RU2063414C1

RU2063414C1 - Process for improving quality of diesel fuel

Info

Publication number: RU2063414C1
Application number: RU94032093A
Authority: RU
Inventors: Александр Геннадьевич Рудь; Александр Николаевич Гончаренко; Виллен Феодосьевич Куценко; Татьяна Станиславовна Фролова
Original assignee: Александр Геннадьевич Рудь; Александр Николаевич Гончаренко; Виллен Феодосьевич Куценко; Татьяна Станиславовна Фролова
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-07-10
Also published as: RU94032093A

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: diesel fuel is subjected to laser radiation at wavelength of 1.08 mcm with radiation power of 100-150 W. Fuel is fed to radiation zone at constant rate in the form of measured laminar jet. EFFECT: improved properties of the diesel fuel. 2 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области эксплуатации двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано как в Вооруженных Силах, так и в народном хозяйстве. The invention relates to the field of operation of internal combustion engines and can be used both in the Armed Forces and in the national economy.

Известен способ улучшения качества дизельного топлива, при котором в топливо полученное при разгонке нефти, добавляют различные присадки. В одном случае это используют для повышения цетанового числа, в другом для снижения температуры застывания и фильтруемости топлива и т.д. Улучшение качества дизельного топлива с помощью присадок экономически выгодно и весьма перспективно. Однако данный способ имеет и ряд существенных недостатков: большая себестоимость топлива из-за применения присадок, вносимых в значительных количествах; малостабильность и разрушаемость при хранении, что является следствием их химической природы и др. There is a method of improving the quality of diesel fuel, in which various additives are added to the fuel obtained by distillation of oil. In one case, this is used to increase the cetane number, in the other to lower the pour point and fuel filterability, etc. Improving the quality of diesel fuel using additives is cost-effective and very promising. However, this method has a number of significant disadvantages: the high cost of fuel due to the use of additives introduced in significant quantities; instability and destructibility during storage, which is a consequence of their chemical nature, etc.

В качестве прототипа выбран способ улучшения качества дизельного топлива после разгонки нефти с последующим воздействием на него лазерным УФ-излучением. As a prototype, a method for improving the quality of diesel fuel after distillation of oil with subsequent exposure to it with laser UV radiation was chosen.

Главными недостатками указанного способа является импульсное воздействие на топливо лазерного излучения, а также низкая мощность излучения. The main disadvantages of this method is the pulsed effect on the fuel of laser radiation, as well as low radiation power.

Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение качества товарного дизельного топлива и экономических характеристик быстроходных дизелей на 10-15% после предварительного облучения топлива лазерным излучением. The technical result of the present invention is to improve the quality of commercial diesel fuel and the economic characteristics of high-speed diesel engines by 10-15% after preliminary irradiation of the fuel with laser radiation.

Сущность предложенного способа заключается в том, что полученное дизельное топливо подвергают воздействию лазерного излучения длиной волны 1,06 мкм и мощностью 100-150 Вт с помощью специального устройства. The essence of the proposed method lies in the fact that the resulting diesel fuel is exposed to laser radiation with a wavelength of 1.06 μm and a power of 100-150 W using a special device.

Осуществление данного способа с помощью устройства, позволяющего проводить обработку топлива лазерным излучением (ЛИ), поясняется чертежом, на котором:
Фиг.1. Состав и взаимное расположение устройства для обработки дизельного топлива лазерным излучением.The implementation of this method using a device that allows for the processing of fuel by laser radiation (LI), is illustrated in the drawing, on which:
Figure 1. The composition and relative position of the device for processing diesel fuel by laser radiation.

Фиг. 2. Проверка юстировки оптики и симметричности пересечения струи топлива с лазерным лучом. FIG. 2. Checking the alignment of the optics and the symmetry of the intersection of the fuel jet with the laser beam.

Устройство состоит из твердотельного многомодового Nd ИАГ лазера с непрерывной накачкой (серии ЛТН 103), длиной волны 1,06 мкм и мощностью излучения 0-200 Вт (см. фиг. 1). В состав устройства входят: лазерный излучатель 1, блок зажигания 2, стойка питания и охлаждения 3, подставка под излучатель 4, верхняя емкость 5, стол 6, кран с калиброванным отверстием в пробке 7, воронка 8, нижняя емкость 9, штатив 10, дизельное топливо 11. The device consists of a solid-state multimode Nd YAG laser with continuous pumping (LTN 103 series), a wavelength of 1.06 μm and a radiation power of 0-200 W (see Fig. 1). The device includes: a laser emitter 1, an ignition unit 2, a power and cooling rack 3, a stand for an emitter 4, an upper container 5, a table 6, a tap with a calibrated hole in the plug 7, a funnel 8, a lower container 9, a tripod 10, diesel fuel 11.

Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом: источник лазерного излучения промышленностью изготовленный лазер ЛТН-103, подключается к сети питания электроэнергией и к водопроводной сети. Перед излучателем 1 по оси луча устанавливается на столе 6 верхняя емкость 5 с краном 7 таким образом, чтобы нижний край носка крана 7 был выше оси луча на 40-50 мм. Это расстояние позволяет сформировать ламинарную струю топлива на пересечении с лучом лазера. С помощью штатива 10 устанавливается воронка 8 под краном 7 ниже оси луча на 10 15 мм, носок воронки устанавливается в горловину нижней емкости 9, которая располагается на полу. The structural elements listed above are made as follows: a laser source manufactured by the LTN-103 laser is connected to the electric power supply network and to the water supply network. In front of the emitter 1, an upper tank 5 with a crane 7 is mounted on the table 6 along the axis of the beam so that the lower edge of the nose of the crane 7 is 40-50 mm higher than the axis of the beam. This distance allows the formation of a laminar jet of fuel at the intersection with the laser beam. Using a tripod 10, a funnel 8 is installed under the crane 7 below the axis of the beam by 10 15 mm, the toe of the funnel is installed in the neck of the lower tank 9, which is located on the floor.

Кран 7, по конструкции, пробковый с диаметром отверстия в пробке 4 мм. Это дает возможность подавать в зону излучения строго дозированную порцию топлива ламинарной струей с постоянной скоростью 0,333 л/мин. Crane 7, by design, cork with a hole diameter of 4 mm in the cork. This makes it possible to supply a strictly dosed portion of fuel into the radiation zone with a laminar stream at a constant speed of 0.333 l / min.

Осуществление способа улучшения качества дизельного топлива с помощью устройства производится следующим образом. The implementation of the method of improving the quality of diesel fuel using the device is as follows.

Подготавливается лазер и технологическая оснастка к работе, для чего включается лазер на минимальную мощность и производится юстировка оптики и регулировка пересечения струи топлива с лучом лазера. С помощью специальной указки 1 производится проверка, как показано на фиг. 2, диаметра пятна луча 2, который должен быть равен 8 + 0,5 мм, и симметричности пересечения струи нефтепродукта 3 с лучом лазера 4. Симметричность пересечения проверяется визуально по тени струи топлива в пятне лазерного луча 5 на экране 6 указки 1, для чего в верхнюю емкость 5 (см. Фиг. 1), заливается 2 2,5 л топлива и открывается кран с калиброванным отверстием 7. После проведения регулировочных работ, собранное топливо в нижней емкости 10 переливается в верхнюю емкость 5. Лазер включается на режим излучения мощностью 100 150 Вт. Заполняют верхнюю емкость необходимым количеством топлива, и устройство готово к работе. The laser and technological equipment are being prepared for work, for which the laser is turned on at minimum power and the optics are adjusted and the intersection of the fuel jet with the laser beam is adjusted. Using a special pointer 1, a check is performed as shown in FIG. 2, the diameter of the spot of beam 2, which should be equal to 8 + 0.5 mm, and the symmetry of the intersection of the jet of oil 3 with the laser beam 4. The symmetry of the intersection is checked visually by the shadow of the jet of fuel in the spot of the laser beam 5 on screen 6 of pointer 1, for which 2 2.5 L of fuel is poured into the upper tank 5 (see Fig. 1) and a tap with a calibrated hole 7 is opened. After adjustment, the collected fuel in the lower tank 10 is poured into the upper tank 5. The laser is switched on to the radiation mode with power 100 150 watts Fill the upper tank with the required amount of fuel, and the device is ready for use.

Включение устройства в работу производится полным открытием крана, на выходе из которого образуется ламинарная струя топлива. Далее дизельное топливо струей около 4 мм проходит через центр луча и подвергается воздействию его электромагнитного поля. После этого через воронку 9 сливается в нижнюю емкость 10. The inclusion of the device in operation is performed by the complete opening of the crane, at the exit of which a laminar jet of fuel is formed. Further, diesel fuel with a stream of about 4 mm passes through the center of the beam and is exposed to its electromagnetic field. After that, through the funnel 9 merges into the lower tank 10.

Предложенный способ иллюстрируется следующими примерами его осуществления. The proposed method is illustrated by the following examples of its implementation.

Пример 1. В верхнюю емкость устройства заливали по 20 л дизельного топлива плотностью 0,840 г/см³. Затем вели обработку струи топлива лазерным лучом с длиной волны 1,06 мкм, мощностью 10 90 Вт. После чего провели экспериментальные исследования по определению физико-химических свойств дизельного топлива: кинематической вязкости и плотности.Example 1. In the upper capacity of the device was poured 20 l of diesel fuel with a density of 0.840 g / cm ³ . Then, the fuel jet was processed with a laser beam with a wavelength of 1.06 μm and a power of 10 90 W. Then they conducted experimental studies to determine the physicochemical properties of diesel fuel: kinematic viscosity and density.

Разницы в величине показателей не обнаружено. No differences in the magnitude of the indicators were found.

Пример 2. В условиях примера 1 вели обработку дизельного топлива лазерным лучом с длиной волны 1,06 мкм и мощностью 100 Вт. Обнаружено: уменьшение кинематической вязкости на 5% плотность изменилась с 0,840 до 0,826 г/см³. Объем топлива увеличился на 0,5 л.Example 2. In the conditions of example 1 were processing diesel fuel with a laser beam with a wavelength of 1.06 μm and a power of 100 watts. Found: a decrease in kinematic viscosity by 5%, the density changed from 0.840 to 0.826 g / cm ³ . The volume of fuel increased by 0.5 liters.

Пример 3. В условиях примера 1 вели обработку дизельного топлива мощностью 150 Вт. Топлива до обработки было 20 л. После обработки стало 21 л. Кинематическая вязкость уменьшилась на 10% Плотность топлива изменилась с 0,840 до 0,805 г/см³.Example 3. In the conditions of example 1 were processing diesel fuel with a capacity of 150 watts. The fuel before processing was 20 liters. After processing, it became 21 liters. The kinematic viscosity decreased by 10%. The density of the fuel changed from 0.840 to 0.805 g / cm ³ .

На облученном топливе провели экспериментальные исследования по определению изменения характеристик дизеля (эффективной мощности, часового расхода топлива, удельного эффективного расхода топлива). Обнаружено: уменьшение часового расхода топлива на 5 кг/ч; удельного эффективного расхода на 7 г/л. с. ч во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала двигателя 800-2000 об/мин. On irradiated fuel, experimental studies were conducted to determine changes in diesel characteristics (effective power, hourly fuel consumption, specific effective fuel consumption). Found: decrease in hourly fuel consumption by 5 kg / h; specific effective consumption of 7 g / l. from. h in the entire range of engine speed 800-2000 rpm

При замере дымности выхлопных газов с помощью газоанализатора выхлопных газов TESTO-33 (фирмы TESTO TERM (ФРГ)) обнаружено уменьшение выбросов СО с 405 мг/м³ до 326 мг/м³.When measuring exhaust smoke with a TESTO-33 exhaust gas analyzer (TESTO TERM (Germany)), a decrease in CO emissions from 405 mg / m ³ to 326 mg / m ^{3 was} detected.

При увеличении мощности лазерного излучения со 150 до 200 Вт и рассмотренных примерах дальнейших изменений свойств дизельного топлива: кинематической вязкости, плотности, а также характеристик дизеля не наблюдалось. With an increase in the laser radiation power from 150 to 200 W and the considered examples of further changes in the properties of diesel fuel: kinematic viscosity, density, and characteristics of the diesel engine were not observed.

По предложенному техническому решению в ВА БТВ им Р.Я. Малиновского разработан технологический процесс обработки дизельного топлива лазерным лучом (исследован в лабораторных условиях). According to the proposed technical solution in VA BTV named after R.Ya. Malinowski developed a technological process for processing diesel fuel with a laser beam (investigated in laboratory conditions).

Claims

A method for improving the quality of diesel fuel by applying laser radiation to it, characterized in that they use continuous laser radiation with a wavelength of 1.06 μm and a radiation power of 100-150 W and supplying fuel to the radiation zone at a constant speed in the form of a dosed laminar stream.