Влияние состава смеси на состав выхлопных газов.
Nbsp;
Российская Федерация
Часть I.
За последние десятилетия человечество окончательно убедилось, что первым виновником загрязнения атмосферного воздуха, одного из основных источников жизни на нашей Планете, является детище научно-технического прогресса - автомобиль. Автомобиль, поглощая столь необходимый для протекания жизни кислород, интенсивно загрязняет воздушную среду токсичными компонентами, наносящими ощутимый вред всему живому и не живому. Вклад в загрязнение окружающей среды, в основном атмосферы, составляет - 60 - 90%.
Основная причина загрязнения воздуха заключается в неполном и неравномерном сгорании топлива. Всего 15% его расходуется на движение автомобиля, а 85% «летит на ветер». К тому же, камеры сгорания автомобильного двигателя - это своеобразный химический реактор, синтезирующий ядовитые вещества и выбрасывающий их в атмосферу.
Двигаясь со скоростью 80-90 км/ч в среднем, автомобиль превращает в углекислоту столько же кислорода, сколько 300-350 человек. Но дело не только в углекислоте. Годовой выхлоп одного среднего автомобиля - это 800 кг окиси углерода, 40 кг окислов азота и более 200 кг различных углеводородов. В этом наборе весьма коварна окись углерода. Из-за высокой токсичности её допустимая концентрация в атмосферном воздухе не должна превышать 1 мг/мЗ.
На скорость распространения загрязнения и концентрацию его в отдельных зонах города значительно влияют температурные инверсии и воздушные потоки, которые, как правило, возникают при штилевой погоде (75% случаев) или при слабых ветрах (от 1 до 4 м/с). Инверсионный слой выполняет роль экрана, от которого на землю отражается факел вредных веществ, в результате чего, их приземные концентрации возрастают в несколько раз.
|
|
|
Оксид углерода - высокотоксичное вещество. Уже при концентрации СО в воздухе порядка 0,01 - 0,02 % при вдыхании в течение нескольких часов возможно отравление, а концентрация 2,4 мг/мЗ через 30 мин. приводит к обморочному состоянию. Оксид углерода вступает в реакцию с гемоглобином крови, наступает кислородное голодание, поражающее кору головного мозга и вызывающее расстройство высшей нервной деятельности.
Сажа оседая на зеленой части растений, ухудшает условия их дыхания, замедляет рост и развитие, образует на их поверхности пленку оксида азота, препятствующую воздухообмену.
Общий характер воздействия на теплокровных животных зависит от содержания в газовых смесях различных оксидов азота. При контакте с влажной поверхностью легких, образуется азотная и азотистая кислоты, поражающие альвеолярную ткань, что приводит к отеку легких и сложным рефлекторным расстройствам. Действуя на кровеносную систему, приводит к кислородной недостаточности, оказывает прямое действие на центральную нервную систему. Для поражения наиболее чувствительных растений достаточно концентрации 38 мг/мЗ. Даже при небольших концентрациях от 5 мг /мЗ до ПДК, но при постоянном воздействии, снижается иммунноустойчивость, нарушается система воспроизводства низших млекопитающих.
|
|
|
Сернистый ангидрид оказывает многостороннее общетоксичное действие на теплокровных, вызывает острые и хронические отравления. Вызывает расстройство сердечнососудистой системы, легочно-сердечную недостаточность, нарушает деятельность почек. Общетоксическое действие SО2 связано с нарушением иммунного статуса организма с понижением сопротивляемости инфекции. SО2 оказывает ярко выраженное токсичное действие на растения. В присутствии диоксида серы ускоряется коррозия металлов в воздухе. Сернистый газ разрушающе действует на строительные конструкции, т. к. содержащиеся в цементе карбонаты кальция, реагируя с SО2, при наличии влаги, переходят в нестойкие сульфаты, вымываемые водой. Воздействие SО2 на почву снижает ее плодородность, при этом происходит закисление почвы.
|
|
|
Сероводород, разрушающий и удушливый газ, вызывает поражение нервной системы, дыхательных путей и глаз. Может вызвать острое и хроническое отравление с разного рода последствиями.
Ароматические углеводороды, в условиях постоянного воздействия на теплокровных, поражают центральную нервную систему, вызывая сонливость, вялость, судороги. В условиях хронической интоксикации оказывают политропное действие, поражая ряд органов и систем.
Бенз(а)пирен оказывает сильное канцерогенное, мутационное, тератогенное действие.
Вдыхание дизельных выхлопных газов провоцирует ишемию миокарда и нарушает фибринолитическую активность крови.
Доказано: выхлопные газы отрицательно влияют на показатели внешнего дыхания, снижают интеллект и ухудшают память.
Горение - это одно из самых сложных известных человеку явлений.
С научной точки зрения, горение - это цепная реакция последовательного дробления частиц топлива на все более мелкие заряженные радикалы, это и физико-химические процессы преобразования химической энергии межмолекулярных связей, это и физические процессы преобразования энергии на молекулярном и атомном уровнях, в тепло и свет и многие другие процессы, протекающие одновременно.
|
|
|
Можно с уверенностью заявить, что процесс горения до конца не изучен и его не понимает никто в мире.
Поскольку углеводородные топлива являются сложными химическими веществами, а пока процессы горения несовершенны, то в процессе их горения образуется целый "букет" других попутных веществ и токсичных газов.
1.Воздух - смесь газов, состоящая примерно на 80% из азота и 20% кислорода. Смесь, называемая бензином, на 15% состоит из водорода и 85% из углерода.
2.Если бы бензин сгорал полностью, кислород (О2) соединяясь с углеродом, образовывал бы углекислый газ (СО2) и воду (Н2О).
2.Идеальный двигатель потреблял бы в необходимом соотношении воздух и топливо, отдавая природе только бы углекислый газ и воду.
4. К сожалению, идеал недостижим и, по нескольким причинам, во всех двигателях происходит неполное сгорание - в той или иной степени.
Процесс сгорания в "реальном" двигателе.
В выхлопных газах двигателя содержатся:
-несгоревшие углеводороды (СН),
-монооксид углерода («угарный газ» СО),
-диоксид углерода (углекислый газ СО2),
-оксиды азота (NОх),
-вода (Н2О),
-кислород (О2).
Углекислый газ, вода и кислород для живых существ безвредны, чего не скажешь об остальных компонентах. Чем ниже эффективность двигателя, тем больше в составе его выхлопных газов вредных веществ.
Оптимальная (или стехиометрическая) смесь, при которой топливо сгорает наиболее эффективно, состоит приблизительно из 14.7 весовых частей воздуха и одной весовой части топлива. При этом соотношении в выхлопных газах содержание СH и СО будет наименьшим, а уровень СО2 –наибольшим.
Влияние состава смеси на состав выхлопных газов.
1.Высокое содержание СО в выхлопных газах говорит о недостатке кислорода или "богатой" смеси.
2.Заниженное содержание СО в выхлопных газах говорит о переобеднении смеси или
механической неисправности двигателя. При плохом или некачественном сгорании, а так же пропусках в работе цилиндров, уровень СО в составе выхлопных газов падает.
Нет сгорания - нет и образования СО. Уровень СО в составе выхлопных газов можно
использовать, как индикатор состава смеси, но точность будет соблюдена только при полностью механически исправном двигателе и отсутствии неисправностей в системе зажигания.
Углеводороды (СН).
Присутствие СН в выхлопных газах указывает на общее состояние двигателя и то, как
поддерживается оптимальное соотношение горючей смеси.
Бензин состоит практически из чистых углеводородов. Присутствие СН в выхлопных газах говорит о том, что сгорело не все топливо.
Высокое содержание СН обычно сопровождается высоким содержанием СО (смесь не
соответствует требуемому составу).
Обычно присутствие СН при нормальном содержании СО говорит о неверном измерении уровня СО. Однако, проблемы системы зажигания, неисправность свечей, высоковольтных проводов или неправильная установка момента зажигания вызывает появление в выхлопе несгоревших углеводородов, которые при пропусках или неполном сгорании в одном из цилиндров проходят в общую выхлопную трубу. Другой причиной может быть подсос воздуха или механическая неисправность двигателя. В любом случае, даже если двигатель полностью исправен, в выхлопных газах можно обнаружить присутствие несгоревших углеводородов.
Углекислый газ (СО2).
Это продукт эффективного сгорания топлива в двигателе, напрямую зависит от стехиометрического состава смеси и обратно пропорционален уровню содержания в выхлопе СО. При низком содержании в выхлопных газах СО и СН уровень СО2 составляет примерно 13...15%.
Кислород (О2)
Если стехиометрическое число выдерживается, кислород должен сгорать полностью. Однако, небольшое присутствие кислорода в выхлопе (около 0.5...2.0%) будет присутствовать даже в полностью исправном двигателе. Большее или меньшее количество кислорода в составе выхлопных газов указывает на неправильный состав смеси, проблемы зажигания или механические неисправности двигателя, утечки в выхлопной системе.
Наша разработка.
Достоинством данного изобретения является его универсальность применения для сжигания любых углеводородных топлив, благодаря расширению диапазона регулирования параметров горения, особенно в режиме их взаимосвязанного регулирования.
Сущность воздействия на процесс горения пламени состоит в эффективном окислении раздробленных частиц топлива, а также в более качественном перемешивании слоев, содержащих минимальное количество горючего вещества .
«Ферментная добавка (далее «ФД») интенсифицирует разложение стойких и длинных молекулярных цепей (парафина), находящихся в углеводородном топливе, и нефтепродуктах, значительно ослабляют межмолекулярные взаимодействия с последующим окислением.
«Ферментная добавка» обладает четырьмя различными составляющими, которые обеспечивают комплексное действие, обуславливающее его применение:
Первое свойство (подготовительный этап)- подготовка топлива и всей топливной системы к процессу сгорания. Воздействуя на тяжелые молекулы углеводорода (парафины), ферменты разрыхляют их, способствуя внедрению атома кислорода в молекулу углеводорода. Этот процесс осуществляется в очень мягких условиях, при этом происходит разложение нежелательных примесей, содержащихся в топливе, за счет этого происходит повышение качества топлива.
Эффективная дозировка ферментов крайне мала, составляет несколько тысячных долей от объема топлива. Расчетное соотношение 20 миллилитров «Ферментная добавка» на 70-90 литров любого углеводородного топлива. Особым условием является тот факт, что добавления должно происходить вечером, чтобы прошла ночь, для подготовки топлива. В дальнейшем, время на подготовку топлива требуется около 30 минут, так как ферменты постоянно находятся в топливном баке.
Второе. Благодаря воздействию ферментов, улучшаются реологические свойства топлива, а именно, повышается текучесть и уменьшается вязкость с поверхностным натяжением, ослабевают межмолекулярные взаимодействия. Происходит разрушение скопившихся смолистых отложений в топливном резервуаре (бензобаке, трубопроводе), перестают ржаветь металлические части емкостей. (Через некоторое время возможно засорение фильтрующих элементов).Введение «Ферментной добавки» в исходные топлива, позволяет получать топлива с улучшенными свойствами. Срок хранения нефтепродуктов значительно увеличивается, топливо приобретает новые качественные характеристики.
Третьим свойством является возможность состава исключать из процесса горения сераорганические соединения, препятствовать образованию различных оксидов серы, что в конечном итоге приводит к значительному снижению токсичности выхлопных газов. Благодаря всем этим механизмам, происходит более тщательная подготовка топлива к процессу сгорания.
Четвертое свойство. Горение топлива определяется коэффициентом сгорания. «Ферментная добавка» непосредственно способствует наиболее полному сгоранию топлива с выделением большего количества энергии, при котором не остается недоокисленных продуктов.
С «Ферментной добавкой», сгорает 90-95% топливной смеси, без его применения от 60 до 78% горючего в зависимости от технического состояния двигателя. При сгорании подготовленного топлива, количество отложений в топливной системе и нагара в камерах сгорания значительно уменьшается из-за элиминации и выведения неорганических и вредных примесей. Благодаря чему увеличивается срок службы двигателя и основных частей автомобиля, испытывающих наибольшую нагрузку.
КАК ЭТО ДЕЙСТВУЕТ!?
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 960; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!