Всем привет, компания Водородинг™ продолжает публикации переведённых научных статей из библиотеки ученых и технических сотрудников компании. Данный материал поможет вам сформировать о #водородная очистка двигателя отзывы
Предлагаем вашему вниманию перевод статьи Essuman S. P. K., Nyamful A., Agbodemegbe V. Y. & Debrah S. K., “Влияние газа HHO в качестве присадки к топливу на выбросы выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания”. Международный журнал передовых научных исследований и разработок (IJASRD), 06 (03/I), 2019, стр. 1 – 12 https://www.ijasrd.org/
Авторы: Сэмюэл Памфорд Коджо Эссуман, Эндрю Ньямфул, Винсент Яо Агбодемегбе и Сет Кофи Дебра. Кафедра ядерной инженерии, Высшая школа ядерных и смежных наук, Университет Ганы, Гана.
История статьи:
Получено журналом: 14 марта 2019 года;
Получено в пересмотренном виде: 04 Апреля 2019 года;
Принято: 04 апреля 2019 года;
Опубликовано: 10 апреля 2019 года
ВСТУПЛЕНИЕ
На транспортную отрасль приходится 95% всего потребления энергии, производимой в мире с использованием углеводородного топлива, по сравнению с применением для производства электроэнергии (International Energy Outlook, 2017). Это свидетельствует о том, что транспортная отрасль в значительной степени зависит от жидких нефтяных видов топлива.
Чрезмерная зависимость существующих двигателей внутреннего сгорания (ДВС) от ископаемых природных ресурсов привела к выбросам высоких концентраций парниковых газов, которые включают NOx, CO, O3, SOx и CO2 (Naresh C. и др., 2014). Постоянное увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере, является основным фактором, способствующим повышению температуры земли от 2°C до 4°C, что приводит к глобальному потеплению (EL-Kassaby MM. и др., 2016).
В стремлении перейти к снижению потребления ископаемого топлива, а также к сокращению связанных с ним загрязняющих веществ, выделяемых двигателями внутреннего сгорания (ДВС), ученые в настоящее время испытывают различные альтернативные источники топлива, такие как биодизельное топливо, биоэтанол и биогаз, которые не требуют модификации существующих двигателей. Однако эти виды топлива коммерчески дороги (Özcanli M. и др., 2016). Другой инновационный способ, привлекающий внимание всего мира, является смешивание газа HHO с бензином в качестве дополнительного топлива для повышения производительности и снижения концентрации загрязняющих веществ, выбрасываемых из камеры сгорания двигателя(Raviteja S. и др., 2014).
Проведенный обзор научной литературы за 2015-2017 гг., показывает о наличии практических исследований по снижению концентраций S02, NOx, CO и UHC, выделяемых ДВС с использованием газовой смеси HHO с бензином. Однако в них не были изучены концентрация кислорода и температура в камере сгорания.
Sachin Jadhav и S. B. Sanap, 2015 изучили влияние смешивания газа HHO с бензином на характеристики производительности и выбросов четырехтактного одноцилиндрового двигателя с искровым зажиганием. Газ #HHO или как его ещё называют "#газ Брауна " был получен путем электролиза воды и подавался непосредственно во впускной коллектор 133-кубового двигателя. Испытание проводилось в двух частях:
- с использованием смесей бензин/воздух и
- подача смеси бензин/HHO газ/воздух.
Результаты показали улучшение характеристик двигателя при использовании смеси бензин/HHO газ/воздух. Кроме того, наблюдалось снижение концентраций HC и CO на 58,3% и 71,4% соответственно, в то время как концентрация NOx увеличилась на 18,8%. Оптимизация и влияние #гидроксигаза на производительность и выбросы двигателя CI (двигателем с воспламенением от сжатия) с использованием смеси #биодизельного топлива с газом HHO были исследованы M. I. Arbab и др., в 2016 г и сообщили, что смесь смеси биодизельного топлива/газа HHO в двигателе CI снизила концентрации выбросов CO и HC более чем на 20% и 10% соответственно.
Команда ученых под руководством Mustafa Ozcanli, в 2016 подтвердила аналогичные результаты, полученные M. I. Arbab., с использованием HHO для обогащения водородом биодизельного топлива из касторового масла в двигателе с воспламенением от сжатия (CI). Аналогичным образом, Husenyin Turan Arat, 2016 показали, что использование топливных смесей гидрокси-СПГ в не модифицированном дизельном двигателе позволило значительно увеличить крутящий момент, крутящую мощность и тепловую эффективность двигателя.
В дополнение к этому учёный P. V. Manu. в 2016г. изучил бортовой #электролизер на сухих элементах в двигателе CI, работающем в режиме двойного топлива (дизель/ННО). Сообщалось, что максимальный BTE (Brake Thermal Efficiency Тепловая эффективность) увеличился на 34,99% при нагрузке 14,7 кг при расходе газа HHO 2 л / мин.
Этот результат был подтвержден в 2016 году одновременно учеными разных университетов: Харшалл Ваши, Патель Четан Н.и Маулик А. Моди.
В другом эксперименте, проведённом командой ученых под руководством Sanchez, так же в 2016г., изучали эффект применения газа HHO (газа Брауна) в качестве присадки к топливу в двигателе Isuzu Trooper объемом 2255 куб. см .
Испытание проводилось путем изменения частоты вращения двигателя от 754 об / мин, 1500 об / мин, 2000 об / мин и 2500 об / мин при различном потоке газа HHO 6 631, 15 461 и 22 389 мл/с. Снижение концентраций CO, CO2 и HC составило 12,18%, 1% и 32,67% соответственно.
Кроме того, D. J. Jyothsna Devi в 2016г. изучили влияние бензинового топлива обогащённого ННО на эффективность двигателя. Их результаты показали увеличение крутящего момента двигателя при снижении удельного #уменьшить расход топлива на 19,1% и на 14% , а так же он зафиксировал снижение концентрации HC и CO на 5% и 13,5% соответственно. Эти результаты были также подтверждены Расиком С. Куваре и д-р Аджай В. Колхе, 2016 в аналогичной работе.
Ahmed H. Sackhrieh с командой учёных в 2017 оптимизировали #двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, используя газ HHO в качестве дополнительного топлива. Они изменяли #крутящий момент и скорость; поддерживали электрический динамометр, в то время как дроссельная заслонка двигателя изменялась. Их результаты показали, что мощность двигателя, крутящий момент, тормозное удельное сгорание топлива и КПД были увеличены на 14,2%, 4,8%, 10,6% и 8,8% соответственно.
Чуть позднее Pranav Powar в 2017 повторил эти результаты.
Так же снижение выбросов загрязняющих веществ в одноцилиндровом бензиновом двигателе Bajaj CT 100 объемом 99,27 куб. см с использованием газа HHO (#оксигидроген) во впускном коллекторе двигателя было изучено командой ученого Arvind в 2017г. Их экспериментальные результаты показали снижение концентраций CO, HC и CO2 на 42%, 16% и 28% соответственно. Кроме того, Гулам Аббас Гоар и Хасан Раза в 2017 году провели сравнительный анализ эксплуатационных характеристик компрессионного двигателя TQ200 с газом HHO и без него, используя KOH в качестве катализатора в герметичном электролизёре сухого типа. Полученные результаты подтвердили увеличение мощности двигателя, теплового КПД и механического КПД на 22%, 47% и 24% соответственно, в то время как удельный расход топлива снизился на 27%.
Таким образом, настоящее исследование направлено на изучение влияния водородно-кислородного газа на эффективность и температуру в камере сгорания 125-кубового бензинового двигателя Haojue, использующего топливную смесь бензин/HHO газ/воздух.
МЕТОДОЛОГИЯ
2.1 Оборудование
Технические характеристики оборудования, использованного при выполнении настоящего исследования.
(a) Двигатель Haojue
В настоящей работе мы используем двигатель от Haojue Suzuki Motorcycle. Технические характеристики испытуемого двигателя представлены в таблице 1.
(b) Электролизер HHO
В нашей работе газ HHO (газ Брауна) мы получали применяя электролизер HHO с использованием рекомендованных растворов электролитов и электричества.
Электролизер состоит из 130 пластин электродов из нержавеющей стали (SS316L). Электролизер оснащен резервуаром-резервуаром и барботером. Выход газа ННО из электродизёра регулируется однонаправленным вентилем ацетиленовой горелки. В таблице 2 приведены подробные технические характеристики электролизера оксигена.
(c) Блок питания инверторного типа
Инвертор - это устройство, используемое для преобразования постоянного тока в переменный. Блок питания построен так, чтобы иметь регулируемый режим для выбора различных напряжений для эксперимента. Технические характеристики используемого инвертора приведены в таблице 3.
(d) Газоанализатор
Газоанализатор E8500 Plus использовался в настоящей работе для измерения концентраций газов, выделяющихся из камеры сгорания механизированного оборудования
2.2. Процедура испытания на выбросы
И так у нас ДВС 125 кубических сантиметров, 4-тактный, одноцилиндровый и двигатель Haojue с воздушным охлаждением, топливный бак заполнен бензином, и двигатель включен.
Мы даём возможность впускному коллектору двигателя втягивать только воздух. Топливо, сжигаемое в двигателе, представляло собой смесь бензина и воздуха. Даём двигателю прогреться в течение 10 минут. Включаем газоанализатор E8500 Plus и также прогреваем его в течение 10 минут.
После того, как газоанализатор откалибровался, зонд газоанализатора помещаем в конец выхлопной трубы, и измеряем в течение 10 минут концентрацию выделяющихся газов из камеры сгорания двигателя.
Рис. 1: Технологическая схема эксперимента с использованием смеси бензина и воздуха в качестве топлива
Во втором эксперименте мы соединили трубку, по которой газ HHO выходит из электролизера, с впускным коллектором двигателя через расходомер, подающий газ HHO со скоростью 1,2 л / мин; таким образом, топливо, сжигаемое в камере сгорания двигателя, представляло собой смесь бензина, воздуха и HHO газа. Концентрация выхлопных газов измерялась, как описано ранее, в соответствии с методами, используемыми (Premkartikkumar в 2014; Ahmed H. Sakhrieh в 2017).
РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1 Замер компонентов продуктов внутреннего сгорания
В таблице 4 сравниваются средние концентрации соответствующих компонентов выбросов, образующихся в результате внутреннего сгорания смеси бензин-воздух и смеси Бензин-Воздух-HHO в испытательном двигателе.
Результаты, представленные в таблице 4, показывают, что, за исключением O2, наблюдается общий высокий уровень выбросов от испытуемого двигателя в отсутствие газа HHO.
Далее предлагаю рассмотреть графики концентрации выхлопных газов и времени для каждого компонента выбросов в течение десяти (10) минут работы ДВС.
3.2 Характеристики выбросов SO2 для случаев с HHO и без HHO
Из таблицы 4 видно, что средняя концентрация газа SO2 в выбросах, образующихся в результате сгорания смеси бензина и воздуха в камере сгорания испытательного двигателя, составила 4 073,40 мг/м3. С введением газа HHO в смесь бензина и воздуха в камере сгорания средняя концентрация газа SO2 резко снизилась с 4073,40 мг/м3 до 86,20 мг/м3, что представляет собой снижение концентрации газа SO2 на 97,9%.
Снижение концентрации газа SO2 может быть связано с тем, что, когда газ SO2 реагирует с кислородом в газе HHO, газ SO2 преобразуется в SO3 (Lawrence P. Belo и др., 2014). R. W. Fair и B. A. Thrush, в 1969 году также обратили внимание, что, когда водород в газе HHO реагирует с газом SO2, происходит эффективное гетерогенное восстановление газа SO2 до газа SO3. Эти эффекты могут объяснить резкое снижение концентрации газа SO2 почти до постоянного среднего значения 86,20 мг/м3, выделяющегося из камеры сгорания в течение всего периода измерения, как показано на рис.3.
Дополнительный чистый кислород, подаваемый в составе газа Брауна, еще больше увеличил конверсию газа SO2 в SO3. Резкая тенденция, наблюдаемая в отношении выбросов SO2 при сгорании смеси бензина и воздуха, может быть объяснена нестабильным характером регулятора частоты вращения двигателя, используемого для эксперимента. Однако снижение и почти линейная тенденция, наблюдаемая для газовой смеси бензин/воздух/HHO, может быть обусловлена высокой диффузией и диапазоном воспламеняемости водорода, содержащегося в газовой смеси HHO/бензин/воздух в камере сгорания двигателя. Это привело к сжиганию большего количества газа HHO по сравнению с серой, содержащейся в смеси бензина и воздуха.
Воздействие на здоровье высокой концентрации диоксида серы в воздухе было связано со снижением функции легких, увеличением частоты респираторных симптомов и заболеваний, раздражением глаз, носа и горла и преждевременной смертностью (World Bank Group, 1998). Исследования также показали, что растения, подвергающиеся воздействию высоких концентраций диоксида серы в окружающей среде, могут потерять свою листву, стать менее продуктивными или преждевременно погибнуть (World Bank Group, 1998). Кислотные отложения в пресноводных озерных и речных экосистемах также снижают рН рек, ручьев и озер. Поскольку виды рыб не могут пережить большие изменения рН, большинство затронутых озер могут полностью лишиться жизни рыб. Окисление также уменьшает видовое разнообразие и обилие других видов животных и растений (World Bank Group, 1998). Учёные доказали, что сульфатные аэрозоли, превращенные из диоксида серы в атмосфере, рассеивают свет и снижают видимость (World Bank Group, 1998). А сернистая кислота, образующаяся в результате реакции диоксида серы с влагой, ускоряет коррозию железа, стали и цинка.
3.3 Выбросы NOx
На рис. 4 показано, что концентрация газа NOx, полученного из смеси бензина и воздуха, увеличилась с 47,0 мг/м3 до 84,0 мг/м3 в течение первых шести (6) минут эксперимента, а затем снизилась до 35,0 мг/м3 на 10-й минуте, что дало среднюю концентрацию газа NOx 59,80 мг/м3 (таблица 4). Аналогичная работа, проведенная Саидом А. Мусмаром и Аммаром А. Аль-Русаном в 2011 году, показала, что концентрация газа NOx увеличивается с температурой системы по отношению ко времени. Это может объяснить наблюдаемое увеличение в концентрации газа NOx в течение первых 6 минут. С введением газа HHO в смесь бензина и воздуха средняя концентрация газа NOx снизилась до 50,0 мг/м3 (таблица 4), что составляет снижение на 16,4%. Снижение средней концентрации газа NOx может быть объяснено присутствием газа HHO, который снизил температуру системы и, следовательно, вызвал неблагоприятные условия для образования NOx, как это наблюдали Sa'ed A. Musmar и Ammar A. Al-Rousan, 2011 (рис.5).
На этом графике мы наглядно видим, что при подаче газа Брауна в камеру сгорания рабочая температура двигателя снижается в среднем на 10°C
Экологическое воздействие NOx включает, в частности, региональное загрязнение воздуха, которое служит реагентом для производства фотохимического смога, а также способствует кислотным дождям, которые влияют на жизнь растений и животных.
3.4 Выбросы CO
В ходе эксперимента нами было установлено, что процентное снижение средней концентрации СО составило 68,8% (таблица 4). Снижение средней концентрации CO во втором эксперименте можно объяснить тем, что введение газа HHO в смесь бензина и воздуха привело к увеличению уровня кислорода в смеси в камере сгорания, что привело к усилению конверсии CO в CO2, тем самым снизив концентрацию CO, как наблюдали Bari S. and Mohammad E. M., 2010.. Уравнения 1 и 2 показывают химическую реакцию превращения CO в CO2.
Воздействие СО на здоровье человека заключается в связывании СО с человеческим гемоглобином и образованием карбоксигемоглобина, который лишает организм человека достаточного количества кислорода, вызывает головные боли, тошноту и вялость.
3.5 Несгоревшие углеводороды ( UHC )
Изменение концентраций общих выбросов несгоревших углеводородов (UHC) с течением времени показано на рис.7. Среднее снижение концентраций UHC составило 35,2% (таблица 4). Это снижение средней концентрации UHC может быть связано с увеличением концентрации газообразного кислорода в камере сгорания из-за присутствия газа HHO, вызывающего разумное снижение средней концентрации UHC путем преобразования UHC в CO, CO2, H2O и тепловую энергию в соответствии с экспериментом, проведенным Ali Can в 2010г. Эта реакция преобразования показана в уравнении 3.
CxHy + (x + y/2) -> x CO2 + y/2 H2O + Тепловая энергия (3)
3.6 Выбросы кислорода (O2)
На рис. 8 показано, что концентрация кислорода после сгорания смеси HHO/бензин/воздух в любой момент времени была выше, чем концентрация кислорода в смеси бензина и воздуха в ДВС. В целом средняя концентрация газообразного кислорода увеличилась на 1,7% (таблица 4). Увеличение средней концентрации выделяемого кислорода может быть связано с присутствием кислорода в газе HHO, подаваемом в камеру сгорания.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Нами было проведено измерение газообразных загрязняющих веществ (CO, NOx, THCs и SO2), выделяемых из выхлопных газов 125 - кубового двигателя Haojue с использованием газа HHO в качестве топливной добавки к смеси бензин/воздух. Средние концентрации диоксида серы (SO2), оксидов азота (NOx), монооксида углерода (CO) и общего количества несгоревших углеводородов (UHC) снизились на 97,9%, 16,4%, 68,8% и 35,2% соответственно. Однако средняя концентрация газообразного кислорода (O2) увеличился на 1,7%.
Рабочая температура двигателя с добавлением водорода упала в среднем на 10 градусов.
Для поддержки усилий по решению проблем изменения климата, вызванного выбросами газов в атмосферу, рекомендуется активизировать использование источников энергии с низким уровнем выбросов, особенно в автомобильной промышленности и других отраслях, которые так сильно зависят от сжигания ископаемого топлива.
ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
[1] Герцог А. В., Липман Т. Е., Каммен Д. М. (2001). Возобновляемые источники энергии, Лаборатория возобновляемой и соответствующей энергии (RAEL), Беркли, США.
[2] Li S., Zhongguang F., Yazhou S., Ruixin W., Hui Z. (2016). Влияние угла завихрения на динамику горения и образование NOx в гибридной промышленной камере сгорания, Международный журнал тепла и технологий, 34(2), с. 197 – 206. DOI: https://doi.org/10.18280/ijht.340207.
[3] Бари С. и Мохаммад Э. М. (2010). Влияние добавления H2/O2 на повышение тепловой эффективности дизельного двигателя. Топливо, 89 (2), стр. 378-383. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.08.030.
[4] ЭЛЬ-Кассаби М. М., Эльдрайни Ю. А., Хидр М. Е. и Хидр К. И. (2016). Влияние добавления гидроксигаза (HHO) на производительность и выбросы бензиновых двигателей, Alexandria Engineering Journal, 55, стр. 243-251. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aej.2015.10.016.
[5] А. С. Йилмаз, Э. Улудамар и К. Айдын (2010). Влияние добавления гидроксильного (HHO) газа на производительность и выбросы выхлопных газов в двигателях с воспламенением от сжатия, Международный журнал водородной энергетики, 35(20), 11366-11372
[6] HK. Ван, САЙ. Ченг, YC. Лин и КС. Чэнь (2012). Сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от дизельного двигателя большой мощности, смешанного с различными количествами H2/O2, аэрозолей и исследований качества воздуха, 12, 133-140.
Понравилась статья ставьте лайки, оставляйте комментарии.
ССЫЛКИ НА НАШИ ЭКСПЕРИМЕНТЫ И ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВОДОРОДНОЙ ОЧИСТКИ ДВИГАТЕЛЕЙ:
- Обзор оборудования на рынке. Советы по выбору оборудования водородной очистки ДВС(ссылка на статью в Яндекс Дзен).
- Испытания технологии в Казанском Национальном Исследовательском Техническом Университете (ссылка на статью в Яндекс Дзен).
- Восстановление водородом двигателя Опель (ссылка на статью в Яндекс Дзен).
- Очистка катализатора VW (ссылка на статью в Яндекс Дзен).
- Эксперимент в лаборатории Водородинг™: что происходит в двигателе при добавлении ННО (ссылка на статью в Яндекс Дзен).
Необходимо иметь в виду, что Водородинг™ может производиться только на оборудовании компании Водородинг™ специалистами этой же компании. В противном случае клиента обманывают! Не доверяйте свои деньги и автомобиль обманщикам! #водородинг отзывы
