UNIVERSITATEA AGRAR DE STAT DIN MOLDOVA

Cu titlu de manuscris

C.Z.U: 621.436:662.756+631.372

BELEAG IGOR

PERFORMANELE ENERGETICE I ECOLOGICE

ALE MOTOARELOR CU APRINDERE PRIN COMPRIMARE ALIMENTATE CU

DIVERSE TIPURI DE COMBUSTIBILI

05.20.03: EXPLOATAREA I MENTENANA TEHNICII AGRICOLE I CELEI DIN INDUSTRIA PRELUCRTOARE

Autoreferatul tezei de doctor n tehnic

CHIINU 2010

2

Teza a fost elaborat n cadrul catedrei: Ingineria Transportului Auto i Tractoare,

Universitatea Agrar de Stat din Moldova

Conductor tiinific: Lacust Ion, doctor n tehnic, profesor universitar

Refereni oficiali:

CRCIUN Vasile, doctor inginer, profesor universitar, Iai, Romnia

ENE Vladimir, doctor n tehnic, confereniar universitar

Componena Consiliului tiinific specializat:

MARIAN Grigore, doctor habilitat n tehnic, profesor universitar

GOROBE Vladimir, doctor n tehnic, confereniar universitar

HBESCU Ion, doctor habilitat n tehnic, membru corespondent al AM

POBEDINSCHII Victor, doctor habilitat n tehnic, profesor universitar

FRUNZE Oleg, doctor n tehnic, confereniar universitar

BERZAN Vladimir, doctor habilitat n tehnic, confereniar cercettor

Susinerea va avea loc la 9 decembrie 2010, ora 14.00 n edina Consiliului tiinific specializat DH 60.05.20.03-04 din cadrul Universitii Agrare

de Stat din Moldova

Teza de doctor i autoreferatul pot fi consultate la biblioteca Universitii Agrare de Stat

din Moldova i la pagina web a C.N.A.A. (www.cnaa.md).

Autoreferatul a fost expediat la 5 noiembrie 2010 Secretar tiinific al CS Gorobe Vladimir, dr. n tehnic, conf. univ. Conductor tiinific, Lacust Ion, dr. in tehnic, prof. univ. Autor Beleag Igor Beleag Igor, 2010

3

Actualitatea temei

Omenirea a ntrat ntr-o nou er a energiei, caracterizat prin creterea cererii globale a

energiei pe baza majorrii continue a preurilor i instabilitii acestora, precum i de ameninrile

reale cauzate de schimbrile climatice. Dependena continu a economiei rilor de petrol i de ali

combustibili fosili, cresc importurile i costurile energiei, fapt ce creeaz riscuri politice i

economice. Creterea consumului de energie conduce la sporirea continu a volumului extragerii

combustibililor fosili, care asigur astzi peste 85% din energia utilizat [1-3].

Sectorul aprovizionrii cu energie la nivel global genereaz peste 60% din emisiile antropice

de gaze cu efect de ser (GES), fiind principala cauz a schimbrilor climatice. nclzirea global,

care la mijlocul secolului trecut era doar un semnal pentru a fi luat n considerare, a devenit astzi o

mare preocupare la scar mondial. n acest context au fost adoptate Convenia ONU pentru

Schimbrile climatice (1992) i Protocolul de la Kyoto (1997), ratificat i de Republica Moldova

(2003) [4-7].

Cercetrile efectuate n mai multe ri au stabilit c cea mai raional soluie este substituirea

combustibililor petrolieri cu combustibili alternativi obinui din resurse regenerabile, de ex., din

biomas. Acetia sunt biocombustibili de substituie pe baz de compuilor organici oxigenai de

tipul alcoolilor inferiori (metanol, etanol), produi ale fermentaiei acetono-butilic, esteri, uleiuri

vegetale, grsimi de origine animal, etc. O atenie deosebit a fost acordat posibilitii de folosire

a biomasei ca baz pentru producerea combustibililor alternativi pentru autovehicule, deoarece ele

sunt n dependen total de petrolul fosil.

Pe plan internaional au existat i exist numeroase preocupri legate de obinerea i

utilizarea combustibililor alternativi din uleiuri vegetale, grsimi animale, deeuri de ulei i grsimi,

rezultate din activitatea ntreprinderilor ce le folosesc, pot fi transformate printr-un proces chimic

corespunztor, n combustibil ecologic pur, numit biodiesel. Denumirea sa presupune c acest

combustibil este asemntor cu motorina, dar este de origine biologic. Dup Comitetul D2 ASTM

(American Society of Testing and Materials), care se ocup de compuii petrolieri i lubrifiani,

biodiselul este definit drept compusul format din esterii monoalchilici ai acizilor grai cu caten

lung hidrocarbonat derivai din lipidele (grsimile) regenerabile ca uleiurile vegetale i

grsimile animale, folosit n calitate de combustibil pentru motoarele diesel [8-10].

Biodieselul reprezint o surs de combustibil complet regenerabil care poate fi folosit ca o

alternativ a combustibilului petrolier.

n timpul de fa n Europa se produce aproape 2% de biocombustibil din consumul total.

Ctre a.2010 n conformitate cu Directiva 2003/30/EC producerea i consumul de biocombustibil

va constitui 5,75% (sau 13 mln t), iar ctre anul 2020 - 20% din consumul energetic va fie asigurat

4

din resurse energetice regenerabile. Este evident c ponderea cea mai important o constituie

energia obinut din masa biologic. Fiecare stat membru al Uniunii Europene va trebui s ating

un nivel naional, n baza unui plan care le oblig s investeasc n aceste energii costisitoare.

Avnd n vedere tendina general existent n Europa, precum i condiiile climaterice

naturale ale poziiei geografice a R. Moldova i totodat cerinele socio-economice din republic,

uleiurile vegetale i esterii vegetali au cele mai promitoare perspective economice de dezvoltare n

direcia de producere a biocombustibililor.

Scopul lucrrii: Evaluarea performanelor energetice i ecologice ale motoarelor cu

aprindere prin comprimare alimentate cu diverse tipuri de combustibili; studiul proprietilor

fizico- chimice i de exploatare ale biodieselului i ale uleiului de motor n aciune.

Obiectivele studiului :

- sistematizarea metodelor de utilizare a monoesterilor, obinui prin transesterificarea

uleiului de rapi ca combustibil pentru motoarele diesel ( n stare pur i n amestec cu motorin);

- argumentarea regimurilor de obinere a biocombustibilului din uleiuri vegetale pentru

motoarele cu aprindere prin comprimare;

- studierea parametrilor fizico- chimici ai uleiului de rapi, ca materie prim de baz pentru

obinerea biocombustibilului;

- studiul problemelor legate de proprietile fizico-chimice i de exploatare ale

biocombustibilului;

- efectuarea cercetrilor privind studiului parametrilor fizico chimice i de exploatare ale

uleiului de motor n aciune n motoare alimentate cu diverse tipuri de combustibili ;

- studiul performanelor energetice i ecologice ale motorului diesel alimentat cu diverse

tipuri de combustibili;

- efectuarea unor cercetri experimentale privind starea tehnic a motorului cu aprindere

prin comprimare alimentat cu diverse tipuri de combustibili;

- eficiena economic utilizrii biocombustibilui.

Suportul metodologic i teoretico - tiinific este asigurat de: certitudinea rezultatelor

investigaiilor; stabilirea argumentat a numrului de obiecte supuse investigaiilor; calitatea

informaiilor iniiale i numrul de repetri a fiecrui experiment; folosirea metodelor aprobate,

standardizate de investigaii i a utilajului, aparatelor moderne; rezultatele experimentale de

laborator, ncercrilor la stand i de exploatare; aplicarea i folosirea programrii matematice a

experimentelor i prelucrarea statistic a datelor experimentale cu utilizarea softurilor MATHCAD,

STATGRAPHICS, EXCEL; de experiena mondial a utilizrii biocombustibilului.

5

Noutatea tiinific a rezultatelor obinute:

S-a argumentat experimental utilizarea uleiului de rapi i derivatele acestuia n amestec cu

motorin asupra performanelor energetice i ecologice, strii tehnice ale motorului cu aprindere

prin comprimare, ce sunt legate direct cu latura economic a problemei i posibilitile de

dezvoltare a acestor tipuri de combustibili;

S-au stabilit regimurilor optime de obinere a biocombustibilului din ulei de rapi pentru

motoarele cu aprindere prin comprimare;

S-au evaluat caracteristicele fizico-chimice ale uleiului de rapi ca materie prim pentru

producerea biocombustibilului;

n premier sau stabilit performanele energetice ale motorului cu aprindere prin

comprimare alimentat cu diverse tipuri de combustibili;

Pentru prima dat sau analizat performanele ecologice ale motorului cu aprindere prin

comprimare alimentat cu diverse tipuri de combustibili;

S-au stabilit efectele poluante de gaze nocive ale motorului diesel la funcionarea lui cu ulei

de rapi, biocombustibil i amestec motorin-biocombustibil (n dependen de concentraia

biocombustibilului i sarcina motorului).

S-a stabilit c amestecurile de combustibili motorin biocombustibil nu afecteaz starea

tehnic a mecanismului motor.

Semnificaia tiinific i importana teoretic:

S-au stabilit legitile modificrii parametrilor fizico-chimice i de exploatare ale

biocombustibilului obinut din ulei de rapi i ale amestecului de motorin cu biocombustibil;

S-au evaluat legitile modificrii caracteristicilor fizico-chimice i de exploatare ale uleiului

de motor n aciune n motoare alimentate cu ulei de rapi i derivatele acestuia n amestec cu

motorin;

S-a elaborat sistemul cibernetic de obinere a biocombustibilului i modelul matematic a

procesului de transesterificare al uleiului de rapi;

S-a stabilit posibilitatea de implementare a regimurilor de transesterificarea a uleiului de

rapi cu scopul asigurrii proprietilor fizico-chimice a metilului de ester asemntoare cu cele

ale motorinei;

S-a elaborat calculul termic al motorului cu aprindere prin comprimare alimentat cu

biocombustibil;

S-a determinat corelaia dintre concentraia emisiilor poluante n gazele de eapament ale

mac alimentat cu diferite tipuri de combustibili cu modificarea sarcinii motorului;

Se prezint cunotine noi privind perfecionarea metodologiei de cercetare i stabilirea

6

regimurilor tehnologice de folosire a biocombustibilului pentru alimentarea motoarelor diesel;

Rezultatele cercetrilor vor fi valorificate i n cadru unor noi teme, indicnd noi direcii de

cercetare;

Realizarea cercetrilor referitoare la componena optim a amestecului de combustibili

motorin-biocombustibil pentru asigurarea buna funcionare a motoarelor diesel, care va fi obiectul

unor ncercri mai complexe n condiii de exploatare.

Valoarea practic a lucrrii i implementarea rezultatelor cercetrilor tiinifice:

S-a demonstrat c uleiul de rapi i derivatele acestuia n amestec cu motorin sunt

compatibile cu motoarele diesel actuale;

Recomandri practice privind utilizarea monoesterilor obinui prin transesterificarea

uleiului de rapi n stare pur sau n amestec cu motorin la funcionarea motorului cu aprindere

prin comprimare;

mbuntirea i dezvoltarea procesului de nvmnt i cercetare prin introducerea unor

noi lucrri de laborator la disciplinele Chimotologia agricol; Materiale de exploatare pentru

automobile pentru studenii care i fac studiile n domeniul Inginerie i activiti inginereti;

elaborarea i editarea unor manuale i lucrri didactico- metodice, completnd unele cursuri de

specialitate;

Elaborarea i publicarea mai multor lucrri tiinifice n reviste i la manifestri naionale

i internaionale din domeniu, care se prezint rezultatele cercetrilor, punndu-se, astfel, la

dispoziia cercettorilor din acest domeniul de specialitate;

Posibilitatea de implementare n producie a rezultatelor din lucrare, confirmate prin

ncercrile de laborator, la stand i n exploatare a motoarelor alimentate cu diverse tipuri de

combustibili pe baz de ulei de rapi, precum i actele prezentate.

La susinere se prezint:

1. Rezultatele evaluri caracteristicilor fizico-chimice ale uleiului de rapi - materie pentru

obinerea biocombustibilului pentru alimentarea MAI;

2. Sistemul cibernetic i modelul matematic de obinere a biocombustibilului la faza de

concepie-proiectare cu argumentarea regimurilor de transesterificarea a uleiului de rapi;

3. Legitile modificrii parametrilor fizico-chimice i de exploatare ai biocombustibilului

obinut din ulei de rapi i ale amestecurilor de motorin cu biocombustibil;

4. Legitile modificrii caracteristicilor fizico-chimice i de exploatare ale uleiului de motor

n aciune la funcionarea motorului diesel cu ulei de rapi i derivatele acestuia n amestec cu

motorin;

7

5. Calculul termic al motorului cu aprindere prin comprimare alimentat cu biocombustibil;

6. Rezultatele evaluri parametrilor energetici (puterea efectiv, momentul efectiv,

consumul orar i specific efectiv de combustibil) ai MAC alimentat cu diverse tipuri de

combustibili;

7. Rezultatele aprecieri parametrilor ecologici (coninutul de CO, CO2, CnHm, particule

solide n gazele de eapament) ai MAC la funcionarea lui cu ulei de rapi, biocombustibil i

amestec motorin-biocombustibil (n dependen de concentraia biocombustibilului i sarcina

motorului);

8. Rezultatele cercetrilor n exploatare ale tractoarelor agricole privind utilizarea

combustibilului B20 (motorin 80% i biocombustibil 20%).

Aprobarea rezultatelor:

Materialele lucrrii au fost prezentate, luate n discuie i aprobate la:

- Conferinele tiinifice anuale ale Universitii Agrare de Stat din Moldova a. 2002, 2006,

2008;

- Simpozionul tiinific Internaional 70 ani ai Universitii Agrare de Stat din Moldova,

7-8 octombrie 2003;

- Conferina Internaional practico tiinific Metode netradiionale n medicin, biologie

i fitotehnie. Enologie. Ecologie i sntate. Chiinu, 15-17 septembrie 2005;

- Conferina tiinific internaional Realizri i perspective n horticultur, viticultur i

silvicultur Universitatea Agrar de Stat din Moldova , 7-8 octombrie 2005;

- Conferina practicotiinific Strategii de management, inginerie i tehnologii n

transporturi Universitatea Tehnic a Moldovei, 27 octombrie 2006;

- Conferina Internaional Sisteme de transport i logistic Academia de Transporturi,

Informatic i Comunicaii, octombrie 2006; 2008.

-

, 29-30 2006 .;

-

.

, 23-24 2007 .;

- Simpozionul tiinific Internaional Realizri i perspective n Horticultur, Viticultur,

Vinificaie i Silvicultur, Universitatea Agrar de Stat din Moldova, 2007;

8

-

,

, 4-7 2008.

- Simpozionul tiinific Internaional Agricultura modern: realizri i perspective dedicat

aniversrii a 75 ani ai Universitii Agrare de Stat din Moldova, 21-23 octombrie 2008.

Publicaii. n baza rezultatelor obinute au fost publicate 14 lucrri tiinifice (3 de unu

singur) i coautor al unui manual.

Structura i volumul tezei.

Teza este constituit din introducere, actualitatea temei, stadiul actual prezentat in literatura

de specialitate, (capitolul 1), material i metode (capitolul 2), rezultate proprii, discuiile i

interpretarea lor (capitolul 3), concluzii generale i recomandri. Bibliografia conine 144 de titluri.

Teza este expus pe 132 pagini de baz (pn la Bibliografie) i conine 20 tabele, 47 figuri.

CONINUTUL TEZEI

Introducerea cuprinde: actualitatea temei investigate, scopul i obiectivele studiului,

inovaia tiinific, suportul metodologic, semnificaia tiinific i aplicativ a lucrrii, postulatele

tezei expuse la susinere, aprobarea rezultatelor.

1. STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR PREZENTATE IN LITERATURA

DE SPECIALITATE

n acest capitol sunt expuse opiunile conceptuale care vizeaz problema actual a tiinei

din domeniul Ingineriei Agrare i anume perspectivele utilizrii combustibililor alternativi pentru

alimentarea motoarelor cu aprindere prin comprimare ale tractoarele agricole. Cuprinde informaii

generale, privind producia i conversia uleiurilor vegetale n biodiesel, cultivarea rapiei i

obinerea uleiurilor vegetale, caracteristici i proprietile importante ale

biocombustibilului [1-18].

2. MATERIALE I METODE DE CERCETRI

Obiectivele cercetrilor:

Motorul cu aprindere prin comprimare alimentat cu motorin, biocombustibil, amestec

motorin biocombustibil i ulei de rapi ;

Diverse tipuri de combustibili: motorin; biocombustibil; amestec motorin-

biocombustibil; ulei de rapi;

Uleiul de motor n aciune (recomandat pentru motorul ales);

9

Emisiile poluante n gazele de eapament ale motoarelor diesel alimentate cu motorin,

biocombustibil; amestec motorin-biocombustibil i ulei de rapi.

3. REZULTATELE CERCETRILOR PROPRII

3.1. Studiul parametrilor fizico- chimici ai uleiului de rapi

Lund n consideraie, c n republica Moldova nu se produce i nu se import

biocombustibil , la prima etap cercetrile tiinifice au avut ca scop studierea parametrilor fizico-

chimici ai uleiului de rapi, ca materie prim de baz pentru cptarea biocombustibilului.

Vscozitatea combustibilului constituie elementul hotrtor care determin fineea

pulverizrii, calitatea formrii amestecului carburant i a procesului de ardere a acestui amestec. De

aceea, pentru a caracteriza uleiul de rapi din punctul de vedere al variaiei vscozitii cu

temperatura s- au analizat urmtorii indicatori: modificarea vscozitii cinematice a uleiului de

rapi n funcie de temperatur; raportul de vscozitate (RV); indicele de vscozitate (IV);

gradientul vscozitii funcie de temperatur [19, 20].

Modificarea vscozitii cinematice a uleiului de rapi n dependen de temperatur este

prezentat n figura 1.

Expresia matematic a modificrii vscozitii cinematice de temperatur reprezint

formula: = k/x unde: k= 1350 constanta ce depinde de curbura caracteristicii = f(t).

0

20

40

60

80

20 50 70 90 100

Temperatura, o C

Vs

cozi

tate

a ci

nem

atic

, c

St

Curba datelor

experimentale

Curba teoretic

aproximat n baza

funciei estimate

y= /x

Fig. 1. Modificarea vscozitii cinematice a uleiului de rapi n dependen de

temperatur.

Pentru uleiul de rapi indicele de vscozitate este mai mare de 140, ce caracterizeaz

proprieti de lubrifiere superioare i satisfctoare pe deplin comportarea lui n condiii de

temperatur extrem.

10

Gradientul vscozitii uleiului de rapi funcie de temperatur este egal cu 0,396 cSt/grad

i este o valoare acceptabil i respect legea neliniar.

La utilizarea uleiului de rapi i derivaiilor acestuia ca combustibil alternativ pentru

motoarele diesel trebuie s- se ia n consideraie urmtoarele proprieti fizico chimice:

vscozitatea cinematic i modificarea ei n dependen de temperatur; raportul valorilor

vscozitii cinematice la temperaturile 50 0C i 100 0C; indicele de vscozitate; gradientul

vscozitii funciei de temperatur.

3.2. Argumentarea regimurilor de transesterificare a uleiului de rapi cu planificarea

experimentelor

Scopul principal al transesterificrii este de a micora substanial vscozitatea uleiului de

rapi (de la 75 la 4,6 cSt ) i de a apropia proprietile esterului de cele ale motorinei.

Transestirificarea uleiului de rapi (n laborator) s-a realizat cu dou varieti de alcool:

metanol (produs n Germania) i etanol (produs n Moldova). n calitate de catalizatori sau folosit

hidroxid de sodiu (NaOH) i de potasiu (KOH) n concentraie de 1,5-6%.

Planificarea experimentelor. Pe baza studiului de sintez a literaturii [21-28] tiinifice

referitoare la chimismul, mecanismul i cinetica procesului de transesterificare a uleiurilor vegetale

s-a pus ca scop stabilirea parametrilor optimi procesului de transetererificare a uleiului de rapi i

anume: raportul alcool/ulei, tipul de alcool, natura i concentraia catalizatorului, temperatura de

reacie.

Fig. 2. Sistemul cibernetic de obinere a biocombustibilui la faza de concepie proiectare.

Concentraia

catalizatorului-1,5; 3; 6 %

Factorii variabili

Tipul de alcool Concentraia alcoolului

10; 12; 15 %

Tipul de catalizator, KOH; NaOH

Temperatura reaciei,

40oC; 60 oC; 80 oC

Ulei de rapi

Funcii de replic

Vscozitatea cinematic la 20oC,cSt

Densitatea, g/cm3

Temperatura de inflamare, oC

Temperatura de tulburare, oC

Randamentul glicerinei,%

11

Cercetrile efectuate au fost structurate n direcia elaborrii suportului experimental avnd

ca scop obinerea biocombustibilului din uleiuri vegetale i folosirea acestui combustibil pentru

alimentarea MAC. Prin realizarea unui ciclu complex de investigaii pentru diverse regimuri de

transesterificarea ale uleiurilor vegetale, organizate conform unei metodici de cercetare, care permit

s elimine erorile i totodat s asigure condiii normale de funcionare a motoarelor cu aprindere

prin comprimare alimentate cu biocombustibilul obinut.

Cercetrile de argumentare a regimurilor de transesterificarea a uleiului de rapi au inclus

urmtoarele etape:

Prima etap. Studii aprofundate i cercetrii influenei alcoolilor (metanol i etanol) n

proporie de 10%; 12%; 15% i catalizatorii KOH; NaOH de 1,5; 3; 6 %; la temperaturile 400C;

600C; 800C; la presiunea atmosferic, n timp de 4 ore . n rezultatul cercetrilor prealabile s-a

stabilit: etanolul i catalizatorul NaOH nu asigur procesului de esterificare a uleiului de rapi.

Cercetrile experimentale s-au realizat conform sistemului cibernetic prezentat n figura 2.

A doua etap: asigurarea funcionrii motoarelor cu aprindere prin comprimare alimentate

cu biocombustibil n faza de exploatare i verificarea postulatelor evideniate [29,30].

Rezultatele obinute cum ar fi: vscozitatea cinematic la 20oC, densitatea absolut,

temperatura de inflamare 0C i temperatura de tulburare 0C au fost realizate conform planului

(tabelul1).

Tabelul 1. Matrice program i rezultatele experimentului

Nr.

crt

Valorile codificate ale

factorilor variabili Valorile funciilor de replic

x1 x2 x3 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 1 +1 +1 0 12,9 0,887 78 -11,0 10,32 2 +1 -1 0 12,01 0,911 80 -12,3 15,0 3 -1 +1 0 13,01 0,895 79 -11,5 9,01 4 -1 -1 0 12,61 0,921 70 -12,78 14,89 5 +1 0 +1 11,86 0,889 72 -10,08 12,23 6 +1 0 -1 15,31 0,901 76 -11,12 13,26 7 -1 0 +1 11,92 0,902 74 -12,81 12,41 8 -1 0 -1 15,44 0,941 77 -10,9 12,89 9 0 +1 +1 11,08 0,887 75 -15 11,36 10 0 +1 -1 11,32 0,896 78 -14,67 11,43 11 0 -1 +1 13,96 0,889 70 -10,0 16,29 12 0 -1 -1 14,91 0,911 72 -10,6 18,09 13 0 0 0 14,6 0,901 70 -10,2 19,09

unde:

x1 - tipul i concentraia alcoolului 10;12;15%;

x2 tipul i concentraia catalizatorului 1,5;3;6%;

12

x3 temperatura procesului de trasesterificare - 40oC; 60 oC; 80 oC (factori variabili);

Y1- vscozitatea cinematic la 20oC, cSt;

Y2 - densitatea absolut, g/cm3;

Y3 - temperatura de inflamare, oC;

Y4 - temperatura de tulburare, oC;

Y5 - randamentul procesului de transesterificare,% (funcii de replic).

Dup prelucrarea datelor experimentale prezentate n tabelul1. s-a obinut urmtoarele

ecuaii de regresie care n coordonate codate descriu adecvat evoluia:

- vscozitii cinematice (figura3a)n funcie de procentajul constituenilor.

Y1 = 14,6 - 0,1125*x1 - 0,6475*x2 - 1,02*x3 - 0,57625*x12 + 0,1225*x1*x2 + 0,0175*x1*x3 -

1,39125*x22 + 0,1775*x2*x3 - 0,39125*x32; (1)

- densitii absolute (figura3b)

Y2 = 0,9 - 0,00875*x1 - 0,00625*x2 - 0,01*x3 + 0,0075*x12 + 0,0*x1*x2+ 0,0075*x1*x3 -

0,0025*x22 + 0,0025*x2*x3 + 0,0*x32; (2)

- temperaturii de inflamare (figura 3c)

Y3 = 70,0 + 0,75*x1 + 2,25*x2 - 1,5*x3 + 3,875*x12 - 2,75*x1*x2 - 0,25*x1*x3 + 2,875*x22 -

0,25*x2*x3 + 0,875*x32; (3)

- temperaturii de tulburare (figura 3d)

Y4 = -10,2 + 0,43625*x1 - 0,81125*x2 - 0,075*x3 - 0,1775*x12 +0,005*x1*x2 + 0,7375*x1*x3

- 1,5175*x22 - 0,2325*x2*x3 - 0,85*x32; (4)

- randamentului procesului de trasesterificare (figura 3e)

Y5 = 19,09 + 0,20125*x1 - 2,76875*x2 - 0,4225*x3 - 4,19*x12 +0,3*x1*x2 - 0,1375*x1*x3 -

2,595*x22 + 0,4325*x2*x3 - 2,2025*x32; (5)

n figura3 sunt redate regimurile optimale pentru procesul de transesterificare respectiv

caracteristicile produsului cptat.

n urma analizei s-au stabilit urmtoarele:

- mai reuite rezultate sau cptat folosind 12% de metanol i catalizator KOH 3% la

temperatura de 80oC ce confirm rezultatele altora cercettorii (unde este prezentat dependena

raportului optim metanol / ulei de rapi egal cu 11,3%).

13

Fig. 3. Modificarea proprietilor fizico chimice ale produsului obinut (regimul optimal)

a)vscozitatea cinematic; b)densitatea absolut; c) temperatura de inflamare; d)

temperatura de tulburare; e) randamentul procesului de trasesterificare.

3.4. Analiza rezultatelor ncercrilor experimentale la stand

n calitate de metod de baz i cu certitudine au fost acceptate ncercrile la stand a

motorului diesel D-241L alimentat cu diverse tipuri de combustibili.

Parametrii funcionali ai motorului la alimentarea cu diverse tipuri de combustibili s-au

meninut n limitele admisibile, care caracterizeaz stabilitatea strii tehnice a motorului n timpul

ncercrilor pe stand.

3.4.1. Performanele energetice ale MAC alimentat cu diverse tipuri de combustibili

La funcionarea motorului pe diferite tipuri de biocombustibili comparativ cu motorina n

urma prelucrrii datelor experimentale s-au obinut curbele de variaie pentru: momentul motor

(figura 4); puterea efectiv (figura 5); consumul orar de combustibil (figura 6); consumul specific

de combustibil (figura 7) [31].

14

Fig. 4. Variaia momentului motor n funcie de turaia motorului D-241L.

I - regim de funcionare n gol;

II - regim de sarcin nominal;

III - regim de suprasarcin maxim.

Fig. 5. Variaia puterii efective a motorului D-241L n funcie de turaie.

I - regim de funcionare n gol;

II - regim de sarcin nominal;

III - regim de suprasarcin maxim.

Turaia motorului, min -1

Fig. 6. Variaia consumului orar de combustibil a motorului D-241L n funcie de turaie.

I - regim de funcionare n gol;

II - regim de sarcin nominal;

15

III - regim de suprasarcin maxim.

Fig. 7. Variaia consumului specific efectiv de combustibil a motorului D-241L n funcie de turaie.

II - regim de sarcin nominal;

III - regim de suprasarcin maxim.

Din analiza valorilor expermentale obinute se constat, c aceste pentru toate tipurile de

combustibili sunt practic n plaja de valori admisibile.

Valorile cuprinse n intervalul de la I II arat modificarea indicelor motorului pe msura ce

se mrete ncrcarea motorului. Acest regim de exploatare este regim de baz de funcionare cu

regulator. Foarte esenial, c caracterul modificrii indicilor funcionali ai motorului diesel D-

241L n acest regim pentru toate tipurile de combustibili este identic.

La regimul nominal de funcionare a motorului (la turaia de 2200 rot/min) s-a stabilit:

- o micorare a momentului nominal al motorului dup tipul de amestec de combustibili fa

de funcionarea pe motorin: pentru B20, B50 cu 7,4%; pentru B75, B100 cu 15,0% i pentru ulei

de rapi - cu 18,0%;

- o diminuare a puterii motorului fa de funcionarea pe motorin dup tipul de amestecului

pentru B20, B50, B100 cu 8,60% i pentru ulei de rapi cu 13,50%;

- consumul orar de combustibil pentru amestecul B20 se micoreaz cu 10,5%, iar pentru

B100 cu 7,7%, faptul ce se poate explicat prin prezena oxigenului molecular n componena

biocombustibilului ce permite un dozaj a amestecului carburant mai srcit, ct i de reducerea

puterii motorului la funcionarea lui pe biocombustibil.

Regimul de sarcin nominal corespunde valorilor maxime a puterii efective i consumului

orar de combustibil maxim, iar consumul specific de combustibil are o valoare minim.

Regimul de suprasarcin progresiv cuprinde valorile n intervalul de la II III i arat c

puterea efectiv i consumul orar se micoreaz, momentul motor crete, iar turaia arborului motor

se micoreaz n limitele mult mai mari. Acest regim a motorului este regim de funcionare fr

regulator, n aceast situaie debitul elementului de injecie este mrit. Exploatarea motorului n

16

regimul de suprasarcin nu este permis dect n cazul funcionrii de scurt durat, necesar

nvingerii creterilor temporare ale forei de rezisten a mainilor agricole din agregat.

n cazul de fa, la funcionarea motorului pe ulei de rapi n regimul de suprasarcini duce

la nrutirea procesului de formare a amestecului carburant i ca rezultat se majoreaz consumul

orar de combustibil cu 13,1%. Pentru a evita neajunsurile care apar la funcionarea motorului n

regimul de suprasarcin este necesar ca acest regim s fie folosit n timp ct mai scurt.

ncercrile experimentale au scos n eviden buna funcionare a motorului cu amestecuri de

motorin biocombustibil;

Se poate aprecia c rezultatele obinute dovedesc calitile amestecului de combustibili

(motorin biocombustibil), care pe viitor promite s fie un concurent serios al combustibililor

petrolieri.

3.4.3. Performanele ecologice ale MAC alimentat cu diverse tipuri de combustibili

Lucrrile publicate n diferite ri privind studierea emisiilor poluante n gazele de

eapament ale motoarelor diesel n cazul folosirii combustibililor din uleiuri vegetale i derivatele

acestora sunt destul de sofisticate.

Rezultatele obinute n lucrare relev faptul c o dat cu modificarea turaiilor motorului,

emisia de fum (transparena gazelor de evacuare) se schimb neesenial i variaz n limitele: la

turaiile de 1000 min-1 80 - 85% i la turaiile de 2200 min-1 83 -84%. Biocombustibilul pur i

amestecul de motorin-biocombustibil asigur o micorare uoar a emisiilor de fum [32-34].

Emisia de CO2 (figura8) nu se clasific ca emisie poluant nociv, ns favorizeaz esenial

efectul de ser, fenomen legat de schimbarea climei. Concentraia CO2 depinde de regimul de

funcionarea motorului i este direct proporional cu consumul de combustibil care caracterizeaz

sarcina motorului.

Odat cu majorarea sarcinii motorului de la 0 pn la 86%, pentru toate varietile de

combustibil studiate, emisia CO2 crete de 3,0 - 3,5 ori. O majorare mai esenial s-a stabilit la

funcionarea motorului pe ulei de rapi pur. Orice micorare a nivelului emisiei CO2 este legat de

micorarea consumului de combustibil (a sarcinii motorului). Biocombustibilul pur asigur o

scdere a emisiei de CO2 de 1,88 ori, n comparaie cu motorina pn la sarcina motorului de 50 %

17

Fig. 8. Emisia de CO 2 n gazele de eapament n dependen de sarcina motorului.

Emisia de CO care se formeaz la arderea incomplet a amestecului de carburant n camera

de arderea a motorului cu majorarea sarcinii lui se micoreaz. La sarcina motorului de 75 % Pe

emisia de CO se micoreaz de 3 3,5 ori n comparaie cu mersul n gol, fapt condiionat de

arderea mai complet a amestecului carburant ( figura9).

La funcionarea motorului pe ulei de rapi pur concentraia de CO este mai superioar, ce

caracterizeaz procesul de ardere incomplet a amestecului carburant (ulei de rapi aer).

Biocombustibilul i amestecul de motorin cu biocombustibil asigur o micorare a emisiei

de CO pn la sarcina motorului de 75 % Pe. La sarcina motorului mai superioar de 75 % Pe se

simte o majorare a concentraiei de CO n gazele de eapament ale motorului n legtur cu faptul,

c odat cu majorarea debitului de combustibil se nrutete procesul de ardere.

Fig. 9. Emisia de CO n gazele de eapament n dependen de sarcina motorului.

Emisia de CnHm, depinde de tipul de combustibil i modalitatea desfurrii procesului de

ardere a combustibilului n camera de ardere a motorului. Datele prezentate n figura10 ne

18

demonstreaz c biocombustibilul pur arde mai complet n comparaie cu alte tipuri de combustibil

studiate i asigur o micorare a emisiei de hidrocarburi la sarcina de 75 % Pe de 1,11 ori n

comparaie cu motorina.

Fig. 10. Emisia de CnHm n gazele de eapament n dependen de sarcina motorului.

Biodieselul este un combustibil oxigenat cu un coninut masic de 11% oxigen ce contribuie

la o ardere mai complet a amestecului carburant i ca rezultat esenial mbuntete emisiile. Cu

ct mai mult biocombustibil este folosit n amestec, cu att sunt mai mari reducerile de emisii.

La funcionarea motorului pe ulei de rapi pur faza gazoas a emisiilor este mai superioar

n comparaie cu alte tipuri de combustibili, ce caracterizeaz o nrutire a procesului de ardere a

amestecului carburant (ulei de rapi aer).

3.4.4. Studiul proprietilor de exploatare ale uleiului de motor n aciune, strii

tehnice i impurificarea pieselor ale MAC.

Performanele de putere i de economicitate ale unui motor diesel, concentraia de noxe

emise n exploatare, sunt influenate de proprietile fizico-chimice i de exploatare ale uleiurilor

de motor [35].

Caracterul modificrii vscozitii cinematice a uleiului de motor n dependen de timpul

funcionrii motorului (n limita de 100 motoore) la alimentarea lui cu motorin, ulei de rapi,

amestec motorin 80% i biocombustibil 20% practic este identic. Ctre finele ncercrilor de 100

motoore sporirea vscozitii uleiului de motor n aciune constitui 5-7 % i practic nu depinde de

tipul de combustibil cu care se alimenteaz motorul. Aceasta caracterizeaz faptul, c procesele de

termo- oxidare a uleiului de motor n aciune nu depinde direct de tipul de combustibil pe care

funcioneaz motorul.

19

Alcalinitatea uleiului de motor caracterizeaz coninutul de aditivi alcalini activi n uleiul

din sistemul de ungere al motorului. Dup modificarea acestui indicator al uleiului de motor se

apreciaz uzarea componenilor activi ai aditivului n procesul de aciune a uleiului n motor.

Caracterul modificrii alcalinitii uleiului de motor la funcionarea motorului pe diverse

tipuri de combustibili practic este identic. Ctre finele ncercrilor de 100 motoore alcalinitatea

uleiului n aciune s-a micorat neesenial (cu 3-6%) i practic nu depinde de tipul de combustibil cu

care se alimenteaz motorul. Aceasta caracterizeaz faptul, c uleiului de motor M10G2 destinat

pentru motoare suprasolicitate (ca D-241L) au alcalinitate sporit i stabil n aciune. Pachetul de

aditivi n ulei constituie o pondere de 10-15% i asigur neutralizarea produselor arderii

combustibilului n motor.

n ceea ce privete influina utilizrii amestecului de combustibil: motorin i 20%

biocombustibil asupra strii tehnice a motorului, rezultatele pariale scot n eviden faptul c acest

amestec de combustibil nu afecteaz starea tehnic a mecanismului motor. De asemenea, s-a putut

constata c: nu s-au nregistrat uzuri semnificative al ansamblului bol, biel, fus, maneton.

S-a stabilit, c uleiul de motor n aciune la ncercrile motorului alimentat cu amestec de

motorin-20% biocombustibil a asigurat o lubrifiere mai bun a pieselor motorului, mobilitatea

segmenilor, impurificarea minim a pistoanelor i cmilor cilindrilor, o bun curenie a

orificiilor de drenare a pistoanelor i segmenilor de ungere, lipsete nfundarea injectoarelor.

Uzura segmenilor de compresie constitui 441,9 mg la funcionarea motorului n timp de

100 motoore pe motorin, iar n cazul funcionrii motorului pe ulei de rapi pur acesta uzur este

mai sporit.

La alimentarea motorului cu amestec de motorin - 20% biocombustibil uzura segmenilor

de compresie, completului de cuzinei biel este practic ca i la alimentarea motorului cu motorin.

ncercrile efectuate la stand demonstreaz faptul, c motorul alimentat pe amestec

motorin- 20% biocombustibil poate funciona impecabil pn la limita de uzur ceea ce este mai

mult dect satisfctor.

3.5. Analiza rezultatelor experimentale n exploatare ale tractoarelor agricole

n timpul ncercrilor n exploatare tractoarele au fost folosite la diferite lucrri agricole:

cultivarea total, semnatul culturilor agricole, aratul, cultivarea ntre rnduri ale plantaiilor

multianuale, stropitul livezilor i a culturilor cerealiere, lucrri de transport. Volumul lucrrilor au

constituit 647-724 motoore, ce corespunde lucrrilor sezoniere pe durata funcionrii a tractoarelor;

sarcina motorului constituia 55-75% de la puterea nominal. Perioada de funcionare a tractoarelor

sub sarcin a fost 70-80% din timpul schimbului. Consumul mediu de combustibil a variat ntre

20

10,4 - 11,8 kg / h, consumul mediu de ulei alctuia 112-137g/h sau 1,09-1,43% din volumul de

combustibil consumat. Prima grup de tractoare au fost alimentate cu motorin, iar a doua - cu

combustibil B20.

Parametrii funcionali care caracterizeaz starea tehnic a motorului: consumul de ulei la

ardere, debitul de gaze scpate n carter, presiunea de compresie a gazelor n cilindrii a motoarelor

alimentate cu motorin i cu combustibil B20 n timpul ncercrilor experimentale n exploatare s-

au schimbat ne esenial, ce confirm faptul despre o stare tehnic stabil a motoarelor.

Studiul proprietilor fizico-chimice i de exploatare ale uleiului de motor n aciune s-a

realizat pe durata ncercrilor experimentale ale tractoarelor agricole.

Vscozitatea cinematic a uleiului crete cel mai intens n primele 250 300 motoore de

folosire a tractoarelor, iar apoi procesul se stabilizeaz i vscozitatea se menine practic la acelai

nivel. n comparaie cu valoarea iniial, vscozitatea se mrete pentru prima grup de tractoare cu

cu 19,84 % i pentru a doua grup cu 28,25 %. Valorile finale ale vscozitii cinematice a uleiului

n aciune la ambele grupe de tractoare nu depesc valorile admisibile n cazul exploatrii

tractoarelor MTZ 80/82 n condiii normale admise de uzina productoare.

Alcalinitatea uleiului de motor n aciune scade mai intens n primele 200 250 motoore de

utilizare ce confirm faptul, c n aceast perioad au loc procese intense de oxidarea a

hidrocarburilor puin stabile n ntregul volum al uleiului, iar apoi aceste procese se produc n

volumele de ulei turnat suplimentar. Alimentarea motoarelor cu combustibil B20 asigur

meninerea alcalinitii uleiului de motor dup 625 motoore de funcionare a tractoarelor la nivelul

de 4,5mg KOH la 1 g ulei sau de 1,78 ore mai superioar ca n cazul alimentrii motoarelor cu

combustibil petrolier.

Pe plan aplicativ este necesar de-a realiza unele ncercri experimentale de-o lung durat,

care s fie obiectul unor studii mai complexe n condiii de exploatare.

Calculele prezentate confirm eficacitatea economic de la producerea i utilizarea

combustibilului B20 pentru alimentarea motoarelor diesel ale tractoarelor agricole n SDE

Chetrosu raionul Aneni-Noi. Economia anual cu costul produciei suplimentare n gospodrie va

constitui 159,02 mii lei, investiii capitale n instalaia de producere a biocombustibilului se vor

rscumpra n timp de 1,88 ani.

CONCLUZII GENERALE I RECOMANDRI

Din analiza rezultatelor obinute i corelate cu cele din literatura de specialitate se poate

trage urmtoarele concluzii, ce reprezint contribuiile autorului n domeniu :

21

- prezentarea unui studiu de sintez privind perspectivele utilizrii uleiurilor vegetale i

derivatelor acestora de tip monoesteri pentru alimentarea motoarelor cu aprindere prin comprimare,

ce a diminua dependena energetic a Republicii Moldova de importul de surse energetice fosile; s-a

constatat c sursele energetice regenerabile sunt nelimitate i practic nepoluante, ns pn n

prezent aceste surse rmn scumpe i au o utilizare limitat;

- analiza tehnologiilor de obinere a biodieselului prin procesul de transesterificare a

uleiurilor vegetale cu alcooli inferiori n prezena catalizatorilor bazici i acizi a artat, c din punct

de vedere economic, reacia catalizat bazic este mai avantajoas dect folosirea catalizatorilor

acizi din urmtoarele considerente: condiii moderate de lucru (temperatura 55-80oC); randamente

ridicate (peste 95%), cu timpi de reacie mai mici; conversie direct fr etape intermediare; nu

necesit utilaje costisitoare;

- proiectarea statistic a experimentelor (DOE) a permis modelarea procesului de

transesterificare a uleiului de rapi cu scopul optimizrii acestui proces i obinerea unui

biodieselului de calitate; s-au primit informaii referitoare la natura i raportul alcoolului/ulei

vegetal, natura i concentraia catalizatorului, influena temperaturii de reacie;

- evaluarea parametrii fizico-chimici ai uleiului de rapi (modificarea lor) i anume:

vscozitatea cinematic i schimbarea ei n dependen de temperatur, raportul valorilor

vscozitii cinematice la temperaturile 50 0C i 100 0C; indicele de vscozitate; gradientul

vscozitii funciei de temperatur; aceti parametrii caracterizeaz capacitatea de utilizare a

uleiului de rapi i derivatele a acestuia ca combustibil pentru funcionarea impecabil a MAC;

- argumentarea experimental a regimurilor optime de transesterificare a uleiului de rapi

folosind 12% metanol i 3% catalizator KOH, care asigur la finele reaciei de esterificarea a

uleiului urmtoarele caracteristici a biodieseluluilui: vscozitatea cinematic a produsului constituie

8,2 cSt; densitatea absolut - 0,891 g/cm3; randamentul de glicerin -11,36%;

- stabilirea caracteristicilor de importan pentru realizarea procesului de ardere a

amestecului de combustibili (motorin biodiesel, n diverse proporii) i anume: vscozitatea

cinematic, densitatea absolut, punctele de inflamare i de tulburare, putere caloric; amestecul de

combustibil B20 cu puterea caloric inferioar de 43,24 MJ/moli (sau cu numai 1,48% mai redus

ca la motorin), are vscozitatea cinematic de 6,71 mm2/s foarte apropiat de vscozitii

motorinei de var, ce permite de a folosi acest combustibil pentru funcionarea motoarelor diesel

moderne, asigurnd performanelor energetice i ecologice necesare;

- trasarea la stand caracteristicilor externe (putere efectiv, momentul motor, consumurile

orar i specific de combustibil) la funcionarea motorului pentru toate tipurile de combustibili i s-a

constatat, c performanele energetice ale motorului diesel alimentat cu diverse tipuri de

22

combustibili se modific ne esenial; combustibilul B20 s-a prezentat ca cel mai optimal amestec

din punct de vedere al performanelor energetice ale motorului diesel fa de funcionarea lui pe

motorin; rezultatele obinute dovedesc calitile amestecului de combustibili (motorin

biocombustibil), care pe viitor promite s fie un concurent serios al combustibililor petrolieri;

- stabilirea performanelor ecologice ale MAC alimentat cu diverse tipuri de combustibili:

biocombustibilul i amestecul de motorin cu biocombustibil asigur o micorare a emisiilor de CO

de 3 3,5 ori, de CO2 de 1,88 ori i a hidrocarburilor cu 11% pn la sarcina motorului de 75 %

Pe; o constatare general vizeaz aspectul privind reducerea emisiilor poluante, n cazul funcionrii

motorului cu noii combustibili, fapt ce justific atenia acordat acestei resurse energetice;

- concretizarea aciunii tipului de combustibil folosit la alimentarea motoarelor diesel n

timpul ncercrilor la stand i n exploatare la modificarea parametrilor fizico-chimici i de

exploatare ale uleiului de motor n aciune i s-a constatat c caracterul modificrilor acestor

parametrii practic nu depinde de tipul de combustibil cu care se alimenteaz motorul;

- s-a demonstrat experimental o bun funcionare a MAC pn la limita de uzur alimentat

cu noul combustibil B20 n comparaie cu motorina, ceea ce este mai mult dect satisfctor;

rezultatele obinute dovedesc calitatea combustibilului B20, care pe viitor promite s fie un

concurent serios al combustiilor convenionali;

- s-a stabilit la ncercrile la stand a MAC c- amestecul de motorin i 20% biocombustibil

asigur o impurificarea minim a pistoanelor i cmilor cilindrilor, pieselor camerei de ardere,

mobilitatea segmenilor, o bun curenie a orificiilor de drenare ale pistoanelor i segmenilor de

ungere, nu provoc nfundarea injectoarelor i asigur o lubrifiere mai bun a pieselor motorului;

- s-a constatat o nou cale de economisire a combustibililor de origine petrolier i de

acoperire necesarului de motorin, ndeosebi pentru Republica Moldova care nu dispune de

resursele energetice proprie; calculele prezentate confirm eficacitatea economic de la producerea

i utilizarea combustibilului B20 pentru alimentarea motoarelor diesel ale tractoarelor agricole,

economia anual cu costul produciei suplimentare n SDE Chetrosu raionul Anenii Noi va

constitui 159,02 mii lei, investiii capitale n utilajul pentru producerea biodieselui se vor

rscumpra n timp de 1,88 ani.

S-au propus recomandri practice privind :

- implementarea n producie a combustibilului B20 pentru alimentarea motoarelor diesel

ale tractoarelor agricole confirmate prin ncercrile de laborator, la stand i n exploatare, precum i

actele acceptate pentru implementare n producie;

23

- mbuntirea i dezvoltarea procesului de nvmnt i cercetare prin introducerea unor

noi lucrri de laborator la disciplinele Chimotologia agricol; Materiale de exploatare pentru

automobile pentru studenii care i studiile n domeniul Inginerie i activiti inginereti;

- elaborarea i editarea manualelor i lucrrilor didactico-metodice, completnd suportul

didactic a unor cursuri de specialitate;

- elaborarea i publicarea unor noi lucrri tiinifice n reviste i la manifestri naionale i

internaionale din domeniu, care se prezint rezultatele cercetrilor, punndu-se, astfel, la dispoziia

cercettorilor din acest domeniul de specialitate.

BIBLIOGRAFIE

1. Arion, V. Strategii i politici energetice (Uniunea European i Republica Moldova). Ch., ed. Universul, 2004. 538p. ISBN 9975-944-65-5.

2. Hubca, Gh.; i a. Biocombustibili: biodisel - bioetanol, sun diesel. Bucureti, ed. Matrix Rom, 2008. 503p. ISBN 978-973-755-381-2.

3. Hbescu, I.; i a. Energie din biomas: tehnologii i mijloace tehnice. Ministerul Agriculturii i Industriei Alimentare, Academia de tiine a Moldovei, Institutul de tehnic agricol MECAGRO . Bons Offices, 2009, 368p. ISBN 978-9975-80-301-4.

4. Kyoto protocol to the united nations framework convention on climate change. Third session Kyoto, 1-10 December 1997.

5. Legea pentru aderarea Republica Moldova la Protocolul de la Kyoto la Convenia cadru a Organizaiei Naiunilor Unite cu privire la schimbarea climei nr.29 XV din 13.02.2003.

6. Legea energiei regenerabile: nr. 160-XVI din 12 iulie 2007. In: Monitorul Oficial al Republicii Moldova. 2007, nr. 127-130, p.22-27.

7. Biodisel Studiu asupra dezvoltrii pe plan mondial. Raport ntocmit de institutul Austriac al Biocombustibililor pentru IEA (Agenia Internaional de Energie), comandat de B.L.F. (Institutul Federal de engenerie agricol), 1988. 123 p.

8. Sinteza privind activitatea de cercetare la contractul nr. 33371/2004. Formularea i ncercarea unui combustibil oxigenat de tip biodisel pentru alimentarea motoarelor cu aprindere prin comprimare. Iai, Universitatea Gh Asachi. 2004.

9. Dragot, D. Biomaterii prime pentru chimie, energetic i industrii conexe. Bucureti, ed. S.C. Chiminform Data S.A., 2004. 243p.

10. Lehninger, A. L. Biochimie. Bucureti, Editura Tehnic, 1987. 272 p. 11. Moisescu, V.; i a. Biocarburanii n Romnia. Bucureti, ed. S.C. Chiminform Data

S.A., 2004. 219p. ISBN 973-87023-2-1. 12. Frunze, O. Cercetri privind eficiena economic i ecologic a utilizrii uleiurilor

vegetale pentru alimentarea MAC. Braov, 2005, 169 p. 13. , .; , . Pronar, .

In: Pronar. 2008, nr. 2, p.56-59. 14. Burnete, N. Cercetri privind reciclarea uleiurilor alimentare uzate prin utilizarea lor ca

si combustibili la motoarele cu aprindere prin comprimare. In: Grant. Cluj-Napoca. 2007, p.19. 15. Micu, V. Rapia de toamn o cultur valoroas. n: Agricultura Moldovei. 2006, nr 5-

8, p. 10-13. 16. Connemann, J.; Fischer, J. Biodiesel n Europe 2000. biodiesel Processing

technologies and Guture Market Development, Ostfildern/Stuttgart, Germany. 1999. 290p.

24

17. Moisescu, V. Utilizarea biodieselului n Romnia. In: Bioenergy. Enlarged perspective: tezele conf., 16-17 octombrie 2003. Budapest, 2003.

18. , .; , . . In: (Biomass for Energy Use) k . . , 2008, . 22-31.

19. , . . In: : . , 2007, . 228-230.

20. Lcust, I.; Chisnicean, V.; Beleag, I. Argumentarea regimurilor de obinere a biocombustibilului pentru motoarele diesel. In: Strategii de management inginerie i tehnologii n transporturi: materialele conferenei practico-tiinifice, 27 octombrie 2006. Ch., 2006, p. 11-12.

21. Bikou, E.; Et Al. The effect of water on transesterification kinetics of cotton seed oil with etanol. Chemical Engineering and Tehnology, 1999. p. 70-75.

22. Boockock, D.G.B.; Et Al. Fast formation of highpurity metthyl ester from vegetable oils. In: Journal of the American Oil Chemists Society. 1998, nr. 1167-1172, p. 75-84.

23. Darnoko, D.; Chiryan, M. Kinetics of palm oil transesterification in a batch reactor. In: Journal of the American Oil Chemists Society.2000, nr. 1263-1267, p. 77-86.

24. Kmers, K.; Et Al. Kinetics and mecanism of the KOH catalyzed mathanolzsis of rapeseed oil for biodiesel production. In: European Journal of Lipid Science and Tehnology. 2002, nr. 728-737, p. 104.

25. Mittelbach, M.; Trathnigg, B. Kinetics of alkaline catalyzed mathanolysis of sunflower oil. In: Fat Science and Tehnology. 1990, nr. 145-148, p. 92-96.

26. Zheng, S.; Et Al. Acid catalyzed production of biodiesel from waste frying oil. In: Biomass bioenergy. 2006, nr. 267, p. 30-33.

27. Kusdiana, D.; SAKA, S. Metil esterification of free fatty acids of rapeseed oil as treated in supercritical metanol. In: Journal Chem. Eng. Japan. 2001a, nr. 383-387, p. 34-37.

28. Kusdiana, D.; Saka, S. Kinetics of transesterification in rapeseed oil to biodiesel fuel as treated in supercritical methanol. In: Fuel Science and Tehnology. 2001b, nr. 693-698, p. 80.

29. Beleag, I. Studiul proprietilor fizico-chimice ale biocombustibilului In: Sisteme de transport i logistic: materialele conferinei internaionale, ediia II-a. Ch., 2007, p. 34-36.

30. Beleag, I. Rezultatele ncercrilor pe stand a unui motor diesel alimentat cu ulei de rapi. In: Realizri i perspective n horticultur, viticultur, vinificaie i silvicultur: materialele Simpozionului tiinific internaional, Ch., 2007, p. 480-484.

31. Lacusta, I.; Beleag, I.; Banari, E. Performanele energetice ale motorului diesel alimentat cu biocombustibil. n: Agricultura Moldovei. Ch., 2009, nr. 7-8, p. 26-28.

32. Lacusta, I.; Beleag, I. Impactul utilizrii biocombustibilului asupra emisiilor poluante. n: tiina agricol. Ch., 2007, nr. 2, p. 13-15.

33. Lacusta, I.; Beleag, I. Performanele ecologice ale motorului diesel alimentat cu biocombustibil. n: Agricultura Moldovei. Ch., 2009, nr. 1-2, p. 31-34.

34. Lacusta, I.; Beleag, I.; Banari, E. Impactul ecologic la utilizarea biocombustibilului pentru alimentarea motoarelor diesel. n: Mediul Ambiant. Ch., 2009, nr. 5 (47), p. 20-23.

35. Lcust, I.; Beleag, I. Perspectivele folosirii biocombustibilului la alimentarea motoarelor diesel. In: Lucrri tiinifice, UASM. Ch., 2008, vol. 21 Inginerie Agrar i Transport Auto, p. 88-92.

25

LISTA LUCRRILOR TIINIFICE PUBLICATE LA TEMA TEZEI Articole n reviste de circulaie internaional 1. Lacusta, I.; Beleag, I. Impactul utilizrii biocombustibilului asupra emisiilor

poluante. n: tiina agricol. Ch., 2007, nr. 2, p. 13-15. 2. Lacusta, I.; Beleag, I. Performanele ecologice ale motorului diesel alimentat cu

biocombustibil. n: Agricultura Moldovei. Ch., 2009, nr. 1-2, p. 31-34. 3. Lacusta, I.; Beleag, I.; Banari, E. Performanele energetice ale motorului diesel

alimentat cu biocombustibil. n: Agricultura Moldovei. Ch., 2009, nr. 7-8, p. 26-28. 4. Lacusta, I.; Beleag, I.; Banari, E. Impactul ecologic la utilizarea biocombustibilului

pentru alimentarea motoarelor diesel. n: Mediul Ambiant. Ch., 2009, nr. 5 (47), p. 20-23. Articole n culegeri internaionale 5. , .; , .

. In: Sisteme de transport i logistic: materialele conferinei internaionale, ediia II-a. Ch., 2007, p. 62-63.

6. Beleag, I. Studiul proprietilor fizico-chimice ale biocombustibilului In: Sisteme de transport i logistic: materialele conferinei internaionale, ediia II-a. Ch., 2007, p. 34-36.

Articole n culegeri naionale 7. Lcust, I.; Beleag, I. Perspectivele folosirii biocombustibilului la alimentarea

motoarelor diesel. In: Lucrri tiinifice, UASM. Ch., 2008, vol. 21 Inginerie Agrar i Transport Auto, p. 88-92.

8. Beleag, D.; Beleag, I. Studiul proprietilor fizico-chimice ale uleiului de rapi. In: Lucrri tiinifice, UASM. Ch., 2008, vol. 21 Inginerie Agrar i Transport Auto, p. 223-227.

Materiale ale comunicrilor tiinifice 9. Lcust, I.; Lco, S.; Beleag, I.

. In: Sporirea eficienei de utilizare a energiei i apei n agricultura Moldovei: lucrrile conferinei tiinifice, Ch., 2001, p. 7377.

10. Creu, Gh.; Beleag, I. Metode noi de mbuntire a proprietilor de exploatare ale uleiurilor lubrifiante. In: materialele Simpozionului tiinific internaional Consacrat 70 ani ai Universitii Agrare de Stat din Moldova UASM, 7 8 octombrie 2003. Ch., 2003 Ingineria Agrar, p.105-106. ISBN 9975-9624-5-9.

11. Lcust, I.; Chisnicean, V.; Beleag, I. Argumentarea regimurilor de obinere a biocombustibilului pentru motoarele diesel. In: Strategii de management inginerie i tehnologii n transporturi: materialele conferenei practico-tiinifice, 27 octombrie 2006. Ch., 2006, p. 11-12.

12. , . . In: : . , 2007, . 228-230.

13. Beleag, I. Rezultatele ncercrilor pe stand a unui motor diesel alimentat cu ulei de rapi. In: Realizri i perspective n horticultur, viticultur, vinificaie i silvicultur: materialele Simpozionului tiinific internaional, Ch., 2007, p. 480-484.

14. , .; , . . In: : - . 7 2008, 2, . 63-66. ISBN 078-5-85536-361-6.

Lucrri metodico-didactice: Manuale 15. , .; , .

. In: (Biomass for Energy Use) k . . , 2008, . 22-31.

26

ADNOTARE

BELEAG Igor Performanele energetice i ecologice ale motoarelor cu aprindere prin

comprimare alimentate cu diverse tipuri de combustibili

Teza de doctorat n tehnic, perfectat la facultatea Ingineria Agrar i Transportul Auto a Universitii Agrare de Stat din Moldova n anul 2010.

Structura tezei include: 3 capitole, introducere, actualitatea temei, reviul literaturii , material i metode, rezultate proprii, discuiile i interpretarea lor, concluzii generale i recomandri, adnotare, abrevieri, anexe. Teza este expus pe 130 pagini text de baz, conine 20 tabele, 47 figuri, inclusiv diagrame i imagini color, bibliografia include 144 surse de referine. Pe baza investigaiilor efectuate au fost publicate 15 lucrri tiinifice inclusiv un manual.

Domeniul de studiu. 05.20.03: Exploatarea i mentenana tehnicii agricole i celei din industria prelucrtoare.

Scopul i obiectivele lucrrii. Scopul lucrrii const n evaluarea performanelor energetice i ecologice ale motoarelor cu aprindere prin comprimare alimentate cu diverse tipuri de combustibili. Obiectivele: studierea parametrilor fizico-chimici ai biocombustibilului i uleiului de motor n aciune; studiul performanelor energetice i ecologice ale motorului diesel alimentat cu diverse tipuri de combustibili; studierea impactul utilizrii biocombustibilui asupra emisiilor poluante.

Semnificaia tiinific i importana teoretic. S- a efectuat un studiu privind direciile de perspectiv la utilizarea uleiurilor vegetale i derivatelor acestora de tip monoesteri pentru alimentarea motoarelor diesel; s-au evaluat legitile modificrii parametrilor fizico-chimici i de exploatare ale uleiului de motor n aciune n motoare alimentate cu ulei de rapi i derivatele acestuia n amestec cu motorin; s-a elaborat sistemul cibernetic de obinere a biocombustibilului i modelul matematic a procesului de transesterificare al uleiului de rapi; s-a elaborat calculul termic al motorului cu aprindere prin comprimare alimentat cu biocombustibil.

Noutatea tiinific a rezultatelor obinute. S-a argumentat experimental utilizarea uleiului de rapi i derivatele acestuia n amestec cu motorin asupra performanelor energetice i ecologice, strii tehnice ale motorului cu aprindere prin comprimare. S-a stabilit corelaia dintre concentraia emisiilor poluante n gazele de eapament ale MAC alimentate cu diferite tipuri de combustibili. S-a stabilit c amestecurile de combustibili motorin biocombustibil nu afecteaz starea tehnic a mecanismului motor.

Valoarea practic a lucrrii i implementarea rezultatelor cercetrilor tiinifice. Au fost cercetate i implementate recomandri practice privind utilizarea monoesterilor obinui prin transesterificarea uleiului de rapi n stare pur sau n amestec cu motorin la funcionarea motorului cu aprindere prin comprimare; perfecionarea procesului de nvmnt i cercetare prin introducerea unor noi teme de cursuri teoretice i lucrri de laborator la disciplinele Chimotologia agricol; Materiale de exploatare pentru automobile pentru studenii care i fac studiile n domeniul Inginerie i activiti inginereti.

Implementarea rezultatelor tiinifice. Rezultatele obinute au fost implementate n SDE Chetrosu raionul Anenii Noi i n procesul didactic la facultatea Ingineria Agrar i Transportul Auto a UASM.

Cuvinte cheie. Biocombustibil; Biodiesel; Catalizator; Emisiile de gaze; Gaze nocive; Metanol; Metil ester de rapi; Motor cu aprindere prin comprimare; Motor cu ardere intern; Motorin; Oxid de carbon; Surse renovabile de energie; Transesterificare; Ulei de motor; Vscozitatea cinematic.

27

A

.

3 : ; ; ; ; , ; ; ; ; . 130 , 20 , 47 , , 144 . 15 , .

. 05.20.03: .

. . : - ; ; , .

. - . - , , . . .

. , , , . . , .

. , , . , .

. - , - .

: ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

28

SUMMARY

BELEAG Igor "Energy and environmental performance of compression ignition engines

fueled with various fuels"

Doctoral Dissertation in Technical and Agricultural Engineering Department perfect automobiles State Agrarian University of Moldova in 2010.

Thesis structure includes three chapters, introduction, timeliness of topic, back to literature, materials and methods, their results, discussion and interpretation, final conclusions, practical recommendations, annotations, abbreviations, appendices. Sentence is carried on 130 pages of basic text contains 20 tables, 47 figures, including diagrams and color photos, bibliography includes 144 references sources. Based on the investigations have been published 15 scientific papers including a manual.

Field of study. 05/20/2003: Operation and maintenance of agricultural machinery and the manufacturing industry. Purpose and objectives of the paper. Aim is to evaluate the energy and environmental performance of compression ignition engines fueled with various fuels. Objectives: to study the physiochemical parameters of biofuel and engine oil in action, studying energy and environmental performance of diesel engine fueled with various fuels, studying the impact of biofuels on emissions.

Scientific significance and theoretical importance. They conducted a prospective study on the directions to use vegetable oils and their derivatives mono-type diesel supply, were evaluated the change regularities and physical-chemical parameters of engine oil exploitation in action in oil-powered engines rape and its derivatives mixed with diesel, was developed for obtaining biofuel cybernetic system and mathematical model of the transesterification process of rapeseed oil, was developed to calculate the heat of compression ignition engine fueled with a biofuel.

Scientific novelty of the results. It was argued experimentally using rapeseed oil and its derivatives in combination with diesel on energy and environmental performance, technical state of engine ignition. It was established correlation between the concentration of pollutants in exhaust emissions of the MAC supplied with different fuels. It was established that mixtures of diesel fuel - biofuel does not affect the roadworthiness of motor mechanism.

The practical value of the work and implementation of scientific research results. Were researched and implemented practical recommendations on the use of mono obtained by transesterification of rapeseed oil pure or mixed with diesel in compression ignition engine operation, improving the educational process and research by introducing new topics of theoretical courses and laboratory work the subjects' agricultural Chimotologia "," car service materials for students studying in the "Engineering and related activities.

Implementation of scientific results. The results were implemented in EDS 'Chetrosu "Anenii Noi district and Agricultural Engineering Department Teaching in automobiles and State Agrarian University of Moldova.

Keywords. Biofuels, Biodiesel, Catalyst, gas emissions, harmful gases, Methanol, Methyl Ester rapeseed, engine ignition, internal combustion engine, Diesel, carbon oxide, the renewable energy sources, transesterification, motor oil, kinematic viscosity.