Економія палива для фермера та у фермерському господарстві

14.01.2011 о 14:55

У 2006-07 рр. розроблено та експериментально випробувано пристрій, який я попередньо називаю «дестратіфікатором». Конструкторська думка (з усіма притаманними «першого млинця» промахами) належить мені. Але все інше – фінансування виготовлення, технології виготовлення, експерименти, – результат спільної роботи десятка поважних і чесних людей. Без їхньої допомоги здійснити задумане було б неможливо. 

На жаль, результати спільної праці з об’єктивних і суб’єктивних причин до цих пір залишаються незатребуваними. Як відомо, хімічний склад та інші показники автотракторних палив суворо регламентуються нормативно-технічною документацією. Міняти їх довільно заборонено. З іншого боку, великим мережним нафтопродуктовим компаніям нічого подібного і не потрібно. Вони і так добре живуть.

А ціни на паливо зростають, і будуть зростати. Навіть у найбагатшій нафтогазовими ресурсами країні світу в умовах дикого капіталізму, коли платоспроможність населення на порядок-два менше, ніж у розвинених країнах, примудрилися ціни на паливо довести протягом декількох років до рівня світових. Але на досягнутому рівні цін на паливо наші благодійники явно не зупиняться. Та ще підведуть під цей узаконений розбій економічну теорію: мовляв, чим дорожче паливо, тим швидше товарне виробництво буде знижувати енергоємність продукції.

У цих умовах, я вважаю, треба шукати, перш за все «інструменти», за допомогою яких можна було б хоч якось почати зменшувати витрати на паливо в сільській місцевості, в глибинках, хоча б з метою простого виживання.

Дана пропозиція адресоване великим сільськогосподарським виробництвам, фермерам, окремим автогосподарствам підприємств, тобто, тим, у кого є десяток і більше одиниць автотранспортної техніки, тим, хто купує паливо оптом (наприклад, бензовозами) і заправляє транспорт на існуючих у них складах ПММ.

Як показали досліди та експерименти, технологія дестратіфікаціі не вносить зміни в хімічний состав палива, – цей момент слід жирно підкреслити і виділити тому, що оброблене паливо не потребує сертифікації або який-небудь іншої форми узаконення нормативно-технічного характеру. Це підтверджується хроматографією обробленого палива.

Змінюються деякі фізичні показники, але – незначно: менше 3%, що припустимо, оскільки відсоток похибки вимірювань приладів, як правило, складає ці самі 3%. Єдине, що змінюється помітно і видно неозброєним оком, – з’являється колірної відтінок, помітно відрізняє оброблене паливо від початкового. Власне, тільки через це були припинені досліди і експерименти власником нафтобази в травні 2007 року. Оскільки нафтобаза займається дрібнооптовою торгівлею (купує залізничними цистернами, а продає – бензовозами, при цьому власної мережі АЗС не має), то товарний вид палива для неї має велике значення: адже оптовий покупець, заглянувши в ємність, може звернути увагу на нехарактерний колірної відтінок палива .
Попереднє пояснення виявленому явищу мені висловили фізики Нижегородського університету, яким я показав зразки пального: дається взнаки різниця в коефіцієнтах заломлення світла для парів рідини і самої рідини. Вона вкрай незначна і при малій кількості парогазових бульбашок себе не проявляє. Але зі збільшенням кількості бульбашок на питомий об’єм рідини різниця коефіцієнтів заломлення світла стає причиною появи колірних відтінків.

Насичення палива парогазовими бульбашками веде до серйозної економії палива.

Одне з пояснень зводиться до наступного:

У багатьох дослідженнях парогазовий пляшечку у складі рідини розглядається як неоднорідність стану самої рідини. Незалежно від способів зародження парогазових бульбашок в рідині, їх у більшості робіт називають «кавітаційними зародками». Чим більше подібних зародків у складі рідини, тим менше так звана «кавітаційну міцність» рідини. Тобто, при дії сіл розтягування, що викликаються, наприклад, акустичними коливаннями або полями, або при форсунковим розпилюванні, лінії розривів рідини йдуть по точках кавітаційних зародків. При форсунковим розпилюванні рідини дисперсність розпилювання або розміри крапель розпилювання залежать від щільності кавітаційних зародків на одиницю об’єму рідини. Фактично можна говорити про можливість розпилення палива до аерозольного стану (діаметр аерозольного бульбашки краплі лежить в межах від 0,1 мкм до 0,001 мкм). Рідина при таких діаметрах крапель відчуває стиснення силами поверхневого натягу до тисків від 3 до 300 атмосфер. За умов стрімкого нагріванні в циліндрі двигуна внутрішнє напруження призводить до вибуху краплі з утворенням пари і газів. Природно, при аерозольному розпилюванні в циліндрі двигуна створюється топливовоздушная суміш набагато більш високої якості, ніж зазвичай, і горіння суміші йде більш ефективно.

Інше пояснення полягає в наступному:

Чим менше діаметр парогазового бульбашки в рідині, тим більше тиск у ньому парогазової суміші. Наприклад, при діаметрі парогазового бульбашки в 1 мікрон тиск у ньому, – за даними технічної літератури, – може становити 12 … 13 атмосфер. При дуже високій щільності насичення рідини парогазовими бульбашками, в їх сумарному обсязі може бути «упаковано» парів і газів рідини зіставному з об’ємом самої рідини. Тобто, наприклад, в 1 літрі дизпалива може міститися 100 … 200 мілілітрів парів і газів (зрозуміло, при нормальних умовах). Але в стислому стані вони займають лише 1,5 … 2% від обсягу. Коли пляшечку при розпилюванні рідини розривається, то в обсязі циліндра двигуна відбувається вивільнення додаткової внутрішньої енергії пари і газів. При цьому, за законом Джоуля-Томпсона зменшується температура в обсязі розпилювання, що позначається на кількості надходить заряду. Природно, при форсунковим розпилюванні палива в циліндрі двигуна буде формуватися топливовоздушная суміш навіть більш високого якості, ніж з аерозольними краплями. Оскільки значна частина обсягу вприскуваного палива вже знаходиться в газоподібному (пароподібному) стані.

Цілком можливо, що насичення палива парогазовими бульбашками призводить до того, що одночасно працюють обидва вищенаведених фактора. Більше того, складання цих факторів веде до того, що двигун працює на так званих «бідних» паливних сумішах. Тобто, двигун сам, без втручання ззовні, без внесення змін у конструкцію, крім волі водія (водії машин, випробували паливо, так і кажуть: двигун машини сам регулює себе, як ніби мова йде про живу істоту!), Починає працювати з паливоповітряної сумішшю на нижніх концентраційних точках запалення суміші.

Відомо, наприклад, що в Японії поряд двигунобудівних фірм була виконана дорога програма досліджень по створенню двигунів, що працюють на «бідних» сумішах. Для цього використовували все: від електронних систем подачі палива і повітря в циліндри з найвищою точністю регулювання, до нанесення на поверхні циліндра і поршня спеціальних керамічних плівок-каталізаторів. Японці – народ вельми і вельми практичний. Гроші на вітер просто так не кидають. Їх дослідження показують надзвичайно важливий напрям підвищення економічності автомобільних двигунів. Справа тут не зводиться до простої економії палива. Робота двигуна на збідненої суміші веде до збільшення його ресурсних характеристик, тобто, до збільшення міжремонтного пробігу автомобіля. Питання екології теж не на останньому місці. Чому б не припустити, що технологія дестратіфікаціі є більш простим, дешевим і сердитим способом економії в порівнянні з японськими технологіями на цьому перспективному шляху? Бути може, ми надибали на те, що давно валяється під ногами, і нам лише залишається нагнутися і підібрати золоту знахідку.

ДРУГЕ.
Набирає обертів тенденція переходу з звичайних видів автотракторного палива до біопалива.
В основі цього, – іпосилюються екологічні вимоги, і постійне зростання цін на нафту і нафтопродукти. Але це в іншому світі. Нас же в Росії будуть примушувати до переходу на біопаливо під приводом посилення екологічних вимог. При цьому ціна біопалива навряд чи буде нижчою цін на звичайні бензини і дизпаливо. Швидше, навпаки.

Але супутнє цієї тенденції пом’якшення деяких норм законодавства Росії, розв’язує руки вітчизняному сільгоспвиробнику. Тепер він може цілком спокійно налагодити власне виробництво біопалива. Як для споживання самому, так і для продажу іншим сільгоспвиробникам в окрузі. Про екологію йому твердити не треба, – він в силу своєї прихильності до землі відноситься до природи з трепетом. Йому набагато важливіше мати можливість економити паливо. Адже іншому городянину, завзято вимагає заморозити ціни на сільгосппродукцію, ніколи не зрозуміти, що норми витрати палива на 100 км шляху по сільському бездоріжжю різко, в 2 … 3 рази, відрізняються від норм при їзді по дорогах з твердим покриттям. Будівництво доріг на селі вирішує багато проблем. Але не все: не закочувати ж сіножаті асфальтом! Так що законодавче дозвіл або зняття непотрібних заборон на власне виробництво біопалив для селян схожі, мабуть, за вагою з актом скасування кріпосного права.
Технологія дестратіфікаціі дає можливість створювати біопаливні суміші з будь-яким пальним рідким матеріалом, яке можна отримувати переробкою сировини або відходів сільськогосподарського виробництва. У Росії вже існує з півдюжини підприємств, зайнятих виробництвом біопалива, наприклад, на основі рослинних олій. Технологія – повністю відпрацьована і може бути взята за основу для мінізаводів рівня або масштабу окремого фермерського господарства.

Потрібно діяти за принципом – «економія на економії сидить, економією поганяє». Мало того, щоб тільки налагодити виробництво біопалив. Бажано ще й досить раціонально використовувати біопаливні суміші при спалюванні їх у двигунах машин.Тобто, змусити транспорт працювати в режимі збідненого сумішоутворення.

Можна навіть запропонувати подумати над таким екзотичним видом виробництва біопалив, в основі якого буде покладена видобуток з переробкою сланцевих масел. У Росії (в європейській частині, – особливо) дуже багато місць з покладами горючих сланців. Причому, вони залягають на порівняно невеликих глибинах, часто – з виходом на поверхню. На основі технології дестратіфікаціі можна розробити досить дешевий спосіб добування сланцевих масел. Були б бажання і гроші для реалізації ідеї, а технологічні рішення вже є.

ТРЕТЄ.
12 квітня 2007 з дозволу власника нафтобази був проведений наступний експеримент:
Ємність, об’ємом в 14,8 куб. метри, була заповнена водою (чистої питної водопровідної, обсягом приблизно 5,5 … 6 куб. метра) з таким розрахунком, щоб пристрій дестратіфікатора виявилося повністю затопленим. Усмоктувальна порожнину ежектора дестратіфікатора була з’єднана з атмосферним повітрям. Після включення в роботу пристрою, при розрідженні в 0,12 кгс/см2 в порожнині ежектора, став поступати повітря з атмосфери. Через 20 хвилин робота пристрою була припинена.

Проби води були розлиті в пластикові пляшки. Сама рідина залишалася чистою, але в її обсязі присутній білий густий і щільний туман з повітряних найдрібніших бульбашок. Пляшки були виставлені на стелаж для зберігання і спостереження за змінами води. Протягом місяця стан води не змінювалося. Більш того, при згвинчення пробки бурхливого видихання газів, як це відбувається, наприклад, з газованою водою або пивом, не спостерігалося. Тобто, стан води, з насиченим повітряними бульбашками мікроскопічними обсягом, було стійким і незмінним.
Конструкторські рішення пристрої-дестратіфікатора дозволили створити універсальну технологію. Якщо в першому розділі йшлося про технології без внесення змін до хімічного складу палива, то в другому розділі вже йдеться про отримання стійких сумішей в жідком стані, яке, зрозуміло, вже змінює хімічний склад палива. Експеримент від 12.04.07 доводить можливість зміни хімічного складу палива за рахунок «розливу» в обсяг парогазових бульбашок … біогазів.

У сільськогосподарському виробництві є значна маса відходів, які в процесах розкладання, бродіння, гниття, простий переробки мікроорганізмами, виділяють гази. Причому, обсяги виділення газів можуть бути дуже значними. У цивілізованих країнах створені навіть цілі опалювальні системи, теплова енергія для яких виходить шляхом спалювання газів, отриманих біологічної переробкою відходів, наприклад, стічних вод. У Німеччині, наприклад, навчилися отримувати метанол з торфу, який, у свою чергу, отриманий переробкою сировини з виділенням газів, значна частка в яких належить метану. Ми ж можемо «упаковувати» біогази в паливо і спалювати їх в циліндрах двигунів.
За допомогою досить простого набору обладнання у вигляді добре відомих конструкцій аеротанков або метантанков можна організувати переробку відходів так, що буде подвійна вигода: виробництво та високоефективних добрив, і біогазових рідких паливних сумішей.

ЧЕТВЕРТА.
Енергоємність вуглеводневого палива характеризується об’ємною питомою теплотою згоряння, яка, як правило, підвищується зі збільшенням щільності вуглеводнів. Енергоємність вуглеводневого палива може бути також збільшена за рахунок введення в нього інших речовин, що володіють високою теплотою згоряння, таких як порошки металів (наприклад, Al, Mg, Be) або бору та його сполук, в результаті чого утворюються суспензії. Такі види палива давно використовуються в авіаційних і космічних літальних апаратах.
Проте в рішенні даної проблеми не можна не враховувати й інші можливості підвищення енергоємності палив, в першу чергу пов’язані з використанням добавок у паливо дисперсного вуглецю. Наприклад, в Брукхевенська національної лабораторії (США) ведуться дослідження з викозованию звичайних саж як добавка до палив для поршневих і газотурбінних двигунів. При цьому показано, що додавання сажі в рідке вуглеводневе паливо помітно поліпшує його енергетичні характеристики та не порушує роботу паливної апаратури.
У ході експериментів з дестратіфікатором було відмічено, що утворюються парогазові бульбашки (прохання не плутати, – без використання будь-яких газів, тобто, обсяг бульбашок заповнений газами і парами самої рідини) мають так званої «флотаційної» здатністю. Сили поверхневого натягу бульбашки змушували його «прихопити» з собою дрібнодисперсні частинки, наприклад, грязьові частки з поверхонь ємності. Природно, бульбашка ніс із собою тільки таку – за розмірами та масою, – частку, яка не «тягнула» його на дно. У наявності виборча здатність флотації. Можна собі уявити як парогазовий пляшечку діаметром в 1 мікрон і менше забирає з собою частку, розміри якої набагато менше мікрона.
Тому, я вважаю, не буде виглядати фантастичним пропозицію використовувати технологію дестратіфікаціі з метою збільшення енергоємності або енергонасиченості рідкого палива шляхом додавання в них, наприклад, сажі, торфу, коксу, сапропелю в порошкоподібному стані. Тобто, використовувати те, що є у сільгоспвиробника під рукою і у великих кількостях.
Особливий інтерес у технології збільшення енергоємності рідких видів палива представляє використання торфу. Росія, незважаючи на всі економічні кризи, була і залишається провідною країною в світі по видобутку і використанню торфу. У неї – найбільші у світі площі з покладами торфу. Досить назвати Західно-Сибірську і Мещерську (територія Московської, Володимирської, Нижегородської, Іванівської, Рязанської областей) низовини, Мончетундр і Чунатундру на півночі європейської частини Росії, в сумі – понад 1,5 мільйонів квадратних кілометрів площі. До речі, процес заболочування носить прогресуючий характер. Тобто, фактично ми маємо невичерпні або достатньошвидко поновлювані природним шляхом запаси органічного палива.

НА ЗАВЕРШЕННЯ

Приводиться стадія НДДКР не є дослідженням заради досліджень, чим грішать інші наукові працівники та колективи, коли вони намагаються задовольнити власні почуття цікавості і допитливості за чужий рахунок. Автор цих рядків – інженер-практик, що віддає перевагу бачити конструкторську думку втіленої в металі і приносить користь людям. Що ж стосується перерахованих нижче дослідних робіт спільно з вченими Нижегородського університету, то вони необхідні з метою «зняття ризиків».
Є таке поняття в інноваційній діяльності. Одна справа – голослівно стверджувати, що технологія дестратіфікаціі здатна дати економію палива від 15% і вище.
Зовсім інша справа – покласти перед Потенційним Замовником результати лабораторних досліджень, результати аналізів, викладених на папері і завірених підписами заслужених людей науки з вченими ступенями і званнями, скріплених печаткою авторитетного наукового центру.
Крім того, плановані дослідження обов’язково вкажуть шляхи подальшого вдосконалення самої технології. А також можуть виявити щось нове і несподіване для інженерної практики і, що цілком можливо, для науки.

ОБСЯГ ІНВЕСТИЦІЙ:
ПЛАН І ОЦІНОЧНА ВАРТІСТЬ РОБІТ ПО ОТРИМАННЮ і випробовувань АВТОТРАКТОРНИХ ПАЛИВ У СТАНІ Двофазна РІДИНИ (СТАДІЯ НДДКР)

I. Виготовлення вдосконаленого дослідного зразка пристрою-дестратіфікатора
а) місце виготовлення – Корпорація «Інбітек», м. Н. Новгород;
б) вартість виготовлення – не більше 150 тисяч рублів;
в) термін виготовлення – 1 … 1,5 місяці
II. Збірка установки одержання автотракторних палив в стані двофазної рідини
а) місце складання установки – нафтобаза;
б) вартість виконання робіт зі складання установки (оціночно) –
не більше 50 тисяч рублів;
в) термін складання установки – 10 днів
III. Експериментальна робота з отримання зразків автотракторнихпалив у стані двофазної рідини
а) місце виробництва експериментальних робіт – нафтобаза;
б) вартість виробництва експериментальних робіт
(Оціночно, з урахуванням закупівель палива та витратних матеріалів) –
не більше 70 тисяч рублів;
в) термін виробництва експериментальних робіт – 15 днів
IV. Виробництво аналізів і лабораторних досліджень в Інституті хімії НГУ ім. Н.І. Лобачевського зразків автотракторних палив, складання протоколів, висновків
а) місце виробництва аналізів і досліджень – лабораторії Інституту хімії НГУ ім. Н.І. Лобачевського;
б) вартість робіт (оціночно) – 200 тисяч рублів;
в) термін виконання робіт – 1 місяць
V. Підготовка документації та пропозиції на адресу ПОТЕНЦІЙНОГО ІНВЕСТОРА. Складання Технічного завдання на розробку ескізного проекту установки дестратіфікаціі.
VI. Узгодження Технічного завдання, схеми випробувань, збору та аналізу результатів експлуатаційних випробувань
VII. Внесення змін в існуючу ескізну конструкторську документацію установки дестратіфікаціі з урахуванням даних лабораторних аналізів і досліджень (термін виконання робіт – 1 місяць)
VIII. Терміни виконання всього обсягу робіт – 5 … 6 місяців.

Загальні витрати в сумі складуть близько 850 тисяч рублів.

Автор:

Залишіть коментар

Поля позначені червоною зірочкою * є обов’язковими для заповнення!