RU2703600C2 - Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy - Google Patents

Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy Download PDF

Info

Publication number
RU2703600C2
RU2703600C2 RU2018111689A RU2018111689A RU2703600C2 RU 2703600 C2 RU2703600 C2 RU 2703600C2 RU 2018111689 A RU2018111689 A RU 2018111689A RU 2018111689 A RU2018111689 A RU 2018111689A RU 2703600 C2 RU2703600 C2 RU 2703600C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
mechanical energy
devices
components
liquid hydrocarbon
Prior art date
Application number
RU2018111689A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018111689A3 (en
RU2018111689A (en
Inventor
Юрий Валентинович Воробьев
Анатолий Васильевич Дунаев
Юрий Юрьевич Воробьев
Геннадий Сергеевич Баронин
Original Assignee
Анатолий Васильевич Дунаев
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 Васильевич Дунаев filed Critical Анатолий Васильевич Дунаев
Priority to RU2018111689A priority Critical patent/RU2703600C2/en
Publication of RU2018111689A3 publication Critical patent/RU2018111689A3/ru
Publication of RU2018111689A publication Critical patent/RU2018111689A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2703600C2 publication Critical patent/RU2703600C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80Mixing plants; Combinations of mixers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M27/00Apparatus for treating combustion-air, fuel, or fuel-air mixture, by catalysts, electric means, magnetism, rays, sound waves, or the like

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to processes of preparation of oil products for combustion to produce heat and mechanical energy, for example, in internal combustion engines, in rocket engines, in different furnace devices. Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy involves determining the quantitative content of components, heating fuel by 35–40 °C, setting flow rate within 20–40 cm/s, pumping fuel through combined universal static mixer-activator, where in the first section the fuel clusters are abraded by the vortex screw flows, in four cavitation chambers of the second section its molecules are dispersed, in the third grid filter the fuel molecules are finally dispersed, in the fourth one the pulsating turbulent flow in the laminar flow with the aligned velocity diagram is transferred, processed fuel is held in containers for 50–60 days, content of components is repeatedly determined, and if detecting at least 20 % of light components, the product is marketed.
EFFECT: technical result is reduction of consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy.
1 cl, 3 tbl, 4 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к процессам подготовки нефтепродуктов к сжиганию для получения тепловой и механической энергии, например, в двигателях внутреннего сгорания, в ракетных двигателях, в различных топочных устройствах.The present invention relates to processes for preparing petroleum products for combustion to produce thermal and mechanical energy, for example, in internal combustion engines, in rocket engines, in various combustion devices.

Углеводородное топливо при хранении полимеризуется в кластерные соединения - в «сгустки молекул». В связи с этим для уменьшения расхода топлива в устройствах для получения тепловой и механической энергии топливо подвергают интенсивной диспергации под давлением до 200 МПа, обеспечивают подогрев и турбулизацию топливо-воздушной смеси. Производят также гомогенизацию топливной и водотопливной смесей, вводят в топлива катализаторы сгорания, производят фракционирование и модернизацию структуры углеводородов многими технологиями в нефтепереработке и непосредственно при использовании топлив, например, на транспорте с дизельными двигателями внутреннего сгорания (Егоров И.Н. Улучшение эксплуатационных свойств дизельных топлив в условиях с.-х. производства. Автореф. канд. дисс. М.: 1984, 16 с.).Hydrocarbon fuel during polymerization is polymerized into cluster compounds - into “clumps of molecules”. In this regard, to reduce fuel consumption in devices for generating thermal and mechanical energy, the fuel is subjected to intense dispersion under pressure up to 200 MPa, and the fuel-air mixture is heated and turbulized. Homogenization of fuel and water-fuel mixtures is also carried out, combustion catalysts are introduced into fuels, fractionation and modernization of the hydrocarbon structure are carried out by many technologies in oil refining and directly when using fuels, for example, in vehicles with diesel internal combustion engines (Egorov I.N. Improving the operational properties of diesel fuels in the conditions of agricultural production. Author's abstract. Cand. diss. M .: 1984, 16 pp.).

Недостатком известных способов механического барического диспергирования топлива является то, что требуется высокотехнологичное прецизионное оборудование. Турбулизация и подогрев топливовоздушной смеси в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) усложняет их конструкцию и снижает их эксплуатационную надежность. А применение водотопливных смесей также уменьшает надежность ДВС из-за ржавления топливной аппаратуры.A disadvantage of the known methods of mechanical pressure dispersion of the fuel is that high-tech precision equipment is required. Turbulization and heating of the air-fuel mixture in internal combustion engines (ICE) complicates their design and reduces their operational reliability. And the use of water-fuel mixtures also reduces the reliability of internal combustion engines due to rusting of fuel equipment.

№2306972 (МПК В01F 5/00, 17.10.2005)No. 2306972 (IPC B01F 5/00, 10.17.2005)

Известны также эксплуатационные способы уменьшения расхода бензина и дизельного топлива ДВС путем воздействия на топлива магнитными полями при прокачке топлив через устройства, содержащие отдельные постоянные магниты или их специальным образом ориентированные комплекты, например, по патентам РФ №2268388 (МПК F02M 27/00, 23.04.2004), №2327895 (МПК F02M 27/04, B01D 35/06, 17.04.2006), №2368796 (МПК F02M 27/04, 16.01.2008), №2391551 (МПК F02M 27/00, 27.08.2008) и через другие, например, по патенту РФ №2554195 (МПК C02F 1/48, F02M 27/04. 07.11.2013), а также согласно патентам РФ на полезные модели №38846 (МПК F02M 27/04, 22.03.2004), №38847 (МПК F02M 27/04, 22.03.2004), №38848 (МПК F02M 27/04, 22.03.2004), №40766 (МПК F02M 27/04, 03.06.2004), №41090 (МПК F02M 27/04, 03.06.2004), №57837 (МПК F02M 27/04, 10.03.2006), №58185(МПК F02M 27/04, 16.03.2006), №58623 (F02M 27/04, 19.01.2006) и №59739 (МПК F02M 27/04. 31.01.2006) По этому способу производят диспергацию кластеров топлив, а также упорядочение ориентировки молекул углеводородов. Такой способ повышает полноту сгорания топлив, несколько уменьшает расход топлива, выход вредных газов, сажистые отложения и нагар в камерах сгорания ДВС, улучшает их работу.There are also known operational methods for reducing the consumption of gasoline and ICE diesel fuel by exposing the fuel to magnetic fields when pumping fuel through devices containing separate permanent magnets or their specially oriented sets, for example, according to RF patents No. 2268388 (IPC F02M 27/00, 23.04. 2004), No. 2327895 (IPC F02M 27/04, B01D 35/06, 04.17.2006), No. 2368796 (IPC F02M 27/04, 01.16.2008), No. 2391551 (IPC F02M 27/00, 08/27/2008) and through others, for example, according to the patent of the Russian Federation No. 2554195 (IPC C02F 1/48, F02M 27/04. 11/07/2013), as well as according to the patents of the Russian Federation for utility models No. 38846 (IPC F02M 27/04, 03/22/2004), No. 3 8847 (IPC F02M 27/04, 03/22/2004), No. 38848 (IPC F02M 27/04, 03/23/2004), No. 40766 (IPC F02M 27/04, 03/03/2004), No. 4,090 (IPC F02M 27/04, 06.03.2004), No. 57837 (IPC F02M 27/04, 03/10/2006), No. 58185 (IPC F02M 27/04, 03.16.2006), No. 56623 (F02M 27/04, 01/19/2006) and No. 599739 (IPC F02M 27/04. 01/31/2006) Dispersion of fuel clusters is performed using this method, as well as the orientation of the orientation of hydrocarbon molecules. This method increases the completeness of combustion of fuels, slightly reduces fuel consumption, the release of harmful gases, soot deposits and soot in the combustion chambers of the internal combustion engine, improves their performance.

Примером известных способов уменьшения расхода топлив в ДВС с монтажом на их топливопроводы устройств с постоянными магнитами, является, например, использование вышедших несколько лет назад на широкий рынок РФ устройств «FreeFuel».An example of known methods of reducing fuel consumption in internal combustion engines with the installation of permanent magnet devices on their fuel lines is, for example, the use of FreeFuel devices that entered the wide market of the Russian Federation several years ago.

Недостатком, присущим всем известным способам уменьшения расхода топлив путем воздействия на топливо магнитными полями, является нестабильность свойств обработанного топлива, быстрое и резкое ослабление его новых свойств за пределами магнитных полей.The disadvantage inherent in all known methods of reducing fuel consumption by exposing the fuel to magnetic fields is the instability of the properties of the processed fuel, the rapid and sharp weakening of its new properties outside of magnetic fields.

Известны способы уменьшения расхода бензина и дизельного топлива ДВС путем воздействия на топливо электромагнитными полями при прокачке топлив через устройства, содержащие катушки индуктивности, работающие на постоянном и переменном токе с частотами до 10 кГц, например, через прибор «ММТ-БД» от ООО «НПО ММТ» по ТУ 3116-001-64233488-2010, сертифицированный в РФ и в ЕС, а также через Устройство для электрокаталитической обработки топлива по патенту РФ №2377434 (МПК F02M 27/02, F02M 27/04, F02B 51/02, 22.02.2008).Known methods for reducing the consumption of gasoline and internal combustion engine diesel fuel by exposing the fuel to electromagnetic fields during fuel pumping through devices containing inductors operating on direct and alternating current with frequencies up to 10 kHz, for example, through the MMT-BD device from NPO LLC MMT ”according to TU 3116-001-64233488-2010, certified in the Russian Federation and in the EU, as well as through the Device for electrocatalytic fuel processing according to the patent of the Russian Federation No. 2377434 (IPC F02M 27/02, F02M 27/04, F02B 51/02, 22.02 .2008).

Недостатком известных способов уменьшения расхода моторных топлив путем электромагнитной их обработки является также нестабильность свойств обработанных топлив, быстрая потеря новых свойств за пределами магнитных полей, необходимость обработки топлива в месте, наиболее близком к месту его непосредственного сжигания и периодической очистки устройств из-за непрерывного их засорения. Кроме того, при наличии деталей топливной аппаратуры из ферромагнитных сплавов топливо в них как бы «размагничивается» и быстро теряет новые свойства.A disadvantage of the known methods of reducing the consumption of motor fuels by electromagnetic processing is also the instability of the properties of the processed fuels, the rapid loss of new properties outside the magnetic fields, the need to process the fuel in the place closest to the place of direct burning and periodic cleaning of the devices due to their continuous clogging . In addition, in the presence of parts of fuel equipment made of ferromagnetic alloys, the fuel in them is “demagnetized” and quickly loses new properties.

Известен способ уменьшения расхода бензина и дизельного топлива ДВС путем комбинированного воздействия на топливо электромагнитным полем и трибоэлектризацией по патенту РФ №2296238 (МПК F02M 27/04, 23.08.2005; Микипорис Ю.А. Улучшение экологических показателей автомобильных двигателей электромагнитной обработкой топлива. Учебное пособие. Ковров, КГТА, 2008. - 168 с. ISBN/ ISSN: 978-5-86151-289-3).A known method of reducing the consumption of gasoline and diesel fuel of internal combustion engines by combining exposure to fuel with an electromagnetic field and triboelectrification according to the patent of the Russian Federation No. 2296238 (IPC F02M 27/04, 08/23/2005; Mikiporis Yu.A. Improving the environmental performance of automobile engines by electromagnetic fuel processing. Study guide Kovrov, KSTA, 2008. - 168 p. ISBN / ISSN: 978-5-86151-289-3).

Недостатком известного способа, реализуемого с помощью устройства по патенту РФ №2296238, является сложность устройства из-за наличия катушки индуктивности, средств электропитания, системы трубок с диэлектрическими шариками, с диэлектрическими топливопроводами, а также потеря свойств обработанных топлив за пределами устройства и необходимость проводить обработку топлива как можно ближе к месту его сжигания.The disadvantage of this method, implemented using the device according to the patent of the Russian Federation No. 2296238, is the complexity of the device due to the presence of an inductor, power supply, a system of tubes with dielectric balls, with dielectric fuel lines, as well as the loss of the properties of the processed fuels outside the device and the need to process fuel as close to the place of its burning.

Известен способ активации топлив перед сжиганием, реализуемый регулируемой кавитацией топлива с помощью Кавитационного диспергатора по патенту РФ №2077939 (МПК B01F 5/00, 27.04.1997).A known method of activation of fuels before burning, implemented by controlled cavitation of fuel using a cavitation dispersant according to the patent of the Russian Federation No. 2077939 (IPC B01F 5/00, 04/27/1997).

Согласно способу, реализуемого с помощью кавитационного диспергатора по патенту РФ №2077939, топливо подают во входную сужающуюся камеру (конфузор) диспергатора, далее - в расширяющуюся камеру (диффузор), а в месте перехода конфузора в диффузор жидкость с помощью перемещаемой в осевом направлении полой иглы подвергают регулируемой кавитацией. В этом способе регулируют интенсивность кавитации так, чтобы она занимала по возможности весь объем диффузора. Для этого, визуально контролируя длину зоны кавитации через прозрачный корпус устройства, изменяют осевое положение входного торца регулировочной иглы в плоскости стыка конфузора с диффузором. Вместе с этой регулировкой изменяют долю потока жидкости, забираемого из зоны кавитации непосредственно через осевой канал иглы и долю потока, забираемого вне зоны кавитации через шариковые клапаны в выходном штуцере устройства.According to the method implemented using the cavitation dispersant according to the patent of the Russian Federation No. 2077939, the fuel is fed into the inlet tapering chamber (confuser) of the dispersant, then into the expanding chamber (diffuser), and at the junction of the confuser into the diffuser, the liquid is used with the help of an axially displaced hollow needle subjected to controlled cavitation. In this method, the cavitation intensity is adjusted so that it occupies, if possible, the entire volume of the diffuser. To do this, visually controlling the length of the cavitation zone through the transparent case of the device, change the axial position of the input end of the adjustment needle in the plane of the junction of the confuser with the diffuser. Together with this adjustment, the fraction of the fluid flow drawn from the cavitation zone directly through the axial channel of the needle and the fraction of the fluid taken outside the cavitation zone through ball valves in the outlet fitting of the device are changed.

Недостатком известного способа, реализуемого с помощью диспергатора по патенту РФ №2077939, является необходимость непрерывного визуального контроля качества кавитации и регулировки диспергатора, а также отсутствие данных об эффективности устройства для уменьшения расхода топлива для получения тепловой и механической энергии.The disadvantage of this method, implemented using the dispersant according to the patent of the Russian Federation No. 2077939, is the need for continuous visual quality control of cavitation and adjustment of the dispersant, as well as the lack of data on the effectiveness of the device to reduce fuel consumption for thermal and mechanical energy.

Наиболее близкими к заявляемому способу является способ механического смешения-активации однофазных и многофазных жидких систем прокачкой их под давлением в прямоточных аппаратах, например, согласно патенту на изобретение №2550203 Комбинированный универсальный статический смеситель-активатор (МПК B01F 13/10, 10.12.2012).Closest to the claimed method is a method of mechanical mixing-activation of single-phase and multiphase liquid systems by pumping them under pressure in once-through apparatuses, for example, according to invention patent No. 2550203 Combined universal static mixer-activator (IPC B01F 13/10, 10.12.2012).

Заявляемый способ поясняется описанием схемы комбинированного универсального статического смесителя-активатора по патенту РФ №2550203, фиг. 1-3).The inventive method is illustrated by the description of the scheme of the combined universal static mixer-activator according to the patent of the Russian Federation No. 2550203, FIG. 1-3).

Здесь (фиг. 1, фиг. 2а, фиг 2б, фиг 2с, фиг. 3а, фиг 3б, фиг 3с) в прямоточном корпусе 1, имеющем ступенчатую цилиндрическую внутреннюю поверхность, крышки 2, 3, входной штуцер 4, смонтированы четыре секции. В первой секции установлен элемент 5 с винтовой цилиндрической поверхностью канавок 6 и 7 для винтообразного перемешивания потоков топлива, одна из канавок имеет правостороннее, а другая - левостороннее направление. На пересечении канавок 6 и 7 выполнены углубления 8, 9, 10, для создания перепадов давления и дополнительного образования вихрей потоков.Here (Fig. 1, Fig. 2a, Fig. 2b, Fig. 2c, Fig. 3a, Fig. 3b, Fig. 3c), in a direct-flow housing 1 having a stepped cylindrical inner surface, covers 2, 3, inlet fitting 4, four sections are mounted. In the first section, an element 5 is installed with a helical cylindrical surface of the grooves 6 and 7 for screw-like mixing of the fuel flows, one of the grooves has a right-handed and the other a left-handed direction. At the intersection of grooves 6 and 7, recesses 8, 9, 10 are made to create pressure drops and additional formation of vortex flows.

На торце элемента 5, обращенном ко второй секции, выполнена кольцевая полость и образован элемент 11 из двух камер, как сдвоенный кавитатор, в нем выполнены цилиндрические каналы 12 второй секции. Каждая камера элемента 11 снабжена диском 13 с цилиндрическими микроканалами. За диском 13 образована третья, акустическая кавитационная камера, а за ней аналогичная четвертая акустическая кавитационная камера.At the end of the element 5, facing the second section, an annular cavity is made and the element 11 of two chambers is formed, like a double cavitator, and cylindrical channels 12 of the second section are made in it. Each camera element 11 is equipped with a disk 13 with cylindrical microchannels. Behind the disk 13, a third acoustic cavitation chamber is formed, and behind it a similar fourth acoustic cavitation chamber.

В третьей секции смесителя-активатора смонтирован смесительный элемент 14 из перекрещивающихся лепестков 15 и тонкостенных, отогнутых в разные стороны пластинок 16, образующих в третьей камере пространственную систему перекрещивающихся щелей, осуществляющих перемешивание и диспергирование потоков топлива на молекулярном уровне. Ширину щелей смесительного элемента 14 задают величиной 5 мкм, чтобы осуществлять сдвиги между слоями диспергированных молекул топлива.In the third section of the activator mixer, a mixing element 14 is mounted from intersecting petals 15 and thin-walled, bent to opposite sides of the plates 16, forming in the third chamber a spatial system of intersecting slits that mix and disperse fuel flows at the molecular level. The slit width of the mixing element 14 is set to 5 μm in order to effect shifts between the layers of dispersed fuel molecules.

Четвертая секция содержит выходной штуцер 19 с диаметром канала 17, подобранном требуемому расходу топлива. В канале 17 острием на встречу потока установлен упругий пульсирующий стержень-игла 18.The fourth section contains an outlet fitting 19 with a diameter of the channel 17, selected the required fuel consumption. In the channel 17, an elastic pulsating rod-needle 18 is mounted with a tip to meet the flow.

Недостатком известного способа, реализуемого с помощью аппаратов по патенту РФ №2550203, является использование смесителя-активатора только для смешения-активации многофазных эмульсий.The disadvantage of this method, implemented using apparatuses according to the patent of the Russian Federation No. 2550203, is the use of a mixer-activator only for mixing-activation of multiphase emulsions.

Технической задачей изобретения является глубокая стабильная и пролонгированная деструкция углеводородов топлива механо-химическим воздействием, обеспечение стабильного сохранения химмотологических характеристик и повышенной теплотворной способности топлива после воздействия на него, а также упрощение процесса обработки топлива.An object of the invention is a deep stable and prolonged destruction of fuel hydrocarbons by mechanochemical action, ensuring stable preservation of chemical characteristics and increased calorific value of the fuel after exposure to it, as well as simplifying the processing of fuel.

Технический результат, обеспечиваемый заявляемый способом, заключается в уменьшение расхода жидких углеводородных топлив в устройствах для получения тепловой и механической энергии, например, в двигателях внутреннего сгорания.The technical result provided by the claimed method is to reduce the consumption of liquid hydrocarbon fuels in devices for generating thermal and mechanical energy, for example, in internal combustion engines.

Поставленная цель достигается тем, что на хроматографе определяют количественное содержание компонентов топлива, нагревают его на 35-40°С, насосом (на фиг. не показан) в зависимости от типа топлива устанавливают скорость потока от 20 до 40 см/с, прокачивают топливо через комбинированный универсальный статический смеситель-активатор, где в первой камере винтовыми вихреобразными потоками истирают кластеры топлива, последовательно подают в две гидродинамические и в две акустические кавитационные камеры, чем многократно подвергают молекулы топлива диспергированию, прокачивают через объемную пространственную решетку третьей камеры и осуществляют окончательное диспергирование длинноцепочечных молекул топлива, подают в четвертую камеру, где упруго пульсирующим стержень-иглой переводят поток из пульсирующего турбулентного в стационарный ламинарный с выровненной по сечению эпюрой скоростей для химической самоорганизации топлива, из смесителя-активатора подают в емкость, выдерживают 50-60 дней, повторно на хроматографе определяют количественное содержание компонентов и при выявлении не менее 20% новых легких компонентов, выдают топливо товарным продуктом.This goal is achieved by the fact that the chromatograph determines the quantitative content of fuel components, heats it at 35-40 ° C, pumps (in Fig. Not shown), depending on the type of fuel, set the flow rate from 20 to 40 cm / s, pump the fuel through combined universal static mixer-activator, where fuel clusters are abraded with helical vortex-like flows in the first chamber, they are successively fed into two hydrodynamic and two acoustic cavitation chambers, which repeatedly expose molecules fuel dispersion, pumped through the spatial space grid of the third chamber and the final dispersion of long-chain fuel molecules is carried out, fed to the fourth chamber, where the flow is transferred from a pulsating turbulent to a stationary laminar flow with an elasticly pulsating rod-needle with a cross section aligned for the chemical self-organization of fuel from the mixer -activator is fed into a container, kept for 50-60 days, the quantitative content of components is determined again on a chromatograph and identifying at least 20% of new light components, produce fuel as a marketable product.

Реализацией заявляемого способа механо-химической и кавитационной обработкой производят дробление исходных молекулярных цепей в топливе на более короткие, более легкие молекулы с повышенной теплотворной способностью и образуют в топливе активные радикалы, например, R-CH2 - (см. Ахматов А.С. Молекулярная физика граничного трения. М.: Физматгиз, 1963. - 472 с.).Implementation of the proposed method by mechanochemical and cavitation treatment crushes the initial molecular chains in the fuel into shorter, lighter molecules with increased calorific value and form active radicals in the fuel, for example, R-CH 2 - (see Akhmatov A.S. Molecular Physics of Boundary Friction, Moscow: Fizmatgiz, 1963. - 472 p.).

В итоге реализация заявляемого способа приводит к заметному уменьшению расхода топлива, например, в двигателях внутреннего сгорания.As a result, the implementation of the proposed method leads to a noticeable decrease in fuel consumption, for example, in internal combustion engines.

Примеры реализации способа:Examples of the method:

1. В июле 2011 г. в Военном Авиационном Инженерном Университете (г. Воронеж) проведены стендовые испытания двигателя КамАЗ- 740 с последовательными установками в его топливной системе трех, несколько отличающихся смесителей-активаторов (Приложение 1).1. In July 2011, at the Military Aviation Engineering University (Voronezh), bench tests of the KamAZ-740 engine with successive installations of three slightly different activator mixers in its fuel system were carried out (Appendix 1).

2. Там же, в июле 2011 г. проведены аналогичные стендовые испытания двигателя ЗМЗ-406 (Приложение 2).2. In the same place, in July 2011, similar bench tests of the ZMZ-406 engine were carried out (Appendix 2).

Эти испытания показали уменьшение расхода дизельного топлива с разными активаторами на 26,5 и на 28,6, а бензина на 21,3, 27,7, 31,9% с заметным снижение в отработавших газах двигателей содержания углеводородов СНх.These tests showed a decrease in the consumption of diesel fuel with different activators by 26.5 and 28.6, and gasoline by 21.3, 27.7, 31.9% with a noticeable reduction in the exhaust gas of engines of the hydrocarbon content of CH x .

3. В 2013 г. в лаборатории №7 ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии проведены двухмесячные испытания обработанных смесителем-активатором автомобильных бензинов Нормаль-80, Регуляр-92, Премиум-95, Супер-98 по ГОСТ Р 51106-97, бензинов АИ-92 по ТУ 38.001165-97, АИ-98 по ТУ 38.401-58-127-95, бензинов «Суперлюкс» и «Премиум» Британской нефтегазовой компании «Beyond petroleum» (ранее - «Бритиш петролеум») по комплексу методик ускоренных испытаний нефтепродуктов на натурных агрегатах, модельных одноцилиндровых установках и в двигателях внутреннего сгорания в сочетании с испытаниями по методикам контроля, указанным в НТД на каждый нефтепродукт (Приложение 3).3. In 2013, in the laboratory No. 7 of the GNU VNIITiN of the Russian Agricultural Academy, two-month tests of normal-80, regular-92, premium-95, super-98, super-98 gasoline treated with mixer-activator of gasoline AI-92 according to GOST R 51106-97, AI-92 gasolines according to TU 38.001165-97, AI-98 according to TU 38.401-58-127-95, gasoline "Superlux" and "Premium" of the British oil and gas company "Beyond petroleum" (formerly "British Petroleum") according to a set of methods for accelerated testing of oil products on full-scale units, model single-cylinder installations and in internal combustion engines in combination with tests of on control methods specified in the scientific and technical documentation for each oil product (Appendix 3).

4. Аналогичные в 2013 г испытания в лаборатории №7 ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии дизельных топлив сортов В и С вид II, а также дизельного топлива класса 1 вид I по ГОСТ Р 52368-2005 (ЕН 590:2009) Топливо дизельное Евро (Приложение 3).4. Similar tests in 2013 in laboratory No. 7 of the GNU VNIITiN of the Russian Agricultural Academy of diesel fuels of grades B and C type II, as well as diesel fuel of class 1 type I according to GOST R 52368-2005 (EN 590: 2009) Euro diesel fuel (Appendix 3) .

Исследования по п. 3 и 4 топлив, обработанных смесителем-активатором, показали такое их изменение:Studies on p. 3 and 4 of fuels treated with an activator mixer, showed such a change:

- уменьшено содержание углеводородов с числом атомов углерода более 10, появились легкие углеводороды (гексан, гептан, 3 н-пентан),- reduced hydrocarbon content with the number of carbon atoms more than 10, light hydrocarbons appeared (hexane, heptane, 3 n-pentane),

- концентрация образовавшихся легких углеводородов составляет 20-30%,- the concentration of the resulting light hydrocarbons is 20-30%,

- уменьшено содержания серы в 1,5-2 раза, а фактических смол до 9 раз,- reduced sulfur content in 1.5-2 times, and actual resins up to 9 times,

- при использовании активированных топлив содержание токсичных газов в отработавших газах бензиновых ДВС уменьшено по СО на 79%, по NO и NO2 до 14%.- when using activated fuels, the content of toxic gases in the exhaust gases of gasoline ICE is reduced by CO by 79%, by NO and NO 2 to 14%.

5. В июле 2014 г. в лаборатории ВУНЦ ВВС Военно-воздушной академии им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина (г. Воронеж) проведены сравнительные стендовые испытания усовершенствованного активатора с дизелем ЯМЗ-236 на трех разных дизельных топливах при установках смесителя-активатора как в магистрали прямой подачи топлива в топливный насос высокого давления, так и в магистрали слива из него. На холостом ходу дизеля при частоте вращения коленчатого вала 900-1300 мин-1 в одиннадцати испытаниях продолжительностью по 5-10 мин вначале без установки активатора, а далее с ним выявлено уменьшение расхода активированного топлива в среднем на 26,3% (таблица 1).5. In July 2014, in the laboratory of the Military Research Center of the Air Force of the Air Force Academy. NOT. Zhukovsky and Yu.A. Gagarin (Voronezh), comparative bench tests of an advanced activator with a YaMZ-236 diesel engine were carried out on three different diesel fuels during the installation of the mixer-activator both in the direct fuel supply line to the high pressure fuel pump and in the drain line from it. Idling a diesel engine at a crankshaft speed of 900-1300 min -1 in eleven trials lasting 5-10 minutes at first without installing an activator, and then with it a decrease in activated fuel consumption by an average of 26.3% was revealed (table 1).

Figure 00000001
Figure 00000001

6. Активатор испытан и в Центре промышленных исследований США (Rochester Institute of Technology), где выявлено уменьшение в моторных топливах содержания серы до 50%, смол в 7-9 раз, а содержания в ОГ NO - до 17%, NO2 - до 14%, а СО - до 49%. Не понятным явилось, зарегистрированное протоколом испытаний, увеличение после активации на 2,49% массы дизельного топлива.6. The activator was tested at the US Center for Industrial Research (Rochester Institute of Technology), where a decrease in sulfur content in motor fuels of up to 50%, resins of 7–9 times, and content in exhaust gas NO - up to 17%, NO 2 - up to 14%, and СО - up to 49%. It was not clear, registered by the test report, an increase after activation by 2.49% of the mass of diesel fuel.

7. В период 2009-2017 гг. в г. Тамбов проведены эксплуатационные испытания многих опытных образцов смесителей-активаторов на легковых автомобилях с бензиновыми двигателями, на грузовых автомобилях с дизелями. По этим испытаниям расход топлива бензиновых двигателей заметно сокращался, например, в отдельном случае до 31,9%, а в среднем на 20-25%.7. In the period 2009-2017. in the city of Tambov, operational tests of many prototypes of activator mixers were carried out on passenger cars with gasoline engines and on trucks with diesel engines. According to these tests, the fuel consumption of gasoline engines was markedly reduced, for example, in a separate case, to 31.9%, and on average by 20-25%.

8. Проведены многочисленные хроматографические и химмотологические количественные определения фракционного состава исходных и обработанных в смесителе-активаторе бензинов, авиакеросина, дизельного топлива, рапсового масла.8. Numerous chromatographic and chemotological quantitative determinations of the fractional composition of the initial and processed in the mixer-activator of gasolines, jet fuel, diesel fuel, rapeseed oil were carried out.

Так в таблице 2 приведены результаты анализа от 19.11.2010 г. на хроматографе Кристаллюкс-4000М в Тамбовской сертифицированной лаборатории судебно-медицинской экспертизы проб одного и того же дизельного топлива: первой пробы - до активации и второй пробы - после пропускания того же топлива через смеситель-активатор.So, Table 2 shows the results of the analysis dated November 19, 2010 on a Crystallux-4000M chromatograph in the Tambov certified laboratory for the forensic medical examination of samples of the same diesel fuel: the first sample before activation and the second sample after passing the same fuel through the mixer -activator.

По данным таблицы 2 видно, что активатор резко изменил фракционный состав дизельного топлива с образованием подавляющего (30%) количества гептана, который в исходном топливе отсутствовал, с уменьшением количества всех других углеводородов, имевшихся в первой пробе. Модификация фракционного состава дизельного топлива иллюстрируется также графиком на фиг. 4.According to table 2, it is seen that the activator sharply changed the fractional composition of diesel fuel with the formation of an overwhelming (30%) amount of heptane, which was absent in the initial fuel, with a decrease in the amount of all other hydrocarbons present in the first sample. Modification of the fractional composition of diesel fuel is also illustrated by the graph in FIG. four.

Figure 00000002
Figure 00000002

Изменения химмотологических показателей активированного дизельного топлива, подтверждающие его модификацию, приведены в таблице 3.Changes in the chemical parameters of activated diesel fuel, confirming its modification, are shown in table 3.

Figure 00000003
Figure 00000003

9. Выявлена не только стабильность, но и пролонгированность механо-химического преобразования углеводородов дизельных топлив после их выхода из смесителя-активатора, что подтверждено такими результатами:9. Not only stability was revealed, but also the prolongation of the mechanochemical conversion of diesel hydrocarbons after they left the activator mixer, which is confirmed by the following results:

- в не активированное топливо вводили 20% активированного с содержанием в нем 23% легких фракций (т.е. 4,6%) и через 15 мин в смеси образовывалось 12% легких фракций,- 20% of activated fuel with 23% light fractions (i.e. 4.6%) was introduced into non-activated fuel and after 15 minutes 12% of light fractions formed in the mixture,

- аналогично после ввода 30% активированного (т.е. 6,9% легких фракций) через 15 мин в смеси образовывалось 39% легких фракций,- similarly, after 30% of activated (i.e. 6.9% of light fractions) are introduced, after 15 minutes, 39% of light fractions are formed in the mixture,

- но после ввода 40% активированного (т.е. 9,2% легких фракций) через 15 мин образовывалось лишь 27% легких фракций,- but after entering 40% of the activated (i.e. 9.2% of light fractions) after 15 minutes, only 27% of light fractions formed,

- а после ввода 50% активированного топлива через 15 мин в смеси выявлено легких фракций еще меньше.- and after entering 50% of the activated fuel after 15 minutes, even less light fractions were detected in the mixture.

Стабилизация содержания активированного топлива в смеси при введении в него 40% активированного, обусловлена тем, что взаимодействие активных радикалов со средой зависит не только от свойств самих радикалов, но и от состояния возбужденного объекта их воздействия.The stabilization of the content of activated fuel in the mixture when 40% of the activated is introduced into it is due to the fact that the interaction of active radicals with the environment depends not only on the properties of the radicals themselves, but also on the state of the excited object of their influence.

Claims (2)

1. Способ уменьшения расхода жидкого углеводородного топлива в устройствах для получения тепловой и механической энергии, включающий смешение-активацию жидкостей, отличающийся тем, что на хроматографе определяют количественное содержание компонентов топлива, нагревают его на 35-40°С, насосом в зависимости от типа топлива устанавливают скорость потока от 20 до 40 см/с, прокачивают топливо через комбинированный универсальный статический смеситель-активатор, где в первой камере винтовыми вихреобразными потоками истирают кластеры топлива, последовательно подают в две гидродинамические и в две акустические кавитационные камеры, чем многократно подвергают молекулы топлива диспергированию, прокачивают через объемную пространственную решетку третьей камеры и осуществляют окончательное диспергирование длинноцепочечных молекул топлива, подают в четвертую камеру, где упруго пульсирующим стержнем-иглой переводят поток из пульсирующего турбулентного в стационарный ламинарный с выровненной по сечению эпюрой скоростей для химической самоорганизации топлива, из смесителя-активатора подают в емкость, выдерживают 50-60 дней, повторно на хроматографе определяют количественное содержание компонентов и при выявлении не менее 20% новых легких компонентов выдают топливо товарным продуктом.1. A method of reducing the consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for producing thermal and mechanical energy, including mixing-activating liquids, characterized in that the chromatograph determines the quantitative content of fuel components, heats it at 35-40 ° C, with a pump depending on the type of fuel set the flow rate from 20 to 40 cm / s, pump fuel through a combined universal static mixer-activator, where fuel clusters are abraded with helical vortex flows in the first chamber, therefore, they are fed into two hydrodynamic and two acoustic cavitation chambers, which is why the fuel molecules are repeatedly dispersed, pumped through the volumetric spatial lattice of the third chamber and the final dispersion of long-chain fuel molecules is carried out, fed to the fourth chamber, where the flow is transferred from the pulsating turbulent by an elasticly pulsating rod-needle in a stationary laminar one with a velocity diagram aligned over the cross section for chemical self-organization of fuel, from a mixer-act Ivator is fed into the tank, kept for 50-60 days, the quantitative content of the components is determined again on a chromatograph, and when at least 20% of new light components are detected, they produce fuel as a marketable product. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при необходимости, определяемой по результатам количественного определения содержания компонентов топлива после смешения-активации, отдельные операции способа повторяют.2. The method according to p. 1, characterized in that, if necessary, determined by the results of a quantitative determination of the content of fuel components after mixing-activation, the individual operations of the method are repeated.
RU2018111689A 2018-04-02 2018-04-02 Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy RU2703600C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111689A RU2703600C2 (en) 2018-04-02 2018-04-02 Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018111689A RU2703600C2 (en) 2018-04-02 2018-04-02 Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018111689A3 RU2018111689A3 (en) 2019-10-03
RU2018111689A RU2018111689A (en) 2019-10-03
RU2703600C2 true RU2703600C2 (en) 2019-10-21

Family

ID=68205995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018111689A RU2703600C2 (en) 2018-04-02 2018-04-02 Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2703600C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734424C1 (en) * 2019-12-02 2020-10-16 Михаил Аркадьевич Карт Method for continuous compounding of oils

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2965362A (en) * 1957-11-13 1960-12-20 Ingbuero Dipl Ing Friedrich He Device for mixing and homogenizing
US3526391A (en) * 1967-01-03 1970-09-01 Wyandotte Chemicals Corp Homogenizer
RU2550203C2 (en) * 2012-12-10 2015-05-10 Юрий Валентинович Воробьев Combined universal static mixer-activator
RU2592801C1 (en) * 2015-06-23 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве" (ФГБНУ ВНИИТиН) Combined static mixer-activator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2965362A (en) * 1957-11-13 1960-12-20 Ingbuero Dipl Ing Friedrich He Device for mixing and homogenizing
US3526391A (en) * 1967-01-03 1970-09-01 Wyandotte Chemicals Corp Homogenizer
RU2550203C2 (en) * 2012-12-10 2015-05-10 Юрий Валентинович Воробьев Combined universal static mixer-activator
RU2592801C1 (en) * 2015-06-23 2016-07-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве" (ФГБНУ ВНИИТиН) Combined static mixer-activator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734424C1 (en) * 2019-12-02 2020-10-16 Михаил Аркадьевич Карт Method for continuous compounding of oils

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018111689A3 (en) 2019-10-03
RU2018111689A (en) 2019-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Attia et al. Influence of the structure of water-in-fuel emulsion on diesel engine performance
RU2703600C2 (en) Method of reducing consumption of liquid hydrocarbon fuel in devices for obtaining heat and mechanical energy
Miao et al. The applied research of emulsified heavy fuel oil used for the marine diesel engine
JP7425799B2 (en) Improved diesel fuel production process
Sinitsyn et al. Investigation of gas fuel combustion efficiency at magnetic field treatment
WO2011016742A1 (en) Method for preparing an emulsion, system and apparatus for carrying out said method
RU2676488C1 (en) Composite fuel preparation method
BG112857A (en) Installation for permanent mixing of oil, petroleum products, petroleum sludge and petroleum waste with ionized aqueous solutions
US7383828B2 (en) Method and apparatus for use in enhancing fuels
RU2085270C1 (en) Method of preparing microemulsions
RU155112U1 (en) FLOWING MAGNETIC CAVITATION FUEL ACTIVATOR
Górski Experimental Investigation of a Diesel Engine Powered with Fuel Microemulsion
RU2335337C2 (en) Rotary-oscillatory device
RU82582U1 (en) MIXING DEVICE FOR GAS SYSTEMS - LIQUID
RU2645676C1 (en) Method for cleaning diesel fuel
RU2613957C1 (en) Device for preparing firing liquid
RU2596625C2 (en) Method for increasing specific efficiency of liquid hydrocarbon fuels and device for implementing said method
RU2082897C1 (en) Liquid fuel magnetic activator
Vorobiev et al. The Unique Composition and Stability of Water-Fuel Emulsion
RU2266427C1 (en) Fuel corrector
CA2302196A1 (en) Venturi apparatus, and in-line mixer incorporating same
RU2786388C1 (en) Industrial process for producing improved diesel fuel
DE102017007709A1 (en) MPB-A Mechanical Fuel Processor for Fluid Fuels
RU2467196C2 (en) Ice gas-air mixer
RU95269U1 (en) OXYGENATE PLANT

Legal Events

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

Effective date: 20200403