Дослідження утилізації відпрацьованих газів ДВЗ з використанням розширювальної машини та конверсії палива

We have devised a scheme for the energy-generating unit based on the internal combustion engine 1Ch 6.8/5.4 with a spark ignition and a two-stage system for the recovery of heat from the exhaust gases. The basic elements for the first and second stages of the heat recovery system have been selected. A first stage involves a rotary piston expansion machine while a second stage employs the fuel conversion.We have studied effective parameters for the engine 1Ch 6.8/5.4 with a system of the deep two-stage recovery of heat from exhaust gases under different modes of operation. The dependences were established for change in the specific effective fuel consumption on the power of the energy-generating installation using only the conversion of fuel and in a combination with the expansion machine.The dependences have been derived for the operational parameters of a rotary piston engine on consumption of a working body. We have determined temperatures of the working bodies in a reactor and the heat capacity of exhaust gases depending on the load on the engine, as well as the necessary amount of energy to convert ethanol into synthesis gas. The dependences have been obtained of the degree of ethanol conversion on the reaction temperature and the mass flow rate through the reactor. We have established the dependence of specific heat of the chemical reaction on the degree of conversion.It was established that when reaching full conversion in line with the reaction of decomposition the entire liquid ethanol is completely converted into combustible synthesis gas, whose main components are hydrogen, carbon monoxide, and methane. The estimated specific lower combustion heat of the synthesis gas is 28.79 MJ/kg. Obtaining 1 kg of synthesis gas requires 4.0 MJ of thermal energy.It was determined that under condition of applying the conversion of fuel and, accordingly, the addition of synthesis gas, the specific effective ethanol flow rate, depending on the mode of engine operation, decreases by up to 12 %. The amount of energy that needs to be used in the reactor for obtaining synthesis gas is 50…65 % of the heat released with the exhaust gases under a given mode of operation.It has been established that the application of a rotary-piston expansion machine that acts as the first stage in the recovery of heat from exhaust gases has made it possible to gain an increase in the capacity of the energy-generating unit of 27 %.It has been found that the use of two stages of heat recovery leads to a decrease in the specific effective fuel consumption by 29 %Разработана схема энергетической установки на базе двигателя внутреннего сгорания 1Ч 6,8/5,4 с искровым зажиганием и двухступенчатой системы утилизации тепла отработавших газов. Подобрано основные элементы первой и второй степени системы утилизации. В качестве первой степени использована роторно-поршневая расширительная машина, а в качестве второй степени – конверсия топлива.Проведено исследование эффективных параметров двигателя 1Ч 6,8/5,4 с системой глубокой двухступенчатой утилизацией тепла отработавших газов на разных режимах работы. Получены зависимости изменения удельного эффективного расхода топлива от мощности энергетической установки при использовании только конверсии топлива и в сочетании с расширительной машиной.Получены зависимости параметров работы роторно-поршневого двигателя от расхода рабочего тела. Определены температуры рабочих тел в реакторе и тепловая мощность отработанных газов в зависимости от нагрузки двигателя, а также необходимое количество энергии для преобразования этанола в синтез-газ. Получены зависимости степени конверсии этанола от температуры реакции и массового расхода через реактор.Установлено, что при достижении полной конверсии по реакции разложения весь жидкий этанол полностью превращается в горючий синтез-газ, основными компонентами которого являются водород, оксид углерода и метан. Расчетная удельная низшая теплота сгорания синтез-газа составляет 28,79 МДж/кг. Для получения 1 кг синтез-газа расходуется 4,0 МДж тепловой энергии.Определено, что при условии применения конверсии топлива и соответственно добавок синтез-газа, удельный эффективный расход этанола, в зависимости от режима работы двигателя, снижается до 12%. Количество энергии, которую необходимо использовать в реакторе для получения синтез-газа, составляет 50…65 % от теплоты, выделяющейся с отработанными газами на данном режиме работы.Установлено, что применение роторно-поршневой расширительной машины в качестве первой ступени утилизации тепла отработавших газов позволило получить прирост мощности энергетической установки на 27 %.Установлено, что применение двух ступеней утилизации приводит к снижению удельного эффективного расхода топлива на 29 %Розроблена схема енергетичної установки на базі двигуна внутрішнього згоряння 1Ч 6,8/5,4 з іскровим запаленням та двохступеневої системи утилізації тепла відпрацьованих газів. Підібрано основні елементи першої та другої ступені системи утилізації. У якості першої ступені використано роторно-поршневу розширювальну машину, а у якості другої ступені конверсію палива.Проведено дослідження ефективних параметрів двигуна 1Ч 6,8/5,4 з системою глибокої двохступеневої утилізації тепла відпрацьованих газів на різних режимах роботи. Отримано залежності змінення питомої ефективної витрати палива від потужності енергетичної установки при використанні тільки конверсії палива та в поєднанні з розширювальною машиною.Отримано залежності параметрів роботи роторно-поршневого двигуна від витрати робочого тіла. Визначено температури робочих тіл в реакторі та теплову потужність відпрацьованих газів в залежності від навантаження двигуна, а також необхідну кількість енергії для перетворення етанолу в синтез-газ. Отримано залежності ступеня конверсії етанолу від температури реакції та масової витрати через реактор. Визначена залежність питомої теплоти хімічної реакції від ступеня конверсії.Встановлено, що при досягненні повної конверсії за реакцією розкладання весь рідкий етанол повністю перетворюється в горючий синтез-газ, основними компонентами якого є водень, оксид вуглецю та метан. Розрахункова питома нижча теплота згоряння синтез-газу складає 28,79 МДж/кг. Для отримання 1 кг синтез-газу витрачається 4,0 МДж теплової енергії.Визначено, що за умови застосування конверсії палива та відповідно добавок синтез-газу, питома ефективна витрата етанолу, в залежності від режиму роботи двигуна, знижується до 12 %. Кількість енергії, яку необхідно використати в реакторі для отримання синтез-газу, складає 50...65 % від теплоти, що виділяється з відпрацьованими газами на даному режимі роботи.Встановлено, що застосування роторно-поршневий розширювальної машини в якості першого ступеня утилізації тепла відпрацьованих газів дозволило отримати приріст потужності енергетичної установки на 27 %.Встановлено, що застосування двох ступенів утилізації, призводить до зниження питомої ефективної витрати палива на 29 

VR в освіті: ергономічні особливості та кіберсистема

This paper describes theory (systemic structural model) of learning activity in the virtual reality, as well as demonstrates (on experimental data) in psychophysiological regulation of the cognitive activity in VR. Understanding of these changes can be used for learning improvement using VR environment regards the interrelationship between the structure and self-regulation of learning activity, avoiding potential cybersickness.У цій роботі описана теорія (системна структурна модель) навчальної діяльності у віртуальній реальності, а також продемонстровано (за експериментальними даними) психофізіологічну регуляцію пізнавальної діяльності у ВР. Розуміння цих змін може бути використане для вдосконалення навчання, з використанням середовища VR, що стосується взаємозв'язку між структурою та саморегуляцією навчальної діяльності, уникнення потенційної кібер-хвороби

Дослідження утилізації відпрацьованих газів ДВЗ з використанням розширювальної машини та конверсії палива

We have devised a scheme for the energy-generating unit based on the internal combustion engine 1Ch 6.8/5.4 with a spark ignition and a two-stage system for the recovery of heat from the exhaust gases. The basic elements for the first and second stages of the heat recovery system have been selected. A first stage involves a rotary piston expansion machine while a second stage employs the fuel conversion.We have studied effective parameters for the engine 1Ch 6.8/5.4 with a system of the deep two-stage recovery of heat from exhaust gases under different modes of operation. The dependences were established for change in the specific effective fuel consumption on the power of the energy-generating installation using only the conversion of fuel and in a combination with the expansion machine.The dependences have been derived for the operational parameters of a rotary piston engine on consumption of a working body. We have determined temperatures of the working bodies in a reactor and the heat capacity of exhaust gases depending on the load on the engine, as well as the necessary amount of energy to convert ethanol into synthesis gas. The dependences have been obtained of the degree of ethanol conversion on the reaction temperature and the mass flow rate through the reactor. We have established the dependence of specific heat of the chemical reaction on the degree of conversion.It was established that when reaching full conversion in line with the reaction of decomposition the entire liquid ethanol is completely converted into combustible synthesis gas, whose main components are hydrogen, carbon monoxide, and methane. The estimated specific lower combustion heat of the synthesis gas is 28.79 MJ/kg. Obtaining 1 kg of synthesis gas requires 4.0 MJ of thermal energy.It was determined that under condition of applying the conversion of fuel and, accordingly, the addition of synthesis gas, the specific effective ethanol flow rate, depending on the mode of engine operation, decreases by up to 12 %. The amount of energy that needs to be used in the reactor for obtaining synthesis gas is 50…65 % of the heat released with the exhaust gases under a given mode of operation.It has been established that the application of a rotary-piston expansion machine that acts as the first stage in the recovery of heat from exhaust gases has made it possible to gain an increase in the capacity of the energy-generating unit of 27 %.It has been found that the use of two stages of heat recovery leads to a decrease in the specific effective fuel consumption by 29 %Разработана схема энергетической установки на базе двигателя внутреннего сгорания 1Ч 6,8/5,4 с искровым зажиганием и двухступенчатой системы утилизации тепла отработавших газов. Подобрано основные элементы первой и второй степени системы утилизации. В качестве первой степени использована роторно-поршневая расширительная машина, а в качестве второй степени – конверсия топлива.Проведено исследование эффективных параметров двигателя 1Ч 6,8/5,4 с системой глубокой двухступенчатой утилизацией тепла отработавших газов на разных режимах работы. Получены зависимости изменения удельного эффективного расхода топлива от мощности энергетической установки при использовании только конверсии топлива и в сочетании с расширительной машиной.Получены зависимости параметров работы роторно-поршневого двигателя от расхода рабочего тела. Определены температуры рабочих тел в реакторе и тепловая мощность отработанных газов в зависимости от нагрузки двигателя, а также необходимое количество энергии для преобразования этанола в синтез-газ. Получены зависимости степени конверсии этанола от температуры реакции и массового расхода через реактор.Установлено, что при достижении полной конверсии по реакции разложения весь жидкий этанол полностью превращается в горючий синтез-газ, основными компонентами которого являются водород, оксид углерода и метан. Расчетная удельная низшая теплота сгорания синтез-газа составляет 28,79 МДж/кг. Для получения 1 кг синтез-газа расходуется 4,0 МДж тепловой энергии.Определено, что при условии применения конверсии топлива и соответственно добавок синтез-газа, удельный эффективный расход этанола, в зависимости от режима работы двигателя, снижается до 12%. Количество энергии, которую необходимо использовать в реакторе для получения синтез-газа, составляет 50…65 % от теплоты, выделяющейся с отработанными газами на данном режиме работы.Установлено, что применение роторно-поршневой расширительной машины в качестве первой ступени утилизации тепла отработавших газов позволило получить прирост мощности энергетической установки на 27 %.Установлено, что применение двух ступеней утилизации приводит к снижению удельного эффективного расхода топлива на 29 %Розроблена схема енергетичної установки на базі двигуна внутрішнього згоряння 1Ч 6,8/5,4 з іскровим запаленням та двохступеневої системи утилізації тепла відпрацьованих газів. Підібрано основні елементи першої та другої ступені системи утилізації. У якості першої ступені використано роторно-поршневу розширювальну машину, а у якості другої ступені конверсію палива.Проведено дослідження ефективних параметрів двигуна 1Ч 6,8/5,4 з системою глибокої двохступеневої утилізації тепла відпрацьованих газів на різних режимах роботи. Отримано залежності змінення питомої ефективної витрати палива від потужності енергетичної установки при використанні тільки конверсії палива та в поєднанні з розширювальною машиною.Отримано залежності параметрів роботи роторно-поршневого двигуна від витрати робочого тіла. Визначено температури робочих тіл в реакторі та теплову потужність відпрацьованих газів в залежності від навантаження двигуна, а також необхідну кількість енергії для перетворення етанолу в синтез-газ. Отримано залежності ступеня конверсії етанолу від температури реакції та масової витрати через реактор. Визначена залежність питомої теплоти хімічної реакції від ступеня конверсії.Встановлено, що при досягненні повної конверсії за реакцією розкладання весь рідкий етанол повністю перетворюється в горючий синтез-газ, основними компонентами якого є водень, оксид вуглецю та метан. Розрахункова питома нижча теплота згоряння синтез-газу складає 28,79 МДж/кг. Для отримання 1 кг синтез-газу витрачається 4,0 МДж теплової енергії.Визначено, що за умови застосування конверсії палива та відповідно добавок синтез-газу, питома ефективна витрата етанолу, в залежності від режиму роботи двигуна, знижується до 12 %. Кількість енергії, яку необхідно використати в реакторі для отримання синтез-газу, складає 50...65 % від теплоти, що виділяється з відпрацьованими газами на даному режимі роботи.Встановлено, що застосування роторно-поршневий розширювальної машини в якості першого ступеня утилізації тепла відпрацьованих газів дозволило отримати приріст потужності енергетичної установки на 27 %.Встановлено, що застосування двох ступенів утилізації, призводить до зниження питомої ефективної витрати палива на 29 

Research Into the Recovery of Exhaust Gases From Ice Using an Expansion Machine and Fuel Conversion

We have devised a scheme for the energy-generating unit based on the internal combustion engine 1Ch 6.8/5.4 with a spark ignition and a two-stage system for the recovery of heat from the exhaust gases. The basic elements for the first and second stages of the heat recovery system have been selected. A first stage involves a rotary piston expansion machine while a second stage employs the fuel conversion.We have studied effective parameters for the engine 1Ch 6.8/5.4 with a system of the deep two-stage recovery of heat from exhaust gases under different modes of operation. The dependences were established for change in the specific effective fuel consumption on the power of the energy-generating installation using only the conversion of fuel and in a combination with the expansion machine.The dependences have been derived for the operational parameters of a rotary piston engine on consumption of a working body. We have determined temperatures of the working bodies in a reactor and the heat capacity of exhaust gases depending on the load on the engine, as well as the necessary amount of energy to convert ethanol into synthesis gas. The dependences have been obtained of the degree of ethanol conversion on the reaction temperature and the mass flow rate through the reactor. We have established the dependence of specific heat of the chemical reaction on the degree of conversion.It was established that when reaching full conversion in line with the reaction of decomposition the entire liquid ethanol is completely converted into combustible synthesis gas, whose main components are hydrogen, carbon monoxide, and methane. The estimated specific lower combustion heat of the synthesis gas is 28.79 MJ/kg. Obtaining 1 kg of synthesis gas requires 4.0 MJ of thermal energy.It was determined that under condition of applying the conversion of fuel and, accordingly, the addition of synthesis gas, the specific effective ethanol flow rate, depending on the mode of engine operation, decreases by up to 12 %. The amount of energy that needs to be used in the reactor for obtaining synthesis gas is 50…65 % of the heat released with the exhaust gases under a given mode of operation.It has been established that the application of a rotary-piston expansion machine that acts as the first stage in the recovery of heat from exhaust gases has made it possible to gain an increase in the capacity of the energy-generating unit of 27 %.It has been found that the use of two stages of heat recovery leads to a decrease in the specific effective fuel consumption by 29