ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО СМЕСИТЕЛЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ БИОДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА ИЗ МАСЛА ЯТРОФЫ

Рассмотрели процесс функционирования гидродинамического смесителя, осуществляющего смешивание потоков биодизельного топлива из ятрофового масла повышенной кислотности с углекислым газом для его промывки. Получили закономерности, раскрывающие взаимосвязь параметров (диаметра и длины камеры смешивания), режимов (давление и скорость потока) со свойствами среды (динамическая вязкость, плотность, упругость) и энергетических показателей процесса (мощность перемешивания). На основании метода подобия и размерностей физических величин получили критерий турбулентности потока, рассчитали режимы, рекомендовали диаметр камеры смешивания (30-35 мм). Установили снижение давления потока и мощности на перемешивание при увеличении диаметра трубопровода. Определили наименьшую интенсивность изменения давления при диаметре более 30 мм, где зависимость приобретает характер линейной функции. Получили закономерность изменения мощности на перемешивание, которая наиболее интенсивно возрастает (в 1,5 раза) с уменьшением длины камеры смешивания с 15 до 10 мм и перестает снижаться при 30-35 мм. Обосновали режим (давление на срезе сопла соответствует критическому), при котором углекислый газ приобретает в камере смешивания свойства жидкости, растворяясь в биотопливе, а смесь становится квазиоднородной. Выявленный критерий смены режимов потока из сверхзвукового в дозвуковой позволил определить условие квазиоднородности смеси. Доказали, что формируемый при этом сверхзвуковой поток «жидкость-газ» трансформируется в дозвуковой, сопровождаемый при акустическом эффекте кавитации прыжком перемешивания за счет изоэнтропного скачка давления. Обосновали физико-химические данные процесса кавитационного воздействия углекислого газа на биодизельное топливо, в результате которого улучшаются свойства среды вследствие структуризации молекул раствора, что положительно влияет на смешивание. Предложили конструкцию гидродинамического смесителя.

биодизельное топливо, ятрофа, кавитация, гидродинамический смеситель, Biofuel, Jatropha, Cavitation, Hydrodynamic mixer parameters

1. Басков В.Н., Колос В.А., Сапьян Ю.Н. Биотопливо из растительного сырья: производство, потребление, энергоэффективность // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2010. - № 6. - С. 13-18

2. Сапьян Ю.Н., Воробьев М.А., Колос В.А. Система допуска к производству и применению биологических видов топлива // Сельскохозяйственные машины и технологии. - 2010. - № 3. - С. 22-28

3. Громаков А.В. Повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов за счет применения биотоплива: Автореф. дис…. канд. техн. наук. - Зерноград, 2012. - 20 с

4. Громаков А.В., Пархоменко Г.Г., Громакова Л.В. Определение оптимального состава смесевого топлива по режимам функционирования машинно-тракторных агрегатов // Хранение и переработка зерна. - 2014. - № 7 (184). - С. 56-57

5. Громаков А.В., Филатов С.К., Пархоменко Г.Г. Повышение эффективности функционирования машинно-тракторных агрегатов за счет применения биотоплива // Технология колесных и гусеничных машин: - 2014. - №6(16). - С. 16-22

6. Ибятов Р.И., Муртазин Т.Ш. Метод расчета динамики дисперсных частиц в цилиндроконическом гидроциклоне // Вестник Казанского ГАУ. - 2010. - № 3 (17). - С. 89-92

7. Воронков С.С. О модуле упругости вязкого теплопроводного газа // Техническая акустика: [электронный журнал]. - 2010. - № 4. URL: http://www.ejta.org

8. Спиридонов Е.К., Пантюхин А.А. Экспериментальные исследования рабочего процесса кавитационного смесителя // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Машиностроение». - 2007. - Вып. 10. - № 25. - С. 89-97

9. Хафизов И.Ф., Мухин И.А., Доронин Д.Б. Иммитационное моделирование смесителя с целью изучения волновых процессов // Нефтегазовое дело: [электронный научный журнал]. - 2012. - № 4. - С. 457 - 465. URL: http://www.ogbus.ru

10. Кошкин В.К., Михайлова Т.В. Термодинамическая теория истечения газов и паров, процесс дросселирования - М.: МАИ, 1983 - 53 с