ISSN 0202-1633

· Язык: ru

Статья: ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ВОДОРОДА НА ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА АММИАКЕ (2025)

Читать

Читать онлайн

Рассмотрена возможность улучшения качества сгорания аммиака путем добавления водорода в рабочую смесь двигателя с искровым зажиганием. В качестве объекта исследования выбран двигатель размерности 7,7/8,58 со степенью сжатия 10,5. Для исследования влияния добавок водорода на характеристики воспламенения и параметры двигателя, работающего на аммиачно-водородном топливе, был предложен механизм кинетики реакций воспламенения и сгорания аммиачно-водородных смесей. Исследовано влияние состава смеси на период задержки воспламенения рабочей смеси и ее сгорание, а также на параметры двигателя. Показано, что период задержки воспламенения аммиака уменьшается с ростом содержания водорода в смеси. При неизменности общей теплотворной способности топлива и угла опережения зажигания увеличение содержания водорода в смеси приводит к повышению максимального давления сгорания, однако из-за ускоренного процесса выделения теплоты мощность двигателя снижается. В связи с этим для повышения мощности двигателя с ростом содержания водорода в смеси необходимо увеличивать угол опережения зажигания. Кроме того, увеличение концентрации водорода в смеси способствует значительному повышению температуры и давления в процессе сгорания, что приводит к увеличению концентрации оксидов азота в отработавших газах.

Ключевые фразы: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, аммиак, водород, аммиачно-водородное топливо, период задержки воспламенения, кинетика реакции сгорания

Автор (ы): Марков Владимир Анатольевич (Markov V. A.), Гордин Михаил Валерьевич (Gordin M. V.), Шленов Матвей Ильич (SHlenov M. I.), Юй Чжицин (YUy C.), Чжао Цзяньхуэй (CHzhao T.), Хан Донг (Han D.)

Журнал: ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ

Предпросмотр статьи

Идентификаторы и классификаторы

SCI: Физика
УДК: 621.436. Дизели. Двигатели с воспламенением от сжатия

Для цитирования:

МАРКОВ В. А., ГОРДИН М. В., ШЛЕНОВ М. И., ЮЙ Ч., ЧЖАО Ц., ХАН Д. ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК ВОДОРОДА НА ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА АММИАКЕ // ДВИГАТЕЛЕСТРОЕНИЕ. 2025. № 1 (299)

Текстовый фрагмент статьи

Моя история просмотров (10)

01. Статья: ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА ФОРСУНКИ ТЕПЛОВОЗНОГО ДИЗЕЛЯ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ГАЗОДИЗЕЛЬНОГО ЦИКЛА

02. Статья: СВОЙСТВА КРИВЫХ ЦИКЛИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ, ПОРОЖДАЕМЫХ НЕЛИНЕЙНОЙ МОДЕЛЬЮ СДВИГОВОГО ТЕЧЕНИЯ, УЧИТЫВАЮЩЕЙ ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА ДЕФОРМИРОВАНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ СТРУКТУРЫ

03. Статья: СИМВОЛИКА И МЕТАФИЗИКА ОБРАЗА ВЕСНЫ В РУССКОЙ ПОЭЗИИ XIX ВЕКА

04. Статья: МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ АДАПТАЦИЙ ТОПЛИВОПОДАЧИ ДЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ С ИСКРОВЫМ ЗАЖИГАНИЕМ

05. Статья: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФОРМЫ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ НА ПОКАЗАТЕЛИ ГАЗОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

06. Статья: ДИАГНОСТИКА ПОСТТРАВМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ ПАТЕЛЛОФЕМОРАЛЬНОГО СОЧЛЕНЕНИЯ У ПАЦИЕНТОВ ПОСЛЕ ОСТЕОСИНТЕЗА НАДКОЛЕННИКА

07. Статья: Ранняя профориентация в контексте парадигмы непрерывного образования

08. Статья: РОЛЬ SPRING-LIGAMENT В РАЗВИТИИ ПЛОСКОВАЛЬГУСНОЙ ДЕФОРМАЦИИ: ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

09. Статья: ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВПРЫСКИВАНИЯ И РАСПЫЛИВАНИЯ ТОПЛИВА И ПАРАМЕТРОВ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА БИОТОПЛИВАХ

10. Статья: Некоторые аспекты развития коммуникативных универсальных учебных действий

Будьте первым, кто начнет обсуждение

Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.

Создать тему для обсуждения

Список литературы

1. Heywood J.B.Internal combustion engine fundamentals. New York, McGraw-Hill Education, 2018, 1721 p.
2. Lešnik L., Kegl B., Torres-Jiménez E. et al. Why we should invest further in the development of internal combustion engines for road applications. Oil & Gas Science and Technology - Revue d’ IFP Energies Nouvelles, 2020, vol. 75, pp. 1-14. DOI: 10.2516/ogst/2020051 EDN: AAVWAO
3. Curran S., Onorati A., Payri R. et al. The future of ship engines: renewable fuels and enabling technologies for decarbonization.International Journal of Engine Research, 2023, vol. 25, pp. 1-26. DOI: 10.1177/14680874231187954 EDN: CMNLPG
4. Folkson R., Sapsford S. Alternative fuels and advanced vehicle technologies for improved environmental performance. Sawston, Cambridge, Woodhead Publishing, 2022, 798 p.
5. Александров А.А., Архаров И.А., Марков В.А. и др. Альтернативные топлива для двигателей внутреннего сгорания. Москва, НИЦ Инженер, Онико-М, 2012, 791 с. EDN: VCHZNB
6. Stančin H., Mikulcic H., Wang X. et al. A review on alternative fuels in future energy system. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2020, vol. 128, art. 109927, pp. 1-38. DOI: 10.1016/j.rser.2020.109927 EDN: QHZEGR
7. Абакумов А.М. На пути к низкоуглеродной мобильности. Транспорт на альтернативном топливе, 2021, № 6, с. 47-60. ISSN 0202-1633. EDN: UFWCJU
8. Василенко Д.В., Сараханова Н.С., Зинин В.Л. Декарбонизация транспортного сектора в странах северного измерения. Транспорт на альтернативном топливе, 2020, № 5, с. 25-43. EDN: PPJHGV
9. Гайворонский А.И., Гордин В.М., Марков В.А. Проблемы и перспективы использования безуглеродных и низкоуглеродных моторных топлив в условиях различных сценариев перехода к углеродно-нейтральной энергетике. Двигателестроение, 2022, № 2, с. 4-28. DOI: 10.18698/jec.2022.2.4-28 EDN: WGWIAU
10. Wang H., Ang B.W. Assessing the role of international trade in global CO2 emissions: an index decomposition analysis approach. Applied Energy, 2018, vol. 218, pp. 146-158. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.02.180
11. Ou Y., Shi W., Smith S.J. et al. Estimating environmental Co-Benefits of US low-carbon pathways using an integrated assessment model with state-level resolution. Applied Energy, 2018, vol. 213, pp. 482-493. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.02.122
12. Митрова Т., Мельников Ю., Чугунов Д., Глаголева А. Водородная экономика - путь к низкоуглеродному развитию. Москва, Центр энергетики Московской школы управления СКОЛКОВО, 2021, 63 с. DOI: 10.13140/RG.2.2.15540.91524
13. Богославский А.Е. Водородное топливо. Перспективы применения на подвижном составе. Транспорт Российской Федерации, 2019, № 6, с. 40-45. EDN: PCBCTY
14. Бабков Ю.В., Котяев Д.В., Прохор Д.И., Воронков А.Г., Журавлев С.Н. Особенности использования водорода на железнодорожном транспорте: выбор агрегатного состояния и способы экипировки локомотива водородом. Бюллетень результатов научных исследований, 2021, вып. 2, с. 107-118. DOI: 10.20295/2223-9987-2021-2-107-118 EDN: USGGEH
15. Пискунов И.В., Глаголева О.Ф., Голубева И.А. Альтернативные виды топлив для устойчивого развития транспортного сектора. Часть 2. Водородное топливо. Транспорт на альтернативном топливе, 2021, № 5, с. 53-62. EDN: GLJEFC
16. Шуреков В.В., Самохина С.С., Мякиннов А.В. Применение водородного топлива в авиации как способ снижения техногенного воздействия на окружающую среду. Транспорт на альтернативном топливе, 2020, № 1, с. 54-60. EDN: LBTWXQ
17. Золотых А.И., Гусев Д.Н., Епихин А.И., Нейжмак М.Р. Аммиак как альтернативный тип топлива. Эксплуатация морского транспорта, 2022, № 1, с. 140-147. DOI: 10.34046/aumsuomt102/27 EDN: PWZHTD
18. Воробьев С.А., Никифоров О.А., Абызов И.Т. Применение аммиака в качестве моторного топлива для автомобилей, эксплуатируемых в условиях Арктического региона. Вестник гражданских инженеров, 2022, № 2, c. 129-134. DOI: 10.23968/1999-5571-2022-19-2-129-134 EDN: SFWVIT
19. Гриффитс С., Уратани Дж. Низкоуглеродное судовое аммиачное топливо. Глобальная энергия, 2022, т. 28, № 4, с. 31-45.
20. Кириченко С.А., Козлов С.Г. Аммиак - перспективное судовое топливо для низкоуглеродного судоходства. Вестник транспорта, 2022, № 2, c. 22-31. EDN: PUXXON
21. Климентьев А.Ю., Климентьев А.А. Аммиак - перспективное моторное топливо для безуглеродной экономики. Транспорт на альтернативном топливе, 2017, № 3, с. 32-44. EDN: YUNIOF
22. Нейжмак М.Р., Епихин А.И., Модина М.А. Использование аммиака в качестве топлива для судов с целью снижения выбросов диоксида углерода в атмосферу. Эксплуатация морского транспорта, 2021, № 4, с. 131-137. DOI: 10.34046/aumsuomtl01/19 EDN: JIYBPN
23. Machaj K., Kupecki J., Malecha Z.M. et al. Ammonia as a potential marine fuel: a review. Energy Strategy Reviews, 2022, vol. 44, art. 100926, pp. 1-18. DOI: 10.1016/j.esr.2022.100926 EDN: YVIVAU
24. Гайворонский А.И., Гордин М.В., Марков В.А., Карпец Ф.С. Технологии промышленного получения водорода и его использования в транспортных энергетических установках. Двигателестроение, 2022, № 1, с. 3-20. EDN: CJGSDE
25. Кулешов А.С., Гордин В.М., Марков В.А., Барченко Ф.Б., Карпец Ф.С. Расчетное исследование рабочего процесса двухтопливного водородного двигателя. Двигателестроение, 2022, № 3, с. 70-96. DOI: 10.18698/jec.2022.3.70-96 EDN: PVCJHO
26. Са Бовэнь, Гордин М.В., Марков В.А., Плахов С.В. Моделирование процессов топливоподачи, смесеобразования и сгорания двухтопливного водородного двигателя. Двигателестроение, 2022, № 4, с. 65-81. DOI: 10.18698/jec.2022.4.65-81 EDN: KNNYZE
27. Кулешов А.С., Кулешов А.А., Гордин М.В., Марков В.А., Карпец Ф.С. Экологические показатели двухтопливного водородного двигателя. Транспорт на альтернативном топливе, 2023, № 3, c. 34-48. ISSN 0202-1633. EDN: NNDSQC
28. Кулешов А.С., Кулешов А.А., Гордин М.В., Марков В.А., Плахов С.В. Расчетные исследования рабочего процесса тепловозного дизельного двигателя с добавками водорода к жидкому нефтяному топливу. Двигателестроение, 2023, № 2, c. 62-83. DOI: 10.18698/jec.2023.2.62-83 EDN: OGSLID
29. Абызов О.В., Галышев Ю.В., Иванов А.К., Метелев А.А. Моделирование индикаторного процесса автомобильного газового двигателя при его работе на аммиаке. Двигателестроение, 2023, № 1, c. 64-69. DOI: 10.18698/jec.2023.1.64-69 EDN: MJDWEW
30. Лазарев Е.А., Росляков А.Д., Курманова Л.С., Петухов С.А., Лазарев В.Е., Плахов С.В. Особенности использования аммиака в качестве компонента моторного топлива в дизелях. Двигателестроение, 2024, № 4, c. 83-100. EDN: QQBEKS
31. Росляков А.Д., Курманова Л.С., Петухов С.А., Карпенко М.Ю., Плахов С.В., Пешков А.Б. Проектирование системы для подачи аммиака во впускную систему тепловозного дизельного двигателя. Транспорт на альтернативном топливе, 2024, № 5, c. 39-51. EDN: CXBZOY
32. Кулешов А.С., Кулешов А.А., Марков В.А., Фурман В.В., Плахов С.В. Расчетные исследования параметров рабочего процесса дизельного двигателя с добавками аммиака во впускную систему. Двигателестроение, 2023, № 3, c. 71-93. DOI: 10.18698/jec.2023.3.71-93 EDN: BZYUWM
33. Са Бовэнь, Лю Ин, Марков В.А., Фурман В.В., Плахов С.В. Характеристики процесса сгорания и экологические показатели двухтопливного дизельного двигателя, работающего на аммиаке. Двигателестроение, 2023, № 4, c. 73-87. DOI: 10.18698/jec.2023.4.73-87 EDN: SDLUSI
34. Са Бовэнь, Лю Ин, Марков В.А., Фурман В.В., Плахов С.В. Расчетное исследование параметров двухтопливного дизельного двигателя, работающего на аммиаке. Двигателестроение, 2024, № 1, c. 53-73. EDN: GXKJFG
35. Са Бовэнь, Лю Ин, Марков В.А., Фурман В.В., Плахов С.В. Моделирование рабочего процесса дизельного двигателя на аммиаке с запальной дозой биотоплива. Транспорт на альтернативном топливе, 2024, № 4, c. 39-57. EDN: JNMNTL
36. Заев И.А., Смирнов С.В. Исследование возможностей использования смесевых топлив на основе аммиака и продуктов его разложения для двигателя внутреннего сгорания. Двигателестроение, 2024, № 4, c. 55-68. EDN: EVQQBK
37. Akansu S.O., Dulger Z., Kahraman N. et al.Internal combustion engines fueled by natural gas - hydrogen mixtures.International Journal of Hydrogen Energy, 2004, vol. 29, pp. 1527-1539. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2004.01.018 EDN: KKEBCH
38. Ezzat M.F., Dincer I. Development and assessment of a new hybrid vehicle with ammonia and hydrogen. Applied Energy, 2018, vol. 219, pp. 226-239. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.03.012
39. Judd R., Pinchbeck D. Hydrogen admixture to the natural gas grid. In book: Compendium of Hydrogen Energy, 2016, pp. 165-192. DOI: 10.1016/B978-1-78242-364-5.00008-7
40. Lee J.H., Park J.H., Kwon O.C. Properties of Laminar Premixed Hydrogen-Added Ammonia/Air Flames. 5th Annual Ammonia Fuel Conference, Minneapolis, MN, USA, 2008, 33 p.
41. Takeyama T., Miyama H. A Shock-Tube Study of the Ammonia-Oxygen Reaction. Symposium(International) on Combustion, 1967, vol. 11, iss. 1, pp. 845-852. DOI: 10.1016/S0082-0784(67)80210-8
42. Drummond L.J. High temperature oxidation of ammonia.Combustion Science and Technology, 1972, vol. 5, iss. 1, pp. 175-182. DOI: 10.1080/00102207208952518
43. Naumann C., Braun-Unkhoff M., Frank P. A Shock Tube Study on Ammonia Decomposition and its Reaction Products. 21st International Symposium on Shock Waves, Australia, Great Keppel Island, 1997, art. 4260, pp. 1-6.
44. Soloukhin R.I. High-temperature oxidation of ammonia, carbon monoxide, and methane by nitrous oxide in shock waves. Symposium (International) on Combustion, 1971, vol. 13, iss. 1, pp. 121-128. DOI: 10.1016/s0082-0784(73)80010-4 EDN: XKWEKW
45. Pochet M., Dias V., Moreau B. et al. Experimental and numerical study, under LTC conditions, of ammonia ignition delay with and without hydrogen addition. Proceedings of the Combustion Institute, 2019, vol. 37, iss. 1, pp. 621-629. DOI: 10.1016/j.proci.2018.05.138
46. Shu B., Vallabhuni S.K., He X. et al. A shock tube and modeling study on the autoignition properties of ammonia at intermediate temperatures. Proceedings of the Combustion Institute, 2019, vol. 37, iss. 1, pp. 205-211. DOI: 10.1016/j.proci.2018.07.074 EDN: VNEBOW
47. Mathieu O., Petersen E.L. Experimental and modeling study on the high-temperature oxidation of ammonia and related NOx chemistry.Combustion and Flame, 2015, vol. 162, iss. 3, pp. 554-570. ISSN 0202-1633. DOI: 10.1016/j.combustflame.2014.08.022
48. Otomo J., Koshi M., Mitsumori T. et al. Chemical kinetic modeling of ammonia oxidation with improved reaction mechanism for ammonia/air and ammonia/hydrogen/air combustion.International Journal of Hydrogen Energy, 2018, vol. 43, iss. 5, pp. 3004-3014. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.12.066
49. Bertolino A., Fürst M., Stagni A. et al. An evolutionary, data-driven approach for mechanism optimization: theory and application to ammonia combustion.Combustion and Flame, 2021, vol. 229, art. 111366, pp. 1-16. DOI: 10.1016/j.combustflame.2021.02.012 EDN: QJWZJC
50. Glarborg P., Miller J.A., Ruscic B. et al. Modeling nitrogen chemistry in combustion. Progress in Energy and Combustion Science, 2018, vol. 67, pp. 31-68. DOI: 10.1016/j.pecs.2018.01.002 EDN: VEANDB
51. Stagni A., Cavallotti C., Arunthanayothin S. et al. An experimental, theoretical and kinetic-modeling study of the gas-phase oxidation of ammonia. Reaction Chemistry and Engineering, 2020, vol. 5, iss. 4, pp. 696-711. DOI: 10.1039/C9RE00429G EDN: NRNITM
52. Song Y., Hashemi H., Christensen J. et al. Ammonia oxidation at high pressure and intermediate temperatures. Fuel, 2016, vol. 181, pp. 358-365. DOI: 10.1016/j.fuel.2016.04.100 EDN: YDTZNJ
53. Klippenstein S.J., Harding L.B., Glarborg P. et al. The role of NNH in NO formation and control.Combustion and Flame, 2011, vol. 158, pp. 774-789. DOI: 10.1016/j.combustflame.2010.12.013 EDN: OBCYXP
54. Mikulčić H., Baleta J., Wang X. et al. Numerical simulation of ammonia/methane/air combustion using reduced chemical kinetics models.International Journal of Hydrogen Energy, 2021, vol. 46, pp. 23548-23563. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.01.109 EDN: UXSUBX
55. Okafor E.C., Naito Y., Colson S. et al. Measurement and modeling of the laminar burning velocity of methane-ammonia-air flames at high pressures using a reduced reaction mechanism.Combustion and Flame, 2019, vol. 204, pp. 162-175. DOI: 10.1016/j.combustflame.2019.03.008 EDN: EMKSZQ
56. Li R., Konnov A.A., He G. et al. Chemical mechanism development and reduction for combustion of NH3/ H2/CH4 mixtures. Fuel, 2019, vol. 257, art. 116059, pp. 1-13. DOI: 10.1016/j.fuel.2019.116059
57. Jiang Y., Gruber A., Seshadri K. et al. An Updated short chemical-kinetic nitrogen mechanism for carbonfree combustion applications.International of Journal Energy Research, 2020, vol. 44, pp. 795-810. DOI: 10.1002/er.4891
58. Shi Z., Wu H., Li H. et al. Effect of injection pressure and fuel mass on wall-impinging ignition and combustion characteristics of heavy-duty diesel engine at low temperatures. Fuel, 2021, vol. 299, art. 120904. DOI: 10.1016/j.fuel.2021.120904
59. Shi Z., Lee C., Han Wu, et al. Effect of injection pressure on the impinging spray and ignition characteristics of the heavy-duty diesel engine under low-temperature conditions. Applied Energy, 2020, vol. 262, art. 114552, pp. 1-10. DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.114552 EDN: ZMLHSM
60. Cornelius W., Huellmantel L.W., Mitchell H.R. Ammonia as an engine fuel. SAE Technical Paper Series, 1965, art. 650052, pp. 300-326. DOI: 10.4271/650052
61. Gray J.T.J., Dimitroff E., Meckel N.T. et al. Ammonia Fuel - Engine Compatibility and Combustion. SAE Technical Paper Series, 1966, art. 660156, pp. 785-807. DOI: 10.4271/660156
62. Starkman E.S., Newhall H.K., Sutton R. et al. Ammonia as a spark ignition engine fuel: theory and application. SAE Technical Paper Series, 1966, art. 660155, pp. 765-784. DOI: 10.4271/660155
63. Li B., Wang Y., Long W. et al. Experimental research on the effects of kerosene on the pre-injection spray characteristics and engine performance of dual-direct injection diesel jet controlled compression ignition mode. Fuel, 2020, vol. 281, art. 118691. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.118691
64. Wang Y., Znou X., Liu L. Theoretical investigation of the combustion performance of ammonia/hydrogen mixtures on a marine diesel engine.International Journal of Hydrogen Energy, 2021, vol. 46, pp. 14805-14812. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2021.01.233 EDN: MCCEJW
65. Pochet M., Truedsson I., Foucher F. et al. Ammonia-hydrogen blends in homogeneous-charge compression- ignition engine. SAE Technical Paper Series, 2017, no. 2017-24-0087. DOI: 10.4271/2017-24-0087
66. Pochet M., Jeanmart H., Contino F. A 22:1 compression ratio ammonia-hydrogen HCCI engine: combustion, load, and emission performances. Frontiers in Mechanical Engineering, 2020, vol. 6, iss. 43, pp. 1-16. DOI: 10.3389/fmech.2020.00043 EDN: ZPUBID
67. Lanni D., Galloni E., Fontana G. et al. Assessment of the operation of an SI engine fueled with ammonia. Energies, 2022, vol. 15, art. 8583. DOI: 10.3390/en15228583
68. D’Antuono G., Lanni D., Galloni E. et al. Numerical modeling and simulation of a spark-ignition engine fueled with ammonia-hydrogen blends. Energies, 2023, vol. 16, iss. 6, art. 2543. DOI: 10.3390/en16062543 EDN: SFCQRA
69. Kumar P., Meyer T.R. Experimental and modeling study of chemical-kinetics mechanisms for H2-NH3-air mixtures in laminar premixed jet flames. Fuel, 2013, vol. 108, pp. 166-176. ISSN 0202-1633. DOI: 10.1016/j.fuel.2012.06.103 EDN: RHXGFL
70. Mørch C.S., Bjerre A., Gøttrup M.P. et al. Ammonia/hydrogen mixtures in an SI-engine: engine performance and analysis of a proposed fuel system. Fuel, 2011, vol. 90, pp. 854-864. DOI: 10.1016/j.fuel.2010.09.042 EDN: OBEAYB
71. Yu Z., Li X., Zhao J., Shi L. Development of ammonia reaction kinetic mechanism under engine-relevant conditions. Energy and Fuels, 2024, vol. 38, iss. 1, pp. 728-741. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.3c03241 EDN: PUMOCY
72. Yu Z., Znao J., Markov V., Han D. Effects of hydrogen addition on ignition characteristics and engine performance of ammonia-hydrogen blended fuel: a kinetic analysis.International Journal of Hydrogen Energy, 2024, vol. 87, pp. 722-735. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.09.073 EDN: WXFTYM
73. Connaire M.O., Curran H.J., Simmie J.M. et al. A comprehensive modeling study of hydrogen oxidation.International Journal of Chemical Kinetics, 2004, vol. 36, pp. 603-622. DOI: 10.1002/kin.20036
74. Burke M.P., Klippenstein S.J. Ephemeral collision complexes mediate chemically termolecular transformations that affect system chemistry. Nature Chemistry, 2017, vol. 9, pp. 1078-1082. DOI: 10.1038/nchem.2842
75. Konnov A.A. Yet another kinetic mechanism for hydrogen combustion.Combustion and Flame, 2019, vol. 203, iss. 5, pp. 14-22. DOI: 10.1016/j.combustflame.2019.01.032 EDN: GDAZQE
76. Zhou W., Zhang Y., Liang Y. et al.Combustion reaction kinetics of biodiesel/N-butanol blends: experiments in an ultrahigh-pressure rapid compression machine.Combustion and Flame, 2022, vol. 245, art. 112313, pp. 1-11. DOI: 10.1016/j.combustflame.2022.112313 EDN: VCGJOJ
77. Williams T.C., Shaddix C.R., Schefer R.W. Effect of syngas composition and CO2-diluted oxygen on performance of a premixed swirl-stabilized combustor.Combustion Science and Technology, 2008, vol. 180, iss. 1-3, pp. 64-88. DOI: 10.1080/00102200701487061
78. Kéromnès A., Metcalfe W.K., Heufer K.A. et al. An experimental and detailed chemical kinetic modeling study of hydrogen and syngas mixture oxidation at elevated pressures.Combustion and Flame, 2013, vol. 160, pp. 995-1011. DOI: 10.1016/j.combustflame.2013.01.001 EDN: RKTBUR
79. Skinner G.B., Ringrose G.H. Ignition delays of a hydrogen-oxygen-argon mixture at relatively low temperatures. Journal of Chemical Physics, 1965, vol. 42, iss. 6, pp. 2190-2192. DOI: 10.1063/1.1696266
80. Petersen E.L., Davidson D.F., Rӧhrig M. et al. Shock-induced ignition of high-pressure H2-O2-Ar and CH4-O2-Ar mixtures. AIAA 95-3113. 31st Joint Propulsion Conference and Exhibit, 1995, pp. 1-10. DOI: 10.2514/6.1995-3113
81. Dai L., Gersen S., Glarborg P. et al. Experimental and numerical analysis of the autoignition behavior of NH3 and NH3/H2 mixtures at high pressure.Combustion and Flame, 2020, vol. 215, pp. 134-144. DOI: 10.1016/j.combustflame.2020.01.023
82. Lhuillier C., Brequigny P., Contino F. et al. Experimental study on ammonia/hydrogen/air combustion in spark ignition engine conditions. Fuel, 2020, vol. 269, art. 117448, pp. 1-11. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.117448 EDN: JJUQKZ
83. Lhuillier C., Brequigny P., Contino F. et al. Experimental investigation on ammonia combustion behavior in a spark-ignition engine by means of laminar and turbulent expanding flames. Proceedings of the Combustion Institute, 2021, vol. 38, pp. 5859-5868. DOI: 10.1016/j.proci.2020.08.058 EDN: AQRHCU
84. Nawaz B., Nasim M., Das S.K. et al.Combustion characteristics and emissions of nitrogen oxides (NO, NO2, N2O) from spherically expanding laminar flames of ammonia-hydrogen blends.International Journal of Hydrogen Energy, 2024, vol. 65, pp. 164-176. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2024.03.366 EDN: XMMSXF
85. Mashruk S., Kovaleva M., Alnasif A. et al. Nitrogen oxide emissions analyses in ammonia/hydrogen/air premixed swirling flames. Energy, 2022, vol. 260, art. 125183, pp. 1-12. DOI: 10.1016/j.energy.2022.125183 EDN: YSYCCA

Выпуск

№ 1 (299) (2025)

Кол-во страниц: 102 страницы

Другие статьи выпуска

РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В КЛИМАТИЧЕСКОЙ КАМЕРЕ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ТЕПЛОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ (2025)

Авторы: Кузнецов А. Г., Харитонов С. В., Кротов А. С.

При разработке источников энергии для освоения Крайнего Севера Российской Федерации необходимы исследования особенностей работы тепловых двигателей в условиях низких температур в холодильных камерах. Цель исследования - создание системы автоматического регулирования температуры воздуха в камере. Разработана система автоматического регулирования температуры воздуха в климатической камере с каскадной холодильной установкой для испытаний тепловых двигателей малой и средней мощности в условиях низких температур до -60 °С. Составлена математическая модель климатической камеры, содержащая модели испытываемого двигателя и воздуха в камере. Для исследования выбран дизель ЯМЗ-5340 номинальной мощностью 140 кВт. На компьютерной модели проведено моделирование процессов охлаждения воздуха в климатической камере.

Сохранить в закладках

ВЛИЯНИЕ ОБЛЕДЕНЕНИЯ НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕМЕНТОВ АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ ПРИ ПОЛЕТАХ В АТМОСФЕРНЫХ ОБЛАКАХ, СОСТОЯЩИХ ИЗ ЛЕДЯНЫХ КРИСТАЛЛОВ И СМЕСИ ФАЗ (2025)

Авторы: Горячев П. А., Бурцев С. А.

Предложены усовершенствования модели обледенения, позволяющие повысить точность расчета форм и размеров ледяных наростов, формирующихся на элементах проточного тракта компрессора авиационного двигателя при полетах в атмосфере облаков, состоящих из ледяных кристаллов и смеси фаз. Выполнено сравнение результатов расчета по усовершенствованной модели с результатами расчетов по программе IGLOO2D и с экспериментальными данными. Продемонстрирована определяющая роль эффекта эрозии при описании тепломассообменных процессов, протекающих при формировании ледяных наростов в атмосфере облаков, состоящих из ледяных кристаллов и смеси фаз. Предложен метод сокращения продолжительности вычислений путем использования время подобных расчетных шагов в промежутках между основными последовательными временными шагами. Метод позволяет скорректировать эффективность улавливания капель и кристаллов, эффективность прилипания кристаллов, а также коэффициент эрозии льда. На примере расчета формы льда на модельном цилиндре и крыльевом профиле показаны преимущества усовершенствованной модели для вычисления форм конусообразных ледяных наростов, возникающих в реальных условиях при наличии ледяных кристаллов и смеси фаз.

Сохранить в закладках

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧЕГО КОЛЕСА ЦЕНТРОБЕЖНОГО КОМПРЕССОРА ЗАМКНУТОЙ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ С ЗАГНУТЫМИ ВПЕРЕД ЛОПАТКАМИ ПРИ ВЫХОДЕ (2025)

Авторы: Хорошавцев Д. Р., Ушаков Р. Е., Арбеков А. Н.

Описан способ сохранения требуемой степени повышения давления в центробежном компрессоре автономной малоразмерной замкнутой газотурбинной установки при переходе на более легкие рабочие тела посредством изменения геометрии лопатки рабочего колеса с сохранением меридионального обвода и основных размеров. Использование легких рабочих тел, имеющих большие значения газовой постоянной, приводит к ограничению частоты вращения рабочего колеса турбины, что в одновальной замкнутой газотурбинной установке создает проблемы в получении требуемого напора центробежного компрессора. Проведен анализ влияния конструктивного угла при выходе b2л на характеристики рабочего колеса и ступени в целом путем сопоставления характеристик, полученных математическим моделированием. Представлена методика перепрофилирования существующих рабочих колес с лопатками, загнутыми против вращения при выходе, в рабочие колеса с лопатками, загнутыми по вращению. В результате анализа нескольких рабочих колес с лопаточным углом выхода b2л = 105° определена оптимальная геометрия колес и построена ее характеристика. Выполнено сравнение течения в рабочих колесах центробежной ступени, полученных расчетным методом контрольных объемов. Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований течения в ступени, состоящей из рабочего колеса с углом выхода b2л = 65°, безлопаточного диффузора и выходной системы. Приведена расчетная ветвь характеристики рабочего колеса с b2л = 105°. Проанализировано влияние конструктивного угла при выходе на характеристики рабочего колеса и ступени в целом.

Сохранить в закладках

ПОВЫШЕНИЕ СТЕПЕНИ СЖАТИЯ В АВТОМОБИЛЬНЫХ ДИЗЕЛЯХ: АНАЛИЗ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА И ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК (2025)

Авторы: Гумеров И. Ф.

Исследовано влияние изменения степени сжатия на эффективные показатели двигателя внутреннего сгорания, включая показатели процессов сгорания и теплопередачи. Особое внимание уделено прочностным свойствам материалов, из которых изготовлены компоненты двигателя, а также их способности выдерживать повышенные механические и тепловые нагрузки. Предложена методология повышения энергоэффективности двигателя с алгоритмом ступенчатого подбора степени сжатия и оценкой прочностных характеристик двигателя. Апробация методологии проведена в рядном шестицилиндровом двигателе КАМАЗ-910. В рамках проведенных исследовательских работ определены оптимальные значения степени сжатия, которые обеспечивают высокую эффективность и экономичность двигателя в эксплуатации, а также надежную работу двигателя на протяжении всего ресурса автомобиля.

Сохранить в закладках

МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ОДНОПОТОЧНЫЙ НЕСТАЦИОНАРНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫСОКОКОМПАКТНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕПЛООБМЕНА (2025)

Авторы: Егоров К. С., Степанова Л. В.

Однопоточный нестационарный метод может быть применен для получения тепловых характеристик различных высококомпактных поверхностей теплообмена в рамках импортозамещения. Такие поверхности широко могут быть использованы в транспорте (маслоохладители, воздухоохладители) и энергетике. В работе представлен модифицированный однопоточный нестационарный метод, в котором для получения достоверных результатов используются два способа обработки эксперимента - непосредственного наложения кривых и способом Локка по максимальному наклону кривой температуры. Также показано небольшое влияние на точность теплового эксперимента «неидеальности» ступеньки входной температуры потока газа. Для исследования поверхностей теплообмена однопоточным нестационарным методом применен экспериментальный стенд МГТУ им. Н. Э. Баумана, работающий по замкнутому контуру с малоинерционным нихромовым нагревателем и медным термометром сопротивления. Для пластинчато-ребристой поверхности МВТУ № 10 с шахматным расположением ребер получены экспериментальные зависимости в виде Nu = f (Re) и Eu = f (Re) в диапазоне чисел Рейнольдса от 300 до 600.

Сохранить в закладках

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА СРЕДНЕОБОРОТНЫХ ДИЗЕЛЕЙ (2025)

Авторы: Рыжов В. А., Ионин В. Е.

Оптимизация рабочего процесса с целью одновременного улучшения экономических и экологических показателей форсированного среднеоборотного двигателя представляет собой сложную научно-техническую задачу, поскольку мероприятия, улучшающие эти показатели, в ряде случаев приводят к противоположным результатам. В статье проанализированы направления по совершенствованию рабочего процесса среднеоборотных дизелей двойного назначения. Эти направления рассмотрены в комплексе с оценкой их влияния друг на друга. Итогом предлагаемой оптимизации рабочего процесса с целью снижения эмиссии оксидов азота (NO x ) и удельного эффективного расхода топлива является представленная траектория пошагового изменения параметров рабочего процесса среднеоборотного дизель-генератора 12ЛДГ500 (12ЧН 26,5/31) производства АО «Коломенский завод», которая дает представление о комбинации возможных способов его доводки, обеспечивающих улучшение указанных показателей.

Сохранить в закладках

Издательство

Издательство: МГТУ им. Н.Э. Баумана
Регион: Россия, Москва
Почтовый адрес: 105005, г. Москва, вн. тер. г. муниципальный округ Басманный, ул. 2-я Бауманская, д. 5, с. 1
Юр. адрес: 105005, г. Москва, вн. тер. г. муниципальный округ Басманный, ул. 2-я Бауманская, д. 5, с. 1
ФИО: Гордин Михаил Валерьевич (Ректор)
E-mail адрес: bauman@bmstu.ru
Контактный телефон: +7 (499) 2636377
Сайт: https://bmstu.ru/

Все права на тексты и товарные знаки принадлежат их законным владельцам. Подробнее...

Сайт https://scinetwork.ru (далее – сайт) работает по принципу агрегатора – собирает и структурирует информацию из публичных источников в сети Интернет, то есть передает полнотекстовую информацию о товарных знаках в том виде, в котором она содержится в открытом доступе.

Сайт и администрация сайта не используют отображаемые на сайте товарные знаки в коммерческих и рекламных целях, не декларируют своего участия в процессе их государственной регистрации, не заявляют о своих исключительных правах на товарные знаки, а также не гарантируют точность, полноту и достоверность информации.

Все права на товарные знаки принадлежат их законным владельцам!

Сайт носит исключительно информационный характер, и предоставляемые им сведения являются открытыми публичными данными.

Администрация сайта не несет ответственность за какие бы то ни было убытки, возникающие в результате доступа и использования сайта.

Спасибо, понятно.

Сказать «Спасибо»

Вы можете поблагодарить автора за публикацию. Ему (ей) будет приятно.

Наведите камеру на QR-код, чтобы открыть моб. версию страницы.