Y., Sandalc T., Koylu U.O. et. al. Effect of the use of natural gas-diesel fuel mixture on performance, emissions, and combustion characteristics of a compression ignition engine. Adv. Mech. Eng., 2016, vol. 8, no. 4, doi: https://doi.org/10.1177/1687814016643228
[8] Грехов Л.В., Марков В.А., Арсенов Н.А. и др. Расчет и корректировка упругих свойств моторных топлив и других жидкостей. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 7, 2022, с. 49–67, doi: https://doi.org/10.18698/0536-1044-2022-7-49-67
[9] Tammann G.H.J.A. Ueber die Beziehungen zwischen den inneren Kraften und Eigenschaften der Losungen. Leipzig, L.Voss, 1907. 202 p.
[10] Schaschke C., Fletcher I., Glen N. Density and viscosity measurement of diesel fuels at combined high pressure and elevated temperature. Processes, 2013, vol. 1, no. 2, pp. 30–48, doi: https://doi.org/10.3390/pr1020030
[11] Redlich O., Kwong J.N. On the thermodynamics of solutions. V. An equation of state. Fugacities of gaseous solutions. Chem. Rev., 1949, vol. 44, no. 1, pp. 233–244, doi: https://doi.org/10.1021/cr60137a013
[12] Калиновский Ю.В., Садреев Э.А. Расчет влагосодержания основных компонентов природного газа и их растворимостей в воде по кубическим уравнениям состояния. Вести газовой науки, 2012, № 3, с. 61–75. (In Russ.).
[13] Cole R.H. Underwater explosions. Princeton Univ. Press, 1948. 437 p.
[14] Kurapin A.V., Salykin E.A., Tshibanda K.E. Indicator analysis of injection process of different composition mixtures of diesel fuel and palm oil at changing of speed mode of diesel engine. Proc. ICIE. Springer, 2021, pp. 720–729, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-030-54817-9_83
[15] Dzida M., Żak A., Ernst S. Thermodynamic and acoustic properties of binary mixtures of alcohols and alkanes. I. Speed of sound in (ethanol+n-heptane) under elevated pressures. J. Chem. Thermodyn., 2005, vol. 37, no. 5, pp. 405–414, doi: https://doi.org/10.1016/j.jct.2004.10.001
[16] Giuliano Albo P.A., Lago S. Experimental speed-of-sound measurements of pure fatty acids methyl ester, mineral diesel and blends in a wide range of temperature and for pressures up to 300 MPa. Fuel, 2014, vol. 115, pp. 740–748, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2013.07.103
[17] Dzida M., Prusakiewicz P. The effect of temperature and pressure on the physicochemical properties of petroleum diesel oil and biodiesel fuel. Fuel, 2008, vol. 87, no. 10–11, pp. 1941–1948, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.10.010
[18] Torres-Jimenez E., Dorado M.P., Kegl B. Experimental investigation on injection characteristics of bioethanol–diesel fuel and bioethanol–biodiesel blends. Fuel, 2011, vol. 90, no. 5, pp. 1968–1979, doi: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2010.11.042
[19] Dashti H.H., Riazi M.R. Acoustic velocities in petroleum fluids: measurement and prediction. J. Pet. Sci. Eng., 2014, vol. 124, pp. 94–104, doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2014.10.013