Рисунок 1. Газогенераторный автомобиль прошлого века.

Страны же, чьи недра не так богаты углеводородами продвинулись существенно вперед в разработке газогенераторов. Современные технологии позволили повысить КПД установок, и улучшить управляемость процессом. Большинство зарубежных предприятий деревообработки используют газогенераторные установки. Это позволяет не только решить проблему утилизации органических отходов, но и получить постоянный источник дешевой энергии, что в значительной мере помогает повысить рентабельность предприятий. Посредством такой установки, можно греть воду, отапливать помещения и получать электроэнергию. [1, с. 156], [2, с. 166]

Мировой лидер в производстве газогенераторов американская фирма ALL Power Labs, позиционирует газогенератор как независимый источник электроэнергии при чрезвычайных ситуациях и в арсенал оборудования американских служб спасения входит газогенератор (рисунок 2)

Рисунок. 2. Газогенераторы фирмы ALL Power Labs (США)

Подведя промежуточные итоги можно отметить, что: даже при относительно низкой энергетической ценности генераторный газ может быть использован в двигателях внутреннего сгорания.

Проведенный анализ показывает, что, несмотря на конструктивное многообразие рассмотренных газогенераторных установок, использующих в качестве топлива древесную или растительную биомассу, все они имеют примерно одинаковые эксплуатационные характеристики:

• влажность используемого топлива – до 40%;
  
• удельный вес установки – 30–40 кг/кВт;
• КПД – 70–80%.

Газогенераторные установки, разработанные в 60-х года прошлого века, имели несколько лучшие показатели, так например влажность древесной биомассы могла достигать 55%, при КПД до 90%, но были массивней современных установок 50–55 кг/кВт

Усовершенствование конструкций газогенераторных установок позволит расширить область их применения.

Рассматривая генераторный газ, как моторное топливо, нельзя не затронуть его экологические характеристики. Испытания двигателя ВАЗ 2105, работающего на генераторном газе показали, что выбросы вредных веществ с отработавшими газами двигателя ВАЗ 2105 при работе на газогенераторном топливе значительно ниже (рисунок 4), чем при работе на бензине. (рисунок 3)

Рисунок. 3. Показатели токсичности при работе двигателя на бензине.

Рисунок. 4. Показатели токсичности при работе двигателя на генераторном газе.

Так при 1000 мин-1 при работе на газогенераторном топливе содержание монооксида углерода CO снизилось на 2,25% (в 13,5 раз), остаточных углеводородов CH на 504Ppm (в 8,6 раза).

Однако сравнение работы двигателя при подключении дополнительной нагрузки выявило существенный недостаток газогенераторов как источника топлива для ДВС.

При подключении нагрузки, двигатель внутреннего сгорания, работающий на генераторном газе, не справляется с дополнительно подключенной нагрузкой и происходит снижение оборотов и дальнейший останов двигателя (рисунок 5), в отличие от ДВС, работающего на бензине (рисунок 6).

Рисунок. 5. Работа двигателя на генераторном газе при повышении нагрузки.

Рисунок. 6. Работа двигателя на бензине при повышении нагрузки

Основная причина такого явления – недостаток газового топлива в камере сгорания ДВС, т.е. газогенератор не успевает выработать объем газа необходимый для работы двигателя при переходе на более высокую нагрузку. В то время как двигатель, работающий на бензине, компенсирует возросшую нагрузку дополнительным количеством топлива, выравнивая обороты.

Основным способом решения данной проблемы в настоящий момент является подача топлива в камеру сгорания, и его отключения при выходе газогенератора на установившийся режим работы.

Коллективом авторов был предложен принцип параметрического регулирования процесса газификации, который был реализован в заявке на патент, где была высказана гипотеза о возможности управлением процессом газификации в зависимости от режимов работы двигателя.[3, с. 84], [4]

Дальнейшие исследования, показали, что на процесс газификации можно влиять как количеством нагнетаемого воздуха в камеру газификации (рисунок 7), так и направлением его подачи, меняя не только количество вырабатываемого газа, но и его качественные характеристики.

Рисунок. 7 Изменение формы факела от количества нагнетаемого воздуха

Рисунок. 8 Изменение качества генераторного газа от направления нагнетаемого воздуха

В результате исследований предложена конструкция параметрического газогенератора с возможностью регулирования рабочего процесса в объеме камеры газификации. (рисунок 9)

Рисунок. 9. Параметрический газогенератор с объемным регулированием процесса газификации.

1 – газификатор; 2 – теплоизоляционный корпус; 3 – магистральный воздуховод; 4 – фурменные воздуховоды; 5 – зольниковая решетка; 6 – технологические окна; 7 – электромагнитные клапана; 8 – газоотводная трубка; 9 – опоры

Для управления процессом газификации на различных режимах работы, газогенератор оборудуется системой электромагнитных клапанов (поз. 7, рисунок 9) управляющих работой каждой фурмы индивидуально, расположенной в объеме зоны фурменного пояса.

Управление фурмами основывается на контроле за расходом генераторного газа в зависимости от нагрузки и оборотов ДВС. Что позволит оперативно управлять процессом газификации.

Кроме этого, фурмы расположены в разных плоскостях по объему камеры газификации фурменного пояса и количество фурм в каждой плоскости может быть различно, причем фурмы в плоскостях расположены со смещением относительно друг друга. (рисунок 10)

Рисунок. 10. Расположение фурм в объеме камеры

Заключение

Предлагаемая конструкция параметрического газогенератора с объемным регулированием процесса газификации обладает рядом преимуществ:

• возможностью управления процессом получения генераторного газа в объеме камеры газификации;
  
• более стабильной работой ДВС на переходных режимах;
  
• возможностью утилизации сыпучих отходов лесопиления (опилок)

Быстрое технологическое развитие предъявляет повышенные требования к надежности оборудования животноводческих комплексов [2, с.42], сохраняя высокие требования к качеству продукции. На первый план при обеспечении процесса доения, выходит чистота вымени и предотвращение инфекционных заболеваний, влекущих появление и развитее мастита.

Профилактика инфекционных заболеваний включает в себя не только условия содержания, качественную подготовку вымени перед дойкой [3, с.11], но и обработку доильной аппаратуры и вымени коров биологически активными веществами, позволяющими снизить бактериальную обсемененность животного и оборудования.

В качестве реагентов для обработки применяются концентраты йода и перекиси водорода, разбавляемые водой при проведении обработки. Существующие схемы приготовления растворов для обработки, заключаются в ручном смешивании компонентов, в необходимой пропорции.

По заявке ветеринарной службы племзавод-колхоза «Имени 50-летия СССР» для обработки вымени и оборудования был разработан параметрический дозатор, осуществляющий смешивание воды и биологически активных веществ в потоке.

Предлагаемый параметрический дозатор (рисунок 1) позволяет производить регулировку подачи биологически активного вещества в диапазоне от 0 до 10 мл/с. Представляет собой пневматическое управляющее устройство и снабжен регулятором давления 1, регулятором частоты пульсаций 3, жидкокристаллическим дисплеем 4. Широкий диапазон настраиваемых параметров позволяет не только регулировать количество подаваемого раствора, но и обеспечивать максимально качественное смешивание жидкостей.

Рисунок 1. Параметрический дозатор:

1 – регулятор давления; 2 – манометр; 3 – регулятор частоты пульсаций; 4 – ЖК–дисплей; 5 – вход сжатого воздуха; 6 – вход биологически активного вещества; 7 – выход биологически активного вещества; 8 – подключение электропитания

Порядок настройки на работу дозатора следующий:

1. 1.     подключение трубок подачи биологически активной жидкости (поз. 6, рисунок 1);
2. 2.     подключение трубок подачи раствора 5 (рисунок 1);
3. 3.     подключение эжектора Вентури 10 (рисунок 2);
4. 4.     установка давления воздуха P = 0,6 МПа, регулятором 1(рисунок 1);
5. 5.     подключение питания прибора 8 (рисунок 1)
6. 6.     проверка давления жидкости;
7. 7.     регулировка дросселя 6 (рисунок 2);
8. 8.     настройка качества смеси регулятором выхлопа 4 (рисунок 2);
9. 9.     тонкая настройка регулятором частоты пульсаций 3 (рисунок 1).

Рисунок 2. Пневматическая схема дозирующей установки:

1 – помпа; 2 – пневмомагистраль; 3 – регулятор давления; 4 – глушитель с регулированием выхлопа; 5 – клапан с электроуправлением; 6 – дроссель; 7 – генератор импульсов; 8 – емкость с биологически активным веществом; 9 – водопровод; 10 – эжектор вентури

Параметрический дозатор позволяет за счет точного дозирования биологически активных растворов, улучшить качество преддоильной обработки вымени коров и доильного оборудования, кроме этого параметрическое регулирование дает возможность оперативно изменять концентрацию раствора в зависимости от изменения бактериального фона, тем самым обеспечив здоровье и продуктивное долголетие животным.

Использование жидкой смазки с подачей через жиклеры, расположенные под ветвями цепной передачи так же оказалось неэффективно, жиклеры засорялись, смазка не поступала, поскольку прочистка жиклеров мастерами-наладчиками не представлялась возможной, приходилось увеличивать давление смазывающей жидкости, увеличение давления неизбежно привело к перерасходу смазывающей жидкости на 70%.

Инжиниринговой компанией «ВолИнжКомпани» предложено решение жидкостной смазки открытых цепных передач с пневматическим механизмом управления (рисунок 1)

Рисунок 1. Станция смазки

1 – регулятор давления, 2 – клапан схемы обдува, 3 – пилотный клапан, 4 – клапан включения подачи масла и воздуха, 5 – пневмодроссель, 6 – манометр, 7 – фильтр, 8 – диафрагма, 9 – клапан-смаситель, 10 – винт регулировки расхода воздуха, 11 – винт регулировки расхода масла, 12 – рукав с соплом, 13 – уровнемер, 14 – пробка.

Блок управления (рисунок 2а), через заданные промежутки времени подает давление на емкость со смазывающей жидкостью (рисунок 2б), откуда смазка поступает на рукав с соплом (рисунок 2в), обеспечивая необходимое качество смазки цепи.

Рисунок 2. Элементы системы управления смазкой

а – блок управления, б – емкость со смазывающей жидкостью, в – рукав с соплом

Использование данной системы на производственных мощностях ООО «Харовсклеспром» позволило снизить расход смазочных материалов и продлить межремонтный ресурс открытых цепных передач.

Стоит отметить, что использование пневматического оборудования в условиях различных предприятий [2]становится довольно популярным, так этой же компанией был предложен параметрический регулятор, обеспечивающий высокоточное дозирование жидкости [3], в качестве управляющего механизма в котором используется сжатый воздух.

Кузов легкового автомобиля является одним из основных узлов, определяющим его надежность, которая, как показали исследования, носит индивидуальный характер. [1, 2]

Реагенты и солевые растворы вызывают коррозию стальных кузовов автомобилей, разрушая их и сокращая срок службы.

Химическая промышленность предлагает огромный спектр средств, применяемых для защиты кузова легкового автомобиля от воздействия химически-агрессивных средств. Спектр их настолько широк, что простому обывателю сложно определиться с выбором средства антикоррозийной защиты. Многие автолюбители часто задаются вопросом, чем обработать новую машину или каким антикором обработать старую машину [3]

Программа и методика исследований

Для исследования были взяты следующие средства антикоррозийной защиты:

1. Мовиль быстросохнущий
2. Мовиль долгосохнущий, «невысыхающий»
3. Мастика Body 930
4. Тектил цинк body safe

Средства были выбраны по рекомендациям частных предприятий автосервиса, предлагающих услуги антикоррозийной защиты, некоторые автосервисы предоставили материалы антикоррозийной защиты.

В качестве реагентов были взяты: природный солевой раствор, получаемый на скважине г. Кадников, Вологодской области, и концентрат минеральный «ГАЛИТ» (ТУ-21110444-00203944-2011) производства «УРАЛКАЛИЙ»

На основе концентрата был приготовлен солевой раствор с количеством соли 130-135 г/дм³

Стойкость препарата к воздействию соли определяют при погружении пластины в два типа растворов. Минимальное время нахождения образцов  установили на отметке 240 часов. [3, 4]

Исследованию подвергались металлические пластины, вырезанные из кузовного железа легкового автомобиля, размер пластин составлял 30´30 мм. Антикоррозийная обработка опытных образцов выполнялась согласно рекомендациям изготовителей.

Результаты исследований.

Виды и требования, предъявляемые к средствам антикоррозийной защиты

Антикор для скрытых поверхностей

К качественным средствам антикоррозийной защиты, применяемым для обработки скрытых поверхностей, предъявляются следующие требования:

• Сохранение лакокрасочного покрытия кузова
• Высокая степень адгезии к поверхности
• Хорошее проникновение в микротрещины
• Однородность структуры
• Вытеснение влаги и электролитов с обрабатываемой поверхности
• Формирование эластичной пленки
• Хорошее проникновение в пораженные коррозией участки металла

Применяются два вида основ это масляная и парафиновая (восковая). Имеющие ряд особенностей свойств.

Антикор для внешних поверхностей

К средствам антикоррозийной защиты, применяемым для обработки внешних поверхностей, например для колесных арок или днища автомобиля, предъявляются совсем другие требования:

• Хорошее ограждение металлической поверхности от агрессивного воздействия электролитов
• Высокая степень адгезии
• Высокая эластичность
• Сопротивление механическим деформациям кузова
• Высокая механическая прочность, т.е. способность противостоять ударам гравия или песка, при этом не отслаиваться [4, 5].

Таблица 1 – Сравнительная оценка средств антикоррозийной защиты

При проверке в солевых растворах все вышеуказанные средства выдержали погружение в солевую среду в течение 240 часов без нарушения целостности покрытия и образования следов коррозии. [3]

Проведя исследование, и сделав анализ средств, применяемых для антикоррозийной защиты можно отметить, что для днища и суровых русских условий можно использовать либо body 930 + мовиль в стеклянной бутылке, либо тектил цинк body safe.

Сочетание body 930 + мовиль обусловлено тем, что при возможном разрушении твердого покрытия мастики body 930, мовиль имеющий более эластичный состав заполнит трещины. Тектил цинк body safe по своей стоимости будет дороже обоих компонентов.

Необходимо в дальнейшем провести испытания покрытий на продолжительность сохранения целостности, что позволит сделать заключение о наиболее целесообразной периодичности обновления антикоррозийной защиты.