Технические науки / 4 Транспорт

К.т.н. Мягкая Р.В., д.х.н. Балыкин В.П., Нехороших А.В., Финадеев С.П.

                                        ООО «Оптимум», Челябинск,

                          Челябинский Государственный Университет, Россия.

Модификация бензинов

на основе их магнитной обработки

 

Повышение мощностных, экономических и экологических показателей поршневых ДВС во многом определяется качеством и свойствами применяемого в них топлива.В настоящее время в Европе по стандарту EN 228 и в России по Техрегламенту РФ№118 действуют нормы бензинов Евро-4,Евро-5,главными требованиями которых являются значения октановых чисел,содержание ароматических углеводородов,содержание серы.

Улучшение этих показателей может быть достигнуто при использовании магнитного устройства и технологии по Патенту РФ на полезную модель №  67654 «Магнитное устройство для модификации топлива автомобильных и авиационных двигателей.» Указанное магнитное устройство и предложенная технология могут быть реализованы для модификации нефтепродуктов на АЗС, нефтебазах, НПЗ, мини-НПЗ путём монтирования магнитных устройств в точках перекачки топлива.

Магнитное устройство может быть также рекомендовано к установке на разрыв шланга подачи топлива  карбюраторных двигателей.

Для оценки изменение физико-химических характеристик нефтепродуктов  при омагничивании  магнитную обработку бензинов, дизельного и авиационного топлив, а также стабильного газового конденсата проводили на опытной установке, которая включает ёмкость для бензинов, бензонасос, питающийся от аккумулятора, бензостойкие шланги и магнитное устройство на основе постоянных высокоэнергетических магнитов состава  Nd – Fe – B (неодим-железо-бор)  с величиной магнитной индукции 0,25-0,3 Тесла.

Испытаниями на установке экспериментально установлено, что магнитное устройство и разработанная технология магнитной обработки с «ноу-хау» обеспечивают увеличение плотности бензинов на 10 кг/м3, изменение при этом их  фракционного состава, уменьшение содержания серы на 20-30%, увеличение октанового числа на 2-5 единиц в зависимости от марки бензина.

Известно влияние фракционного и группового состава бензинов на их октановое число. В работе (1) были предложены формулы расчёта октанового числа на основе его зависимости  от различных показателей (фракционного состава, давления насыщенных паров, плотности, содержания серы), представленные в виде уравнений линейной регрессии. При разработке данного проекта установлено влияние магнитной обработки на изменение плотности бензинов и их фракционного состава. При этом установлена прямая зависимость увеличения октанового числа бензинов с увеличением их плотности при магнитной обработке. Наибольшей восприимчивостью к повышению октанового числа после магнитной обработки обладает бензин низшей марки «Нормаль 80»и прямогонные бензины. Индекс испаряемости бензина после магнитной обработки ниже на 18-20% чем у исходного бензина, что имеет значение для снижения потерь бензина при заполнении резервуаров и хранении. Следует отметить улучшение экологических характеристик продуктов сгорания бензинов после их магнитной обработки, что подтверждено также в нижеприведённых зарубежных и российских аналогах. (cм. таблицу).

При этом важно отметить, что после магнитной обработки и отстаивания бензина наблюдается выпадение осадка, в составе которого методом
ИК-спектроскопии идентифицированы вода и сероорганические соединения. ИК-спектроскопический анализ проводили на кафедре физической химии Челябинского Государственного университета на ИК-Фурье спектрометре Nicolet TM 380  американской фирмы  Thermo-Elektron.

Cравнительные характеристики магнитных устройств по инновационному проекту
 с аналогами Российской Федерации и зарубежными

 

Изменения эксплуатационных и экологических  показателей.

 

 

 

показателей

Уменьшает расход топлива до 25 % , сокращает выбросы CO, CH, NO.

Снижает расход топлива до 20%, повышает мощность, сокращает выбросы CO, CH, очищает цилиндры.

Снижает расход топлива до 20%. Увеличивает срок службы  катализаторов  и «лямбда-зонда» в 2 раза.

 

 

и

 

 

 

сслужбы

Изменения физико-химических свойств топлив.

Нет информации.

Нет информации.

Нет информации.

Принцип действия.

По заявлению фирмы  «разрыв

углеводородных

цепей»

Эффект ядерно-магнитного резонанса.

Эффект ядерно-магнитного резонанса.

Технические характеристики магнитных устройств.

Магниты « неодим – железо – бор».

Магниты «неодим – железо- бор» с индукцией  Br 

До 1,6 Тесла

Магниты «неодим – железо- бор» с индукцией Br  1-1.2 Тесла

 

 

Назначение

 и область

использования.

Установка поверх топливного шланга автомобилей.

Установка на автомобили с объёмом двигателя менее двух литров поверх топливного шланга  с регулировкой электронной системы подачи топлива.

Врезка в топливный шланг автомобилей с регулировкой электронной системы 

«впрыска» топлива.

Название,  страна и фирма

Производитель.

Green-enter 

ЗАО НПП

«Редмаг»  Россия,

г. Калуга

Super  FuelMax

General Motors,

США.

Патенты США:

4.802.931;

4.496.3954

7.458.412

 

 

«Магнитный резонатор», фирма «EcoMobile», Украина

 

 

 

 

Изменения эксплуатационных и экологических  показателей.

 

 

 

показателей

Увеличение мощности двигателя, уменьшение нагара в камере сгорания.

Увеличение плотности бензинов и их смесей на 8-10 кг/м3, повышение

Октанового числа бензинов на 2-5 ед.

ооктанового октанового числа м

Уменьшение содержания серы на 20-30% . Сокращение расхода топлива до 17 %.

Уменьшение индекса испаряемости бензинов бензинов на 18-20% Изменения необратимы, то есть не исчезают при длительном хранении.

.

 

 

 

Изменения физико-химических свойств топлив.

Увеличение октанового числа 92-го бензина на  2 ед. при сохранении изменений не более 5-7 дней.

 

 

 

 

получением

 

Принцип действия.

Нет информации.

Образование или разрушение надмолекулярных структур коллоидных растворов топлив.

 

Технические характеристики магнитных устройств.

Нет информации.

Магниты «неодим – железо- бор» с индукцией Br  0,3-0,35 Тесла  с движением топлива по поверхности магнитов в корпусе устройства.

 

 

Назначение и область использования.

Установка на АЗС для модификации бензина.

1.Установка  на АЗС, нефтебазах, НПЗ для обработки бензинов и их компаундов .

2.Установка на карбюраторные двигатели.

3.. Магнитная обработка авиатоплива.

 

 

Название,  страна и фирма

Производитель.

Фирма «Фаэтон», Россия, г. Санкт-Петербург.

Инновационный проект по Патенту №67654 «Магнитное устройство для модификации топлива автомобильных и авиационных двигателей» с  «ноу-хау».

 

 

 

Уменьшение содержания серы на 20-30 % было обнаружено и после магнитной обработки прямогонных бензинов мини-НПЗ. Исследование бензинов на содержание серы проводили рентгенофлуоресцентным методом на анализаторе серы «Спектроскан-S» в лаборатории контроля качества нефтепродуктов «Лукойл-Уралнефтепродукт» (г. Челябинск).

       Проведённые испытания бензинов до и после магнитной обработки на коррозию медной пластинки (ГОСТ 6321-92) также подтверждают принципиальное уменьшение серосодержащих соединений в бензинах после их магнитной обработки с использованием технологии «ноу-хау». Экспериментально было также установлено, что при смешивании (компаундировании) низкооктанового бензина (например, «Нормаль-80» с высокооктановым бензином (например, «Регуляр-92») в объёмном соотношении 1:1 путём магнитной обработки смеси получен бензин с октановым числом 92.

Наблюдаемые изменения свойств бензинов под действием магнитного поля можно объяснить на основе современных представлений о нефтепродуктах как о коллоидных системах.В свете современных представлений и исследований нефтепродукты не являются смесью органических соединений, как считали ранее, а представляют коллоидный раствор, в котором растворителем являются лёгкие углеводороды, а растворёнными веществами тяжелые углеводороды, в том числе гетероциклические ароматические (2).

Если исходить из того, что нефтепродукты – это коллоидные растворы, то из классических работ академика П.А. Ребиндера известно образование или разрушение в этих системах надмолекулярных структур, или ассоциатов, под действием электрического или магнитного полей. При омагничивании бензинов увеличение плотности связано с ассоциацией лёгких углеводородов бензинов и уменьшением объёма системы.

Увеличение октанового числа бензинов с увеличением их плотности связано и с кинетикой процесса горения топлива. Известно, что скорость процесса в целом определяется скоростью самой медленной из стадий. Лимитирующей или самой медленной стадией процесса горения топлива является диффузия. С увеличением плотности топлива скорость диффузии уменьшается,при этом снижается общая скорость процесса, что способствует более плавному горению топлива, то есть улучшению его антидетонационных свойств.

Cравнение характеристик магнитных устройств, имеющихся в Российской и за рубежом, а также технических результатов при их использовании приведены в таблице. Как следует из представленных в ней данных, предложенные авторами устройство и технология имеет следующие преимущества перед аналогами:

1).Обработка топлива магнитными устройствами «Super Fuel Max»,а также «EcoMobile» по заявленному принципу ядерного магнитного резонанса может быть реализована в очень малых объёмах. Предлагаемый проект обеспечивает возможность изготовления на основе магнитных устройств установок промышленной производительности , что позволяет модифицировать топливо в объёмах  НПЗ, нефтебаз Разработаны чертежи магнитного устройства производительностью 30 м3/час. для стандартного оборудования нефтебаз.

2). Действующие установки на АЗС г. Санкт-Петербурга (фирма «Фаэтон», Россия) обеспечивает увеличение октанового числа бензина  АИ-92 на 2 единицы с получением бензина «Магна – 94» при сохранении изменений не более 5-7 дней, что следует из рекламы этой фирмы.

В отличие от магнитной системы фирмы «Фаэтон»( г. Санкт-Петербург), которая использует магнитную обработку бензина в объёмах АЗС, предлагаемое магнитное устройство и технология омагничивания «ноу-хау» обеспечивают увеличение плотности бензинов на 8-10 кг/м3,увеличение октанового числа на 2-5единиц,уменьшение содержания серы на 20-30%,уменьшение индекса испаряемости бензинов на 18-20%.

Важно отметить,что достигнутые показатели изменений качества бензинов в отличие от результатов фирмы «Фаэтон» необратимы,то-есть не исчезают при длительном хранении топлива.

3). Упрощение технологии изготовления магнитов и устройств в сравнении с аналогами (0,3 Тесла в сравнении с 1.1-1.6 Тесла) при более полном использовании магнитной индукции (поле не накладное, а прямой контакт магнитов с топливом).

Авторы выражают благодарность доктору технических наук, профессору автотракторного факультета Южно-Уральского государственного университета Кукису Владимиру Самойловичу за участие в обсуждении представленных в статье результатов и дальнейших перспектив использования инновационного проекта.

 

Литература:

 

1.     Ю. А. Смышляева, Э. Д. Иванчина, А. В. Кравцов, Ч. Т. Зыонг, Ф.Фан

 «Известия Томского политехнического университета», 2011, Т. 318, № 3.

2.     «Геология и геохимия нефти и газа» под ред. чл.-корр. РАН  проф. Б.А.

       Соколова, г. Москва, изд. центр «Академия», 2004 г., с. 14-15).