Все более значительным становится уровень загрязнения среды обитания человека отработавшими продуктами сгорания. Постоянно ужесточающиеся экологические требования вынуждают двигателестроителей стремиться к повышению эффективности двигателей и к обеспечению их экологической безопасности. Предложена схема судовой энергетической установки с замкнутой системой газовыхлопа. При осуществлении цикла с замкнутой системой газовыхлопа отработавшие газы дизеля охлаждают, путем конденсации удаляют из них водяной пар, фильтруют от твердых частиц, подмешивают к ним кислород из атмосферного воздуха, подогревают полученную искусственную газовую смесь и направляют на впуск дизеля. Кислород из атмосферного воздуха выделяется с помощью молекулярного сита. С целью увеличения степени использования тепловой энергии рабочего тела предложено осуществлять впрыск воды в отработавшие газы в конце процесса сгорания. Образующийся водяной пар снизит температуру в цилиндре и возможно повысит давление. Расширение будет происходить до более низкой температуры. При этом снижение температуры в цилиндре не должно ухудшить показателей процесса расширения, так как введение дополнительного рабочего тела должно привести к тому, что внутренняя энергия продуктов сгорания перейдет в потенциальную энергию водяного пара, который увеличит работу процесса расширения. Количество вводимой воды должно быть подобрано таким образом, чтобы к концу процесса расширения пар в цилиндре оставался перегретым, а температура в конце процесса расширения была ниже, чем в цикле Тринклера. В связи с тем, что снизится средняя температура цикла, появляются предпосылки к адиабатизации цилиндра. Предложенные мероприятия позволят снизить выброс

окислов азота и несгоревших углеводородов в выхлопе судовых, стационарных и транспортных двигателей и повысить их энергетическую эффективность и экологическую безопасность.

Ключевые слова: замкнутый газовыхлоп, энергетическая эффективность, экологическая безопасность, выброс окислов азота, термодинамический цикл, рабочий процесс, искусственная газовая смесь.

УДК 621.436.24

Об авторах:  

А.Ф. Дорохов - д-р техн. наук, профессор, ФГБОУ ВО «Астраханский государственный технический университет», Астрахань, e-mail: dorokhovaf@rambler.ru

С.А. Каргин - канд. техн. наук, доцент, «Каспийский институт морского и речного транспорта» филиал ФГБОУ ВО «Волжский государственный университет водного транспорта», Астрахань, e-mail: serjxxx@inbox.ru

Страницы: 96-105

Список литературы

1. Мировое судовое дизелестроение. Концепции конструирования, анализ международного опыта Учеб. пособие / Г.А. Конкс, В.А. Лашко. – М.: Машиностроение, 2005. – 512 с., ил.

2. DUPONT™ Marine scrubber exhaust gas cleaning systems for marine engines специальность 05.08.05 – Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные) / С.А. Каргин. – Астрахань.: Астраханский государственный технический университет, 2006. – 165 с.

3. Цикл Аткинсона: как это работает. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://auto.today/bok/1170-cikl-atkinsona.html (дата обращения 04.10.2018 г.).

4. Дьяченко Н.Х., Костин А.К. и др. Теория двигателей внутреннего сгорания / Под ред. Н.Х. Дьяченко. – Л.: Машиностроение, 1974. – 552 .

5. Чухин И.М. Техническая термодинамика. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ispu.ru/files/u2/book2/TD1_19-06/ttd4-2-2.htm (дата обращения 04.10.2018 г.).

6. Сверхкритическая жидкость. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сверхкритическая жидкость (дата обращения 04.10.2018 г.).

7. Гажур А.А., Васичев Б.Н. Термодинамика: учебное пособие для бакалавриата / А.А. Гажур, Б.Н. Васичев. – М:ФГБОУ ВПО «РЭУ им Г.В. Плеханова», 2013. – 263 с.

Ссылка для цитирования: А.Ф. Дорохов, С.А. Каргин. Судовые дизели с замкнутым газовыхлопом и анализ термодинамического цикла // Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2019. - №54/55. - С. 96-105.