Анотація до роботи:

Білоусов Є.В. Підвищення економічності суднових енергетичних установок шляхом використання твердих палив в двигунах внутрішнього згоряння – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.08.05. – Суднові енергетичні установки. Український державний морський технічний університет. – Миколаїв, 2002 р.

Дисертація присвячена питанням підвищення економічності СЕУ за рахунок використання твердих палив в двигунах внутрішнього згоряння. Актуальність теми зумовлена зростанням цін на нафту і продукти її переробки при практично незмінних цінах на тверде паливо. Оскільки паливна складова займає значне місце у вартості морських перевезень, перехід на дешевше паливо дозволить скоротити вартість однієї тонно-милі.

На основі проведеного аналізу різних шляхів вирішення проблеми, як найбільш перспективний метод використання твердих палив в робочому об'ємі двигуна розглядається шаровий метод спалювання з циклічним примусовим продуванням шару. При цьому паливо заздалегідь розігрівається для активації процесів горіння.

У роботі дається докладний опис шляхів реалізації шарового методу спалювання, розглядаються особливості протікання термодинамічних процесів і процесів вигоряння палива в шарі. Приводяться результати аналітичного і експериментального дослідження процесу стиснення, аналітичного дослідження процесів вигоряння шару, експериментального процесу підведення теплоти в термодинамічному циклі. У ході проведеного дослідження підтверджені можливість і ефективність шарового спалювання палива в двигуні внутрішнього згоряння

Результати роботи дають підставу зробити таки висновки:

1. На основі теоретичних і експериментальних досліджень показана принципова можливість роботи суднових ДВЗ на твердих паливах, зокрема, на вугіллі, що дозволяє в 2...4,7 рази знизити витрати на паливо і відповідно скоротити вартість морських перевезень.

2. Встановлено, що найбільш ефективним є використання в складі суднової енергетичної установки з ДВЗ зовнішнього реактора шарового спалення твердого палива, що дозволяє організувати оптимальний процес згоряння і приготувати робоче тіло для його подальшого розширення в поршневому двигуні.

3. Показано, що для подачі робочого тіла в циліндри поршневого двигуна доцільно використати метод продування шару розігрітого твердого палива заздалегідь стисненим в циліндрі повітрям, що забезпечує прийнятні параметри робочого тіла при достатній простоті конструкції реактора.

4. Розроблена принципово нова схема реалізації шарового способу спалення твердого палива в суднових ДВЗ, що дозволяє управляти процесом горіння палива і процесом підведення теплоти в термодинамічному циклі, дозволяє досягти ефективного ККД в межах 0,40...0,48, сумірний з аналогічним показником сучасних ДВЗ, працюючих на рідких паливах.

5. Встановлено, що швидкість протікання гетерогенних реакцій в умовах топкового пристрою середньо- і малообертових твердопаливних поршневих двигунів достатня для того, щоб у часових проміжках, що відводяться в двигуні на продування шару, отримати ефективний підвід теплоти до робочого тіла у реакторі ТППД.

6. Розроблена математична модель термодинамічних процесів в робочому просторі твердопаливного поршневого двигуна дозволяє дослідити основні особливості термодинамічного циклу.

7. Показана можливість управління процесом горіння в двигуні, що дозволяє організувати процес підведення теплоти, близький до оптимального в умовах використання твердого палива.

8. Визначені шляхи подальшого вдосконалення термодінамічних процесів в твердопаливних поршневих двигунах з метою підвищення їх ефективності за рахунок заміни політропного стиснення на ізотермічне, а також застосування регенеративного циклу.

Основні положення дисертації опубліковані в таких роботах:

1. Белоусов Е.В. Использование твердых топлив в двигателях внутреннего сгорания // Науч. труды КГПИ "Проблемы создания новых машин и технологий".– Кременчуг: КГПИ,– 2000.– № 1(8).– С. 420–422.

2. Белоусов Е.В. Использование газогенераторов в составе судовой энергетической установки // Зб. наук. праць УДМТУ.– Миколаїв: УДМТУ, 2000.– № 2 (368).–С. 68–72.

3. Белоусов Е.В. Слоевой метод сжигания твердых топлив в двигателе внутреннего сгорания // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ, 2000.– № 3 (369).– С. 66–70.

4. Белоусов Е.В. Слоевой способ прямого сжигания твердых топлив в двигателях внутреннего сгорания // Зб. науч. трудов НТУ Украины "КПИ" "Энергетика: экономика, технологии, экология". – К.: "Знання", 2000.– №4.– С. 62–65.

5. Белоусов Е.В. Белоусова Т.П. Особенности протекания политропного процесса сжатия в твердотопливных поршневых двигателях со слоевым сжиганием топлива. // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ, 2001.– № 3 (375).– С. 84–89.

6. Моделирование процесса выгорания твердого топлива в реакторе твердотопливного поршневого двигателя внутреннего сгорания со слоевым методом сжигания./ Белоусов Е.В., Майстренко Ю.А., Пацков В.П., Пацкова Т.В. // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ, 2001.– № 4 (376).– С. 93–104.

7. Белоусов Е.В., Тимошевский Б.Г., Белоусова Т.П. Усовершенствование слоевого метода сжигания твердых топлив в двигателях внутреннего сгорания. // Зб. наук. праць УДМТУ. – Миколаїв: УДМТУ, 2001.– № 6 (378).– С. 68–77.

8. Пат. 32644 Україна МКВ 7 F02B 45/02 Спосіб спалювання твердих палив в двигуні внутрішнього згоряння, Білоусов Є.В. (Україна): Подано 17.02.2000.; Видано 15.02.2001.

Особистий внесок здобувача у написання роботи [5] полягає в аналізі діючих під час стиснення факторів, визначенні параметрів математичної моделі для дослідження впливу щільності шару палива на процес стиснення у ТППД, обробці отриманих результатів. У роботі [6] здобувачем було сформульовано задачі щодо дослідження процесів у шарі палива методом математичного моделювання, визначено найбільш впливові чинники, від яких залежить ефективність підводу тепла до робочого тіла. До роботи [7] особистий внесок здобувача полягає у викладенні принципових положень щодо шарового способу спалювання шляхом примусової продувки шару, визначенні зв’язків між підводом теплоти та характером продування шару палива.