авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Повышение экологической безопасности дорожных и строительных машин путем совершенствования систем выпуска отработавших газов

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

исаенко павел викторович

ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

дорожных и строительных машин ПУТЕМ СовершенствованиЯ систем выпуска

отработавших газов

05.05.04 – Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины

01.04.14 – Теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Томск – 2004

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет".

Научный руководитель: Доктор физико-математических наук, профессор

Борзых Владимир Эрнестович

Официальные оппоненты: Доктор технических наук, профессор

Удлер Эдуард Исаакович;

Доктор физико-математических наук, профессор

Кузнецов Гений Владимирович

Ведущая организация: ОАО "Томэкскавация"

Защита диссертации состоится " 27 " декабря 2004 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета К.212.265.01 при Томском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 634003, Томск, пл. Соляная, 2, корп. 4, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " 27 " ноября 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат технических наук,

доцент С.М. Кравченко

общая характеристика работы

Актуальность темы. Современные масштабы развития строительного производства неразрывно связаны с интенсивным использованием дорожных и строительных машин, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, в том числе работающих на бензине. Степень многогранного их воздействия на окружающую среду во многом связана с особенностями конструкции отдельных узлов топливных систем, качеством применяемых бензинов и моторных масел, регулировок, а также режимов и условий технической эксплуатации машин при производстве дорожно-строительных работ. Эти и другие факторы предопределяют выбросы вредных веществ отработавших газов машин, выпускные системы которых в основном не имеют средств очистки газов от токсичных веществ. Это в полной мере относится к машинам, оснащенным бензиновыми двигателями. Поэтому обеспечение снижения выбросов вредных веществ дорожными и строительными машинами с бензиновыми двигателями является актуальной и комплексной проблемой, а одно из главных направлений ее решения – дальнейшее совершенствование систем выпуска с использованием эффективных систем нейтрализации.

Цель исследования. Повышение экологической безопасности дорожных и строительных машин путем совершенствования систем выпуска отработавших газов на основе создания пористых фильтроэлементов, полученных одной из современных технологий – самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС-технологией), позволяющих снизить выбросы загрязняющих



Объект исследования. Система выпуска отработавших газов дорожных и строительных машин с бензиновыми двигателями внутреннего сгорания.

Предмет исследования. Процессы получения пористых структур методом СВС и фильтры-нейтрализаторы отработавших газов машин на их основе.

Научная новизна. Впервые предложен способ формирования СВС-фильтроэлементов для системы выпуска отработавших газов дорожных и строительных машин на уровне изобретения.

Предложена физико-математическая модель фильтрации отработавших газов через пористую структуру с учетом переменных режимов работы двигателей машин.

Предложена комплексная методика для экспериментального изучения процессов получения пористых структур методом СВС для фильтроэлементов систем выпуска отработавших газов машин.

Предложен метод инженерного расчета и оптимизации конструктивных элементов систем выпуска отработавших газов машин.

Практическая ценность. Разработанная технология получения пористых СВС-элементов применима для создания эффективных фильтров-нейтрализаторов отработавших газов машин.

Предложенная конструкция фильтра-нейтрализатора для системы выпуска отработавших газов применима для широкого класса дорожных и строительных машин.

Предложенные методы расчета и оптимизации фильтров-нейтрализаторов для систем выпуска отработавших газов применимы в инженерной практике.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований ис­пользуются при выполнении научно-исследовательских, конструктор­ских работ по совершенствованию систем выпуска отработавших газов машин.

Разработанная техническая документация принята ОАО "Томскстрой­транс" для производства опытной партии фильтров-нейтрализаторов отработавших газов отработавших газов транспортных средств.

Методика расчета и оптимизации фильтров-нейтрализаторов для систем выпуска отработавших газов автотранспортных средств используется в учебном процессе ТГАСУ при чтении спецкурсов.

Апробация работы. Материалы исследований, теоретических и конструкторских разработок по теме диссертационной работы обсуждались и докладывались:

- на IV-международной научно-практической конференции «Качество – во имя лучшей жизни» (Томск, 1999г.);

- на международной научно-технической конференции "Архи­тек­тура и строительство" (Томск, 2002 г.);

- на Всероссийской научно-техниче­ской кон­фе­ренции с международным участием "Транспортные системы Сибири" (Красноярск, 2003 г.);

- на научных семинарах кафедр ТГАСУ, ТПУ г. Томска в 2000-2004 годах.

Публикации. Основные положения диссертационной работы опубли­ко­ваны в 8 научных трудах, в том числе в одном патенте РФ на изобретение.

Объем работы. Диссертация изложена на 173 страницах и состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы из 174 наименований и приложения.

Содержание работы

Введение. Сформулирована и обоснована актуальность работы, излагаются объект и предмет исследования, положения, выносимые автором на защиту.

Состояние вопроса. Цель и задачи исследования. На основании анализа литературных источников рассмотрены общие вопросы образования и состава отработавших газов (ОГ) машин, укомплектованных двигателями внутреннего сгорания (ДВС), в частности, бензиновыми, дан сравнительный анализ норм токсичности отечественных и зарубежных стандартов, средств и методов снижения выбросов токсичных компонентов ОГ, в том числе путем их нейтрализации. Отмечен вклад в развитие систем нейтрализации ОГ отечественных ученых: Звонова В.А., Кутенева В.Ф., Корнилова Г.С., Смайлиса В.И., Евстигнеева В.В., Новоселова А.Л., Мельберт А.А. и других, а также зарубежных исследователей: А. Крилла, Х. Ленца, Х. Шиндербауэра и других.

Установлено, что химические процессы, протекающие в фильтрах-нейтрализаторах отработавших газов, изучены достаточно полно. Поэтому дальнейшее совершенствование конструкции должно базироваться на более глубоком изучении теплофизических и гидравлических процессов, протекающих в системах фильтрации газов.

Показано также, что снижение выбросов загрязняющих веществ до требований ГОСТ Р 52033-2003 и норм "Евро" может быть обеспечено различными путями, в том числе совершенствованием рабочего процесса с рециркуляцией ОГ, впрыском топлива, качественными регулировками систем ДВС, применением специальных присадок к топливу, нейтрализацией ОГ дорожных и строительных машин. Наибольшую техническую целесообраз­ность имеет каталитическая нейтрализация ОГ. Однако на дорожных и строительных машинах, относящихся к категории N2 автотранспортных средств, она отсутствует. Основной причиной неукомплектованности систем выпуска машин каталитическими нейтрализаторами является высокая их стоимость и малая надежность, поскольку содержат элементы платиновой группы, отравляющиеся этилированным бензином.

В результате анализа сделан вывод о том, что снижение выбросов загрязняющих веществ до требуемого уровня обеспечивают фильтры-нейтрали­за­торы, изготовленные с использованием одной из современных технологий - самораспространяющимся высокотемпературным синтезом (СВС) конденси­ро­ван­ных смесей, не содержащих благородных металлов.

На основании проведенного анализа, исходя из поставленной цели исследования, определены и поставлены для решения следующие задачи:

1. Разработать лабораторный комплекс и методики экспериментальных исследований теплофизических процессов, протекающих в системах фильтрации газов.

2. Выполнить экспериментальные исследования влияния исходных свойств реагирующих смесей и теплофизических параметров на конечные фильтрационные свойства пористой СВС-структуры.

3. Разработать модели фильтрации отработавших газов машин от механических частиц загрязнения и токсичных веществ при течении в СВС-фильтроэлементах.

4. Провести экспериментальные исследования течения отработавших газов в СВС-фильтроэлементах с целью определения границ режимов течения и основных гидродинамических параметров.

5. Разработать способ получения пористых фильтроэлементов на основе объемного электроразогрева и оптимизировать состав реагирующей смесевой шихты.

6. Провести комплекс стендово-лабораторных и эксплуатационных испытаний эффективности фильтров-нейтрализаторов, в том числе на машинах в реальных условиях строительного производства.

7. Разработать инженерную методику расчета и оптимизации элементов конструкции систем выпуска отработавших газов машин.

Решение задач выполнено в несколько этапов научного исследования,

включающего: анализ экологической безопасности машин с бензиновыми двигателями; разработку технологии получения пористых СВС-структур в режиме ЭТВ; теоретические исследования гидродинамических и фильтрационных процессов в пористых СВС-структурах; стендово-лабораторные и эксплуатационные испытания СВС-фильтроэлементов и разработку фильтра-нейтрализатора, в том числе для дорожных и строительных машин категории N2.

Разработка технологии получения пористых структур фильтроэлементов. Исходя из общепринятой концепции СВС-технологии, разработана схема получения пористой структуры в режиме ЭТВ, при котором обеспечивается квазиабатичность процесса, связанная с высокой (до 1000 К/с) интенсивностью роста температуры реагирующей смеси компонентов в широком интервале, что соответствует основам теории синтеза. При ЭТВ реакция синтеза протекает в атмосферной среде без предварительной дегазации компонентов смеси, что выгодно отличает этот метод от других, применяемых в СВС-технологии.

Для реализации поставленных задач настоящей работы были разработаны стенды для получения пористых СВС-структур (рис.1) и оценки их гидродинамических характеристик (рис.2), а также блок-схема (рис.3) для автоматизированного сбора текущей информации, объединяющая функциональные действия технологического оборудования и измерительной аппаратуры.

Рис.1. Экспериментальный стенд «Теплосинтез»: 1 – металлическая станина; 2 – тран­сформатор; 3 – компрессорная установка; 4, 9 – нижняя и верхняя консоли; 5, 7 – контактные опоры; 6 – низковольтные кабели; 8 – поршень с нажимной втулкой; 10 – пневмопривод. Рис.2. Общая схема стенда "Тест-нейтрализатор": 1 – газовый редуктор; 2 – образцовые манометры; 3 – манометр; 4 – ротаметр; 5 – узел крепления образца; 6 – газовый кран; 7 – фильтры; 8 – соединительные шланги давления; 9 – баллон высокого давления; 10 – компрессор.


Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:







 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.