Cercetări privind posibilit ățile de tratare a unor exploz ibili [601670]

Cercetări privind posibilit ățile de tratare a unor exploz ibili
pentru obținerea de combustibili pentru motoarele cu ardere intern ă

5

Introducere

În condițiile creșterii explozive a parcului mondial de automobile, cercetarea în domeniul
motoarelor cu ardere intern ă este dominat ă în ultimele decenii de problematica g ăsirii de noi surse de
energie care s ă țină cont de protec ția mediului și, implicit, pe termen lung a omului. În acest context
devine necesar ă găsirea de noi solu ții în producerea de combustibili de genera ție nouă, pe cât posibil
regenerabili care treptat s ă fie înlocuitorii celo r clasici, fosili.
Prețul ridicat al petrolului face din biocarburan ți și din combustibilii sintetici o alternativ ă viabilă
din punct de vedere economic. Trebuie g ăsite surse alternat ive de energie pentru a putea face fa ță
cererii crescute de energie din toate domeniile .
Justificarea alegerii acestei teme are la baz ă un motiv simplu: pasiunea autorului pentru motoare
termice, suprapus ă peste cuno ștințele din sfera profesional ă, legat de tot ceea ce inseamn ă optimizare
in tehnică si cu prec ădere în acest domeniu, dorin ța de a găsi o modalitate de introduce o anumit ă
cantitate de explozibil într-u n motor cu ardere intern ă pentru a produce un lu cru mecanic util sau
pentru îmbun ătățirea propriet ăților unui combustibil clasic.
Motiva ția alegerii acestei teme este c ă am realizat, în timpul scurs pân ă la inceperea lucrului la
acestă teză, că, în ciuda progresului științei, rămân totuși foarte multe oportunit ăți necercetate suficient,
neluate în seam ă, considerate a fi periculoas e sau cu acces limitat precum cele din domeniul militar,
care pot avea aplica ții și în alte domenii cu rezultate spectaculoase.
În timpul studierii expl ozibililor am ajun s la concluzia c ă cei produ și din celuloz ă pot fi cerceta ți
pentru producerea de combustibili deoarece celuloza este polimer ul natural cel mai r ăspîndit, este
constituentul de baz ă al țesuturilor vegetale și componenta principal ă a membranei celulare din toate
plantele superioare, inclus iv din speciile lemnoase. A ceasta are formula chimic ă(C6H10O5)n, unde n
variază între 700 – 3000.
Conținutul mediu de celuloz ă în plante este în general diferit. Singura varietate de celuloz ă naturală
aproape pur ă o constituie bumbacul, care con ține 91 – 93 % celuloz ă, în timp ce la celelalte plante
conținutul de celuloz ă este mai mic: in – 82,5 %, cînep ă – 77,7 %, rafie – 78,7 %, iut ă – 64,2 %,
speciile lemnoase – 57 – 45 %, stuf – 48,7 %. La arbori con ținutul de celuloz ă variază în limite destul
de largi în func ție de specia lemnoas ă, zona de prelevare a probei, zona geografic ă, condițiile
pedologice și mai puțin în funcție de înălțime, vîrstă și altitudine.
Conținutul cel mai mare de celuloz ă se întîlne ște la speciile de co nifere: molid, brad și pin. Speciile
de foioase au un con ținut mai redus de celuloz ă, valori maxime înregistrîndu-se la tei, salcie și paltin și
valori minime la mesteac ăn, carpen și stejar.
Deoarece unele dintre foio ase, cum ar fi pl opul, ulmul, fagul și mesteac ănul conțin cantități
apreciabile de celuloz ă și produc o cantitate anual ă de masă lemnoasă mai mare, ele sunt valorificate în
mod prioritar pentru fabricarea celulozei și hîrtiei.
Utilizarea celulozei sub form ă de trinitrat pentru modificarea cifrei octanice a combustibililor
destinați motoarelor cu aprindere prin scânteie reprezint ă o noutate și necesită studierea influen țelor
și a impactului acestuia în func țonarea motoarelor.
Interesant este faptul c ă se utilizeaz ă un explozibil pentru cre șterea cifrei octanice a unei
benzine, care este definit ă ca fiind rezisten ța la autoaprindere adic ă rezistența la detona ție.
În acest context, aditivarea carburan ților cu biocombustibili, sau combustibili sint etici, constituie o
direcție de acțiune pentru viitor.

Cercetări privind posibilit ățile de tratare a unor explozibili
pentru obținerea de combustibili pentru motoarele cu ardere intern ă

6
Pentru a eviden ția limitele performan țelor energetice, ale moto arelor cu ardere intern ă pentru
automobile, alimentate cu combustibili fosili aditiva ți cu biocarburan ți, în prezenta lucrare, au fost
întreprinse cercet ări ample în domeniul proceselor de ardere.

Obiectivele lucr ării
Prezenta lucrare are ca ob iectiv principal cercetarea influen ței caracteristicilor fizicochimice ale
trinitratului de celuloz ă asupra parametrilor energetici ai motoarelor cu ardere intern ă.
În urma studiil or efectuate asupra utiliz ării trinitratului de celuloz ă și a influen ței acestuia în
funcționarea motoarelor cu aprindere prin scânteie s-au stabilit urm ătoarele obiective:
– evaluarea poten țialului energetic al explozivilior;
– cercet ări teoretice privind procedee de ob ținere a carburan ților destina ți motoarelor cu aprindere
prin scânteie din explozibili;
– cercetarea experimental ă a principalelor influen țe pe care le are un expl ozibil într-un combustibil ;
– stabilirea caracteristicilo r fizico-chimice ale ames tecurilor carburante testa țe;
– realizarea programului de cercet ări experimentale a motoru lui alimentat cu benzin ă și diferite
amestecuri de biocarburan ți;
– testarea diferitelor tipuri de amestecu ri biocarburante pentru stabilirea influen țelor acestora asupra
parametrilor energetic i ai motorului;
– analiza și prelucrarea datelor ob ținute în urma test ărilor experimentale;
– interpretarea comparativ ă a rezultatelor, definirea direc țiilor viitoare de cercetare;
– opinii, conc luzii, recomand ări privind utilizarea nitra ților de celuloz ă.
Structura tezei reliefeaz ă un caracter interdisciplinar în care se reg ăsesc cercet ări si abord ări
interesante din sfera termodinamicii, a co mbustibililor, a expl ozibililor, a chimiei și a matematicii și nu
în ultimul rând determin ări experimentale deosebit de interesante , originale, cu aplicabilitate imediat ă
si deschiz ătoare de noi direc ții de cercetare.
Cercetarea pentru aceast ă teză a condus, printre altele, la elaborarea pan ă acum a 4 lucr ări
științifice publicate în cadrul unor sesiuni de comunic ări de tradi ție in comunitatea stiin țifică, cu
participare interna țională, atât în țară cat si in str ăinătate. Astfel se pot men ționa particip ările, toate în
calitate de prim-autor, dup ă cum urmeaz ă:
1. Studii si cercet ări experimentale privind modificarea propriet ăților benzinelor cu
ajutorul celulozei. . A XV-a SESIUNE DE COMUNIC ĂRI ȘTIINȚIFICE A ȘCOLII
DOCTORALE, CREATIVITATE ȘI INVENTIC Ă,vol.5, Edi ția 2013.
2. Utilizarea celulozelor pentru producerea de combustibili destina ți motoarelor cu
aprindere prin scânteie. A XV-a SESIUNE DE COMUNIC ĂRI ȘTIINȚIFICE A ȘCOLII
DOCTORALE, CREATIVITATE ȘI INVENTIC Ă, vol.5, Edi ția 2013.
3. Cercetări privind folosirea celulozei pentru ob ținerea de biocombustibili
destinați motoarelor cu apri ndere prin scânteie. ACADEMIA DE
TRANSPORTURI, INFORMATIC Ă ȘI COMUNICA ȚII, CONFERIN ȚA INTERNA ȚIONALĂ
CHIȘINĂU, 11-13 decembrie 2013 .
4. Determinarea cifrei octani ce a combustibililor destina ți motoarelor cu
aprindere prin scânteie aditiva ți cu celuloz ă nitrată. Congresul International
al SIAR ,,SMAT 2014 – Science and Manageme nt of Automotive and Transportation
Engineering,, 23-25.10.2014, Departamentul de Autovehicule, Transporturi și Inginerie
Industrial ă din cadrul Universit ății din Craiova.