RU2320981C2 - Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив - Google Patents

Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив Download PDF

Info

Publication number
RU2320981C2
RU2320981C2 RU2005136199/28A RU2005136199A RU2320981C2 RU 2320981 C2 RU2320981 C2 RU 2320981C2 RU 2005136199/28 A RU2005136199/28 A RU 2005136199/28A RU 2005136199 A RU2005136199 A RU 2005136199A RU 2320981 C2 RU2320981 C2 RU 2320981C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
molecule
combustible
units
calorific value
Prior art date
Application number
RU2005136199/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2005136199A (ru
Inventor
Анатолий Николаевич Литвиненко (RU)
Анатолий Николаевич Литвиненко
Александр Николаевич Логинов (RU)
Александр Николаевич Логинов
Николай Анатольевич Литвиненко (RU)
Николай Анатольевич Литвиненко
Алексей Анатольевич Литвиненко (RU)
Алексей Анатольевич Литвиненко
Original Assignee
Анатолий Николаевич Литвиненко
Александр Николаевич Логинов
Николай Анатольевич Литвиненко
Алексей Анатольевич Литвиненко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Николаевич Литвиненко, Александр Николаевич Логинов, Николай Анатольевич Литвиненко, Алексей Анатольевич Литвиненко filed Critical Анатолий Николаевич Литвиненко
Priority to RU2005136199/28A priority Critical patent/RU2320981C2/ru
Publication of RU2005136199A publication Critical patent/RU2005136199A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2320981C2 publication Critical patent/RU2320981C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к химмотологии горючего. Способ включает определение теплоты сгорания исследуемого и эталонного горючих веществ с последующим сравнением этих характерных параметров и оценкой энергоемкости, при этом в качестве характерного параметра используют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами. В способе рассчитывают количество потенциально свободных валентных электронов молекул горючих веществ и окислителя, при этом дополнительно определяют термодинамические параметры. Технический результат - повышение точности определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив. 1 ил., 2 табл.

Description

Предлагаемое изобретение относится к химмотологии горючего и может быть использовано для оценки термохимических параметров смесевых альтернативных топлив и термодинамических параметров продуктов сгорания смесевых альтернативных топлив в процессе подбора различных составов имеющихся и вновь разрабатываемых смесевых альтернативных топлив.
Известен способ оценки энергоемкости дизельных топлив путем определения удельной теплоты сгорания исследуемого и эталонного топлива с последующим сравнением этих теплот сгорания и оценкой энергоемкости топлив [1].
В качестве недостатков способа необходимо отметить низкую достоверность и надежность определения энергоемкости. Кроме того, при оценке энергоемкости не учитывается, за счет какого объема стехиометрической смеси горючего с воздухом можно достигнуть получения определенной величины энергии.
Известен способ определения энергоемкости топливных смесей (смесевых альтернативных топлив) путем определения их термохимических параметров, включающий определение теплоты сгорания исследуемого и эталонного горючих веществ с последующим сравнением этих характерных параметров и оценкой энергоемкости, при этом в качестве характерного параметра используют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами, для определения которой предварительно определяют мольную долю горючих веществ, входящих в стехиометрическую смесь с воздухом, занимающую единичный объем, и мольную теплоту сгорания горючих веществ, по которым рассчитывают теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами, выбранный в качестве прототипа [2].
В качестве недостатков способа необходимо отметить низкую точность определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив.
Известно [3], что горючесть как общее эксплуатационное свойство топлива определяет процесс горения в среде окислителя при заданном сочетании конструктивных, гидродинамических и других факторов условий его осуществления. Важными общими характеристиками горючести являются термохимические свойства топлива и горючей смеси - теплота сгорания топлива. Кроме того, эффективность использования запаса энергии горючего зависит от термодинамических свойств продуктов сгорания - температуры и давления продуктов сгорания топлив. Энергетические свойства горючего и его топливовоздушных смесей можно повысить, воздействуя на термохимические и термодинамические свойства. Это становится особенно важным на этапах разработки смесевых альтернативных топлив - топлив, в основе которых находится смесь единичных компонентов (химических веществ), обладающих оптимальными энергетическими свойствами.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения достоверности и надежности определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив.
Поставленная задача достигается предложенным способом определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив, включающим определение теплоты сгорания исследуемого и эталонного горючих веществ с последующим сравнением этих характерных параметров и оценкой энергоемкости, при этом в качестве характерного параметра используют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами, для определения которой предварительно определяют мольную долю горючих веществ, входящих в стехиометрическую смесь с воздухом, занимающую единичный объем, и мольную теплоту сгорания горючих веществ, причем рассчитывают количество потенциально свободных валентных электронов молекул горючих веществ и окислителя по формулам:
Figure 00000001
Figure 00000002
где
k - количество наименований активных атомов в молекуле, ед;
z - число наименований пассивных атомов молекулы, ед;
nia - количество i-го активного атома в молекуле, ед;
nip - количество i-го пассивного атома в молекуле, ед;
Wia - валентность i-го активного атома молекулы, ед;
Wip - валентность i-го пассивного атома молекулы, ед,
определяют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
Figure 00000003
где
Qi - теплота сгорания i-го горючего компонента, кДж/моль;
ΔС - доля окислителя (кислорода) в воздухе, %;
Ег - число потенциально свободных валентных электронов молекулы горючего компонента, ед;
Еoк - число потенциально свободных валентных электронов молекулы окислителя, ед;
Сi% - содержание i-го горючего компонента в 1 дм3 топливной смеси, %;
дополнительно определяют термодинамические параметры продуктов сгорания, влияющих на энергоемкость, при этом, используя значения начальной температуры топливной смеси до ее сгорания для определения теплотворной способности смеси и значения характеристических температур горючих компонентов смеси для расчета полной теплоемкости смеси, определяют температуру продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
E(T)=E(T1)+Q,
где
Е(Т) - полная внутренняя энергия смеси, Дж;
Е(Т1) - начальная энергии топливной смеси, Дж;
Q - теплотворная способность смеси, Дж,
определяют давление продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
Figure 00000004
где
Сν - полная теплоемкость смеси, Дж/град.(К);
К - коэффициент, учитывающий объем камеры сгорания.
и оценивают энергоемкость единичных объемов стехиометрических смесей.
Указанные признаки являются существенными для решения задачи изобретения, т.к.:
1) Рассчитывают количество потенциально свободных валентных электронов молекул горючих веществ и окислителя. Расчет производят следующим образом:
Пусть молекула горючего компонента состоит из n1 - Z элементов, n2 - Х элементов, n3 - К элементов и входящих в него n4 - элементов окислителя Ок. Тогда формула для молекулы горючего компонента может быть записана в следующем виде:
Figure 00000005
Обозначим валентности для каждого химического элемента Z, X, К, О, входящего в состав молекулы горючего компонента через W1, W2, W3 и Wок соответственно. Тогда число валентных связей для молекулы данного горючего компонента может быть найдено как сумма произведений количества каждого элемента N, входящего в состав молекулы, на соответствующую ему валентность W. В свою очередь в процессе химического взаимодействия молекулы горючего компонента с окислителем могут принимать участие только потенциально свободные валентные электроны.
В состав молекулы горючего входят активные атомы (являющиеся по отношению к окислителю восстановителями, например углерод, водород и др.) и могут входить пассивные атомы (являющиеся инертными по отношению к окислителю, которые в дальнейшем при химическом взаимодействии сохраняют связи с атомами молекулы, например кислород, хлор и др. атомы). Поэтому если в состав молекулы горючего компонента входят активные и пассивные атомы, то число потенциально свободных валентных электронов молекулы может быть определено как разность между числом валентных электронов активных и пассивных атомов.
Figure 00000006
Число потенциально свободных валентных электронов для молекулы окислителя (Eок) определится аналогичным образом, как и для молекулы горючего компонента.
Figure 00000007
где
k - количество наименований активных атомов в молекуле, ед;
z - число наименований пассивных атомов молекулы, ед;
nia - количество i-го активного атома в молекуле, ед;
nip - количество i-го пассивного атома в молекуле, ед;
Wia - валентность i-го активного атома молекулы, ед;
Wip - валентность i-го пассивного атома молекулы, ед.
Это является важным для решения задачи изобретения, т.к. эти расчетные данные при определении теплоты сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с горючими веществами в аналогичных расчетах не учитывались.
2) Определяют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле, разработанной авторами, которая в отличие от аналогичных расчетов [4] учитывает число потенциально свободных валентных электронов молекул горючего компонента и окислителя, что позволяет повысить достоверность и надежность определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив за счет определения термохимических параметров топлив и термодинамических параметров продуктов сгорания:
Figure 00000008
где
Qi - теплота сгорания i-го горючего компонента, кДж/моль;
ΔС - доля окислителя (кислорода) в воздухе, %;
Ег - число потенциально свободных валентных электронов молекулы горючего компонента, ед;
Еок - число потенциально свободных валентных электронов молекулы окислителя, ед;
Ci% - содержание i-го горючего компонента в 1 дм3 топливной смеси, %.
Сведения о термодинамических параметрах наряду с данными о теплоте сгорания необходимы для достоверной оценки энергоемкости именно смесевых альтернативных топлив (табл.1, 2).
Действительно, если сравнить термохимические параметры некоторых горючих веществ, например изооктан, метил-трет-бутиловый эфир, водород, метанол, этанол, с учетом их удельной теплоты сгорания, то получится следующая диаграмма распределения энергоемкости горючих веществ (см. чертеж).
Анализ гистограммы показывает, что самым энергоемким горючим веществом среди вышеперечисленных является водород, а изооктан (изооктан среди горючих для карбюраторных двигателей является эталоном) занимает лишь второе место.
Однако такое положение не всегда справедливо для смесевых альтернативных топлив, применяемых на двигателях внутреннего сгорания, в частности на карбюраторных двигателях. При существующем подходе оценки энергоемкости горючих веществ не учитываются состав и объем стехиометрической топливной смеси и ряд факторов, например, термодинамические параметры продуктов сгорания, влияющих на энергоемкость, на реальном двигателе. Для исключения этих недостатков необходимо определить теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси исследуемых горючих веществ.
3) Дополнительно определяют термодинамические параметры продуктов сгорания, влияющих на энергоемкость, при этом, используя значения начальной температуры топливной смеси до ее сгорания для определения теплотворной способности смеси и значения характеристических температур горючих компонентов смеси для расчета полной теплоемкости смеси, определяют температуру продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
Figure 00000009
где
Е(Т) - полная внутренняя энергия смеси, Дж;
Е(Т1) - начальная энергии топливной смеси, Дж;
Q - теплотворная способность смеси, Дж.
Расчет производят следующим образом.
Максимальная работа, которую могут совершить продукты сгорания топлива, зависит от их температуры Тк и давления Р. Для оценки этих величин рассмотрим адиабатический - изохорический процесс сгорания стехиометрической топливной смеси. В таком процессе теплопроизводительность топливной смеси Q Дж полностью преобразуется во внутреннюю энергию Е(Т) продуктов сгорания:
Figure 00000010
Температура продуктов сгорания может достигать при этом значений 2000...3000 К. В таком широком интервале температур законы классической статистической физики неприменимы, соотношение
Figure 00000011
не выполняется, т.к. теплоемкость Сν (при постоянном объеме) сильно зависит от температуры.
Учитывая это, Q нужно записать в виде:
Figure 00000012
где
Figure 00000013
- приращение энергии, равное теплопроизводительности Q топливной смеси, Дж;
Сν - теплоемкость продуктов сгорания, Дж/град.(К);
Т - температура продуктов сгорания, К;
Тi - начальная температура топливной смеси (до сгорания), К;
Е(Тi) - внутренняя энергия смеси, Дж;
Е(Т) - энергия продуктов сгорания, Дж;
Ti - начальная температура топливной смеси (до сгорания), необходимая для определения Q и, соответственно, температуры продуктов сгорания определяется в топливном баке любым известным способом до начала эксперимента (испытания).
Из этого следует, что полная энергия Е(Т) продуктов сгорания равна сумме начальной энергии E(T1) топливной смеси и ее теплотворной способности Q.
Figure 00000014
Е(Т) определяется разработанной авторами формулой:
Figure 00000015
где
Figure 00000016
fri - число вращательных степеней свободы i-го горючего компонента, ед.
Figure 00000017
- суммарное количество горючих компонентов, моль;
μi - количество i-го горючего компонента входящего в топливную смесь, моль
R - универсальная газовая постоянная;
Т - температура продуктов сгорания, К;
Figure 00000018
- характеристическая температура i-го горючего компонента.
Тx - характеристическая температура i-го горючего компонента, необходимая для определения Cν и соответственно давления по указанным расчетным формулам, определяется из соотношения:
k·Tx=h·υ0,
Если молекула имеет fv колебательных степеней свободы в нормальных (канонических) координатах, то она моделируется набором fv квантовых осцилляторов с характеристическими частотами υ0 fv и соответственно с Тx fv характеристическими температурами. В общем случае:
fν=3(n-1)-fr,
где fr - количество вращательных степеней свободы молекулы.
Для двухатомных молекул, таких как, например: N2, H2, O2, fν=1; для линейных трехатомных молекул, например СО2, fν=4; для нелинейных трехатомных молекул, например H2O, fν=3.
Чтобы рассчитать T, остается количественно определить E(T1). Для этого предположим, что при начальной температуре T1 колебательные степени свободы молекул полностью "заморожены", т.е. Еν=0. Отсюда при T1≤300 К:
Figure 00000019
Уравнение (9) будем решать численным методом Ньютона. Для этого введем вспомогательную функцию:
Figure 00000020
и ее производную:
Figure 00000021
Формула Ньютона имеет вид:
Figure 00000022
где Тn - n-приближение к корню уравнения (12);
Tn+1 - n+1 приближение к этому корню, т.е. к истинному значению Т.
Очевидно, что при Tn+1→Т Y(T)→0.
В качестве нулевого приближения Т0 выбираем температуру из ожидаемого интервала 1500...3000 К. За 5...7 шагов итераций расчетов по формулам (12, 13, 14) получаем приближение:
Figure 00000023
что вполне приемлемо для решения всей задачи.
4) Определяют давление продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по разработанной авторами формуле. Расчет производят следующим образом.
Для смеси, состоящей из N газов и содержащей в некотором замкнутом объеме V μ молей:
Figure 00000024
полная теплоемкость смеси Сν будет определятся по разработанной авторами формуле:
Figure 00000025
Figure 00000026
где
Figure 00000027
fri - число вращательных степеней свободы i-го горючего компонента, ед.
Figure 00000028
- суммарное количество горючих компонентов, моль;
μi - количество i-го горючего компонента входящего в топливную смесь, моль
R - универсальная газовая постоянная;
Т - температура продуктов сгорания, К;
Тi х - характеристическая температура i-го горючего компонета.
Для расчета давления в нашем случае нельзя применять уравнение Клайперона и необходимо воспользоваться обобщенным уравнением Фейнмана:
Figure 00000029
где:
Figure 00000030
отношение теплоемкостей при постоянном давлении Сp и постоянном объеме Сν.
Для идеального газа справедлива формула Майера:
Figure 00000031
Следовательно,
Figure 00000032
Figure 00000033
Для одного дм3 К=V=10-3 м3, и
Figure 00000034
где
Сν - полная теплоемкость смеси, Дж/град.(К);
К - коэффициент, учитывающий объем камеры сгорания.
Е(Т) рассчитывается по формуле (9), а Сν - по формуле (17).
5. Оценивают энергоемкость единичных объемов стехиометрической смеси.
Таким образом, все признаки в совокупности являются существенными для решения задачи изобретения.
Способ осуществляется следующим образом. Берут исследуемые горючие вещества и эталон. Определяют теплоту сгорания исследуемого и эталонного горючих веществ с последующим сравнением характерных параметров и оценкой энергоемкости, при этом в качестве характерного параметра используют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами, для определения которой предварительно определяют мольную долю горючих веществ, входящих в стехиометрическую смесь с воздухом, занимающую единичный объем и мольную теплоту сгорания горючих веществ. Затем рассчитывают количество потенциально свободных валентных электронов молекул горючих веществ и окислителя по формулам:
Figure 00000035
Figure 00000036
где
k - количество наименований активных атомов в молекуле, ед;
z - число наименований пассивных атомов молекулы, ед;
nia - количество i-го активного атома в молекуле, ед;
nip - количество i-го пассивного атома в молекуле, ед;
Wia - валентность i-го активного атома молекулы, ед;
Wip - валентность i-го пассивного атома молекулы, ед,
Определяют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
Figure 00000037
где
Qi - теплота сгорания i-го горючего компонента, кДж/моль;
Figure 00000038
- доля окислителя (кислорода) в воздухе, %;
Eгi - число потенциально свободных валентных электронов молекулы горючего компонента, ед;
Еок - число потенциально свободных валентных электронов молекулы окислителя, ед;
Сi% - содержание i-го горючего компонента в 1 дм3 топливной смеси, %.
После этого дополнительно определяют термодинамические параметры продуктов сгорания, влияющих на энергоемкость, при этом используя значения начальной температуры топливной смеси до ее сгорания для определения теплотворной способности смеси и значения характеристических температур горючих компонентов смеси для расчета полной теплоемкости смеси, определяют температуру продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
E(T)=E(T1)+Q,
где
Е(Т) - полная внутренняя энергия смеси, Дж;
Е(Т1) - начальная энергии топливной смеси, Дж;
Q - теплотворная способность смеси, Дж,
определяют давление продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
Figure 00000039
где
Сν - полная теплоемкость смеси, Дж/град.(К);
К - коэффициент, учитывающий объем камеры сгорания.
Оценивают энергоемкость единичных объемов стехиометрических смесей.
Пример конкретного исполнения. Были взяты горючие вещества: автомобильный бензин (эталон), сжиженный природный газ, метил третбутиловый эфир, этанол, метанол, ксилидины, аммиак, толуол. После определения мольной теплоты сгорания определили число потенциально свободных валентных электронов молекулы окислителя и горючего, входящего в стехиометрическую смесь с воздухом, занимающую единичный объем, т.е. K=V=10-3 м3. Далее рассчитывали теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси исследуемых горючих веществ в зависимости от числа потенциально свободных валентных электронов молекулы окислителя и горючего, входящего в стехиометрическую смесь с воздухом, занимающую единичный объем. После этого дополнительно определяют термодинамические параметры продуктов сгорания, влияющих на энергоемкость, при этом используя значения начальной температуры топливной смеси до ее сгорания для определения теплотворной способности смеси и значения характеристических температур горючих компонентов смеси для расчета полной теплоемкости смеси, определяют температуру продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
E(T)=E(T1)+Q,
где
Е(Т) - полная внутренняя энергия смеси, Дж;
Е(Т1) - начальная энергии топливной смеси, Дж;
Q - теплотворная способность смеси, Дж,
определяют давление продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле:
Figure 00000040
где
Cν - полная теплоемкость смеси, Дж/град.(К);
Оценивают энергоемкость единичных объемов стехиометрических смесей.
Полученные данные, подтверждающие повышение надежности и достоверности способа, показаны в табл.1, 2.
Таблица 1.
Расчетные и экспериментальные значения теплоты сгорания единичного объема стехиометрической смеси исследуемых горючих веществ
Наименование показателей Наименование компонента
Автомобильный бензин Сжиженный природный газ Метил трет-бутиловый эфир Этанол Метанол Ксилидины Аммиак Толуол
1 2 3 4 5 6 7 8 9
MQsmT 3,712 3,256 3,534 3,579 3,488 3,790 3,088 0,414
MQsmэ 3,712 3,126 3,639 3,685 3,594 3,702 3,011 0,490
1 2 3 4 5 6 7 8 9
MQ аналог [1] 3,975 3,346 3,811 3,839 3,701 3,803 3,053 0,579
MQ прототип [2] 3,773 3,283 3,521 3,547 3,472 3,781 3,096 0,402
Примечания:
MQsmT - расчетная теплота сгорания, кДж/дм3;
MQsmэ - фактическая теплота сгорания, кДж/дм3.
Таблица 2.
Расчетные и экспериментальные значения термодинамических показателей продуктов сгорания горючих веществ
Наименование показателей Наименование компонента
Автомобильный бензин Сжатый природный газ Метил-третбутиловый эфир Этанол Метанол
Рт, МПа 0,64 0,59 0,63 0,64 0,58
Рэ, МПа 0,63 0,57 0,64 0,62 0,59
Δ 0.01 0.02 0.01 0.02 0.01
% 1.5 3.5 1.5 3.2 1.7
Тт 2621 2471 2525 2488 2415
Тэ 2566 2527 2587 2417 2466
Δ 55 56 62 71 51
% 2.2 2.3 2.5 2.9 2.3
Примечания:
Pэ - экспериментальное значение давления, МПа;
Рт - расчетное значение давления, МПа;
Тт - расчетная температура продуктов сгорания, °С;
Тэ - фактическая температура продуктов сгорания, °С.
Как видно, предлагаемый способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив по сравнению с существующими [1] и прототипом [2] позволяет достоверно и надежно определить энергоемкость смесевых альтернативных топлив за счет обеспечения возможности определять термохимические параметры смесевых альтернативных топлив и термодинамические параметры продуктов сгорания смесевых альтернативных топлив. Для объективного сравнения энергоемкости горючих веществ, используемых в качестве компонентов смесевых альтернативных топлив, следует оценивать энергоемкость единичных объемов их стехиометрических смесей. Это позволит оценить уменьшение либо увеличение максимальной работы, совершаемой двигателями внутреннего сгорания при переводе его с одних компонентов смесевых альтернативных топлив на другие, и дать заключение о целесообразности применения компонента в той или иной композиции (рецептуре) смесевого альтернативного топлива.
Из вышеизложенного материала видно, что технико-экономический эффект предлагаемого способа определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив заключается в повышении достоверности и надежности определения энергоемкости за счет расширения технологических возможностей, т.к. определяются термохимические параметры смесевых альтернативных топлив и термодинамические параметры продуктов их сгорания.
Литература
1. Гуреев А.А., Азев B.C., Кампфер Г.М. Топливо для дизелей. Свойства и применение. - М.: Химия, 1993, с.42-50.
2. Патент РФ №2090873. Способ определения энергоемкости топливных смесей. Пашинцев И.В., Авзалов А.Ф., Литвиненко А.Н., Литвиненко А.А., Литвиненко Н.А. - Опубл. В Б.И.; 1997, №26, G01 N25/22 - прототип.
3. Применение горючего на военной технике. Учебник. М.: Воениздат, 1989.
4. Сафонов А.С., Ушаков А.И., Чечкенев И.В. Автомобильные топлива. - С.Пб.: НПИКЦ, 2002.

Claims (1)

  1. Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив, включающий определение теплоты сгорания исследуемого и эталонного горючих веществ с последующим сравнением характерных параметров и оценкой энергоемкости, при этом в качестве характерного параметра используют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами, для определения которой предварительно определяют мольную долю горючих веществ, входящих в стехиометрическую смесь с воздухом, занимающую единичный объем и мольную теплоту сгорания горючих веществ, отличающийся тем, что рассчитывают количество потенциально свободных валентных электронов молекул горючих веществ и окислителя по формулам
    Figure 00000041
    ,
    Figure 00000042
    ,
    где k - количество наименований активных атомов в молекуле, ед.;
    z - число наименований пассивных атомов молекулы, ед.;
    nia - количество i-го активного атома в молекуле, ед.;
    nip - количество i-го пассивного атома в молекуле, ед.;
    Wia - валентность i-го активного атома молекулы, ед.;
    Wip - валентность i-го пассивного атома молекулы, ед.,
    определяют теплоту сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле
    Figure 00000043
    ,
    где Qi - теплота сгорания i-го горючего компонента, кДж/моль;
    ΔC - доля окислителя (кислорода) в воздухе, %;
    Eгi - число потенциально свободных валентных электронов молекулы горючего компонента, ед.;
    Eok - число потенциально свободных валентных электронов молекулы окислителя, ед.;
    Сi% - содержания i-го горючего компонента в 1 дм3 топливной смеси, %;
    дополнительно определяют термодинамические параметры продуктов сгорания, влияющие на энергоемкость, при этом, используя значения начальной температуры топливной смеси до ее сгорания для определения теплотворной способности смеси и значения характеристических температур горючих компонентов смеси для расчета полной теплоемкости смеси, определяют температуру продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле
    Е(Т)=E(T1)+Q,
    где Е(Т) - полная внутренняя энергия смеси, Дж;
    E(T1) - начальная энергия топливной смеси, Дж;
    Q - теплотворная способность смеси, Дж,
    определяют давление продуктов сгорания единичного объема стехиометрической смеси воздуха с исследуемым и эталонным горючими веществами по формуле
    Figure 00000044
    ,
    где Сν - полная теплоемкость смеси, Дж/К;
    K - коэффициент, учитывающий объем камеры сгорания,
    и оценивают энергоемкость единичных объемов стехиометрических смесей.
RU2005136199/28A 2005-11-21 2005-11-21 Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив RU2320981C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136199/28A RU2320981C2 (ru) 2005-11-21 2005-11-21 Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005136199/28A RU2320981C2 (ru) 2005-11-21 2005-11-21 Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005136199A RU2005136199A (ru) 2007-05-27
RU2320981C2 true RU2320981C2 (ru) 2008-03-27

Family

ID=38310439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005136199/28A RU2320981C2 (ru) 2005-11-21 2005-11-21 Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2320981C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2500912C1 (ru) * 2009-12-04 2013-12-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2500912C1 (ru) * 2009-12-04 2013-12-10 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Система определения свойства топлива для двигателя внутреннего сгорания

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005136199A (ru) 2007-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ghazikhani et al. Experimental investigation of performance improving and emissions reducing in a two stroke SI engine by using ethanol additives
Pyrc et al. An experimental investigation of the performance, emission and combustion stability of compression ignition engine powered by diesel and ammonia solution (NH4OH)
Bata et al. Emissions from IC engines fueled with alcohol–gasoline blends: a literature review
Butler et al. Influence of fuel PM Index and ethanol content on particulate emissions from light-duty gasoline vehicles
Ghazikhani et al. Experimental investigation of exhaust temperature and delivery ratio effect on emissions and performance of a gasoline–ethanol two-stroke engine
US20110208409A1 (en) Fuel blend sensing system
Chapman et al. Alternative fuel property correlations to the Honda Particulate Matter Index (PMI)
Hann et al. Reaction kinetics calculations and modeling of the laminar flame speeds of gasoline fuels
Zhu et al. Evaluating the effect of n-butanol additive on particulate matter emission in diesel engine
Syed et al. Numerical Simulation of Autoignition of Gasoline-Ethanol/Air Mixtures under Different Conditions of Pressure, Temperature, Dilution, and Equivalence Ratio.
Yates et al. Understanding the relation between cetane number and combustion bomb ignition delay measurements
Orbaiz et al. A comparative study of a spark ignition engine running on hydrogen, synthesis gas and natural gas
RU2320981C2 (ru) Способ определения энергоемкости смесевых альтернативных топлив
Örs et al. Evaluation of detailed combustion, energy and exergy analysis on ethanol-gasoline and methanol-gasoline blends of a spark ignition engine
Kang et al. Experimental characterization of jet fuels under engine relevant conditions–Part 2: Insights on optimization approach for surrogate formulation
Grill et al. Calculating the properties of user-defined working fluids for real working-process simulations
DeFilippo et al. Development and validation of reaction mechanisms for alcohol-blended fuels for IC engine applications
EP0914596B1 (en) Method and system for determining air/fuel ratio of an engine's combustion process from its exhaust emissions
Johnson Performance of stabilized diesel fuels containing alcohols and water in single and multicylinder direct injection engines
Hua et al. Soot and PAH formation characteristics of methanol-gasoline belnds in laminar coflow diffusion flames
Santos et al. A new model for predicting antiknock quality of hydrocarbon fuel blends
FR3082002A1 (fr) Procede de determination d’un modele de la composition des gaz d’echappement d’un moteur diesel
Kühne et al. An Experimental Study of the Effects of n-/iso-Butanes and Pentanes on the Methane Number of Natural Gas Mixtures
Xiang et al. Sooting tendencies of diesel fuel component mixtures follow a linear mixing rule
Slepicka Iterative learning control for fuel robust HCCI

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20071122