Выполнено моделирование рабочих процессов судового дизельного двигателя MAN D&T серии МС с целью снижения выбросов диоксида углерода с отработавшими газами. Целью моделирования был поиск конструктивных и эксплуатационных решений, влияющих на эмиссию СОг. При выполнении расчетного исследования использовалась математическая модель комбинированного двигателя внутреннего сгорания, реализованная в компьютерной программе ДИЗЕЛЬ-РК. В качестве исследуемых переменных приняты степень сжатия, угол опережения и продолжительность впрыска топлива, значения которых можно устанавливать без внесения существенных изменений в конструкцию двигателя. Получена математическая модель в виде уравнения регрессии, описывающая влияние исследуемых параметров на удельный выброс диоксида углерода. Для определения коэффициентов уравнения регрессии реализовано планирование факторного эксперимента второго порядка. Используя полученную математическую модель может быть выполнена многопараметрическая оптимизация значений исследуемых параметров на выбросы СОг с отработавшими газами. Показана возможность использования полученной математической модели с целью снижения удельных выбросов диоксида углерода с отработавшими газами судового дизельного двигателя на 32 % за счет выбора оптимального значения степени сжатия.
судовой дизельный двигатель, отработавшие газы, диоксид углерода, декарбонизация, параметры подачи топлива, математическая модель
1. Живлюк Г. Е. Перспективные технологии водного транспорта для ограничения парникового эффекта / Г.Е. Живлюк, А.П. Петров // Вестник Еосударственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова,- 202Е- Т. 13,- № 5. С. 730-743. DOI: 10.21821/2309-5180-2021-13-5730-743.
2. Modina М A, Khekert Е V, Voskanian А А, Pismenskaia Yu V, Epikhin A I, Shkoda V V 2021 Bioindication and biomonitoring assessment of the state of atmospheric air and soil in the study area IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 867 012072.
3. Modina M A, Kheckert E V, Epikhin A I, Voskanyan A A, Shkoda V V, Pismenskaya Yu V 2021 Ways to reduce harmful emissions from the operation of power plants in special environmental control areas IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 867 012104.
4. Stec M, Tatarczuk A, Iluk T, Szul M 2021 Reducing the energy efficiency design index for ships through a post-combustion carbon capture process International Journal of Greenhouse Gas Control 108 103333.
5. Епихин А.П. Концепция экологического совершенствования судовых энергетических установок / А.П. Епихин, М.А. Модина, Е.В. Хекерт // Эксплуатация морского транспорта-2020-№ 3 (96).- С. 127-132.
6. Resolution МЕРС.203(62) 2011 Amendments to the Annex of the Protocol of 1997 to Amend the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, 1973, As Modified by the Protocol of 1978 Relating Thereto.
7. Chang С С, Wang С M 2014 Evaluating the effects of speed reduce for shipping costs and CO2 emission Transportation Research Hfrt D: Transport Environmtnt 31 pp 110-115.
8. Cariou P 2011 Is slow steaming a sustainable means of reducing CO2 emissions from container shipping? Transportation Research Hfrt D: Transport Environmtnt 16 pp 260-264.
9. Jindal S, Nandwana В P, Rathore N S, Vashistha V 2010 Experimental investigation of the effect of compression ratio and injection pressure in a direct injection diesel engine running on Jatropha methyl ester Applied Thermal Engineering 30 pp 442-448.
10. Zhong L, Sigh I P, Han J, Lai M-C, Henein N A 2003 Effect of cycle-to-cycle variation in the injection pressure in a common rail diesel injection system on engine performance SAE International SP-1739 pp. 19-28.
11. Sayin C, Ilhan M, Canakci M, Gumus M 2008 Effect of injection timing on the exhaust emissions of a diesel engine using diesel-methanol blends Renewable Energy, in press. doi:10.1016/j.renene.2008.10.010.
12. Raheman H, Ghadge S V 2008 Performance of diesel engine with biodiesel at varying compression ratio and ignition timing Fuel 87 (12) pp. 26592666.
13. Al-Baghdadi MARS 2004 Effect of compression ratio. Equivalence ratio and engine speed on the performance and emission characteristics of a spark ignition engine using hydrogen as a fuel Renewable Energy 29 pp. 2245-2260.
14. Kegl В 2006 Numerical analysis of injection characteristics using biodiesel fuel Fuel 85 pp. 2377-2387.
15. Parlak A, Yasar H, Sahin В 2003 Performance and exhaust emission characteristics of a lower compression ratio LHR Diesel engine Energy Conversion and Management 44 pp. 163-175.
16. Turkin A V, Turkin V A, Samoilenko A Yu 2018 Ship low-speed engine working processes modeling to reduce the nitrogen oxides emission Marine intellectual technologies 1(39) 1 pp.106-110.
17. Ахназарова C.Л.., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. шк, 1985. 327 с.
18. Современные требования в области загрязнения воздушной среды оксидами серы с судов / М. А. Модина, Е. В. Хекерт, А. И. Епихин [и др.] // Эксплуатация морского транспорта. - 2021. - № 3(100).-С. 88-91.
19. Состояние проблемы и методы снижения вредных выбросов судовых энергетических установок / Т. А. Макаревич, Е. В. Хекерт, Ю. С. Кузнецова [и др.] // Эксплуатация морского транспорта. - 2022. - № 2(103). - С. 127-134.
20. Современные требования в области загрязнения воздушной среды оксидами серы с судов / М. А. Модина, Е. В. Хекерт, А. И. Епихин [и др.] // Эксплуатация морского транспорта. - 2021. -№3(100).-С. 88-91.
21. Kondratyev, S. I. Using telematics data to support effective solutions for tracking and monitoring the power system condition of unmanned vessels / S. I. Kondratyev, A. I. Epikhin // Journal of Physics: Conference Series, Novorossiysk, Virtual, 15-16 июня 2021 года. - Novorossiysk, Virtual, 2021.
