химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

то скорость распространения фронта пламени может быть непосредственно связана с концентрацией атомарного водорода в топливовоздушной смеси [19]. Исходя из этого можно полагать, что добавка водорода к углеводородным топ-ливам способствует формированию высокоактивных центров химических реакций, снижению энергии воспламенения и расширению пределов сгорания исходных топлив.

Нижний предел воспламенения бензовоздушной смеси, обогащенной водородом, с определенной степенью достоверности может быть рассчитан исходя из принципа Ле-Шателье для пределов сгорания многокомпонентных топлив:

а' = _-f- , (3.1)

где a' — предел воспламенения, выраженный в объемных долях содержания топлива в воздухе; а[, а2 — пределы воспламенения компонентов смесевого топлива; хи х2 — содержание компонента в смесевом топливе, % (по объему).

Пересчет пределов сгорания из процентов по объему на коэффициент избытка воздуха может быть произведен следующим образом:

(3.2)

/ _ ^молей топл

^¦молей топл ~Ь ^молей возд

или для 1 моля топлива

^молей возд

откуда

^молейвозд — -—,- , (3.4)

а коэффициент избытка воздуха

''молей возд 1 — а' /0 й\

а==—т0—=-^Г' (3-5)

где L„ — теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 моля топлива (моль/моль; м3/м3).

Полученная таким путем зависимость нижнего предела вое-

54

„ламенения от относительной массовой доли водорода, добавляемой к топливу, хорошо согласуется с данными Р. Бреширса [50] и Ф. Хоуэна [66] (рис. 27).

Следует отметить непосредственную связь предела воспламенения с элементарным составом условного топлива. Отношение массовой доли водорода в составе условного топлива к массовой доле углерода в составе исходного углеводородного топлива, например бензина, представляет собой величину, равную одной десятой предела обеднения условного топлива. Кривая предела обеднения, подсчитанная исходя из элементарного состава условного топлива, показана на рис. 27. Она хорошо согласуется с кривыми, полученными другими методами.

Незначительная добавка газообразного водорода мгжет существенно расширить концентрационные пределы сгорания гомогенной бензовоздушной смеси. Так, для достижения нижнего предела воспламенения, равного a = 2, в бензовоздушную смесь необходимо ввести всего лишь 0,03 массовых долей водорода от суммарного количества топлива. Однако действительные пределы обеднения для реального двигателя могут оказаться значительно уже, вследствие воздействия ряда факторов, таких, как качество смесеобразования, температура смеси, расслоение заряда, разбавление заряда остаточными газами и др. Исследования, проведенные на реальных двигателях, подтвердили это положение.

Методика исследования предполагала выведение двигателя на заданный скоростной режим с последующим обеднением бен-зоводородовоздушной смеси до начала пропусков воспламенения, после чего смесь обогащалась водородом до стабильного протекания процесса сгорания. Воспламенение смеси регистрировалось по величине максимального давления цикла с помощью датчика давления и шлейфного осциллографа. Регистрация давления в цилиндре двигателя на шлейфный осциллограф при малых скоростях протяжки ленты позволяла оценить степень неравномерности цикла при различных составах топливо-воздушной смеси. В процессе исследования для каждого состава смеси подбирался оптимальный угол опережения зажигания и производился анализ продуктов сгорания.

Результаты исследования показали, что действительные пределы обеднения значительно меньше и существенно зависят °т конструктивных особенностей камеры сгорания, особенно в области очень бедных смесей (см. рис. 27) Сгорание бензов! -Дородовоздушных смесей на пределе обеднения является вялым, о чем свидетельствуют большие углы опережения зажигания и высокий уровень эмиссии углеводородов.

Снизить эмиссию углеводородов можно интенсификацией °Роцесса сгорания путем увеличения относительного количест-

65

ва водорода в топливовоздушной смеси. На рис. 27 показана зависимость относительного количества водорода в смеси от коэф. фицнента избытка воздуха, обусловливающая минимальную эмиссию углеводородов в ОГ двигателя. Такой характер изменения состава смеси обеспечивает высокую стабильность рабочего процесса в широких пределах изменения коэффициента избытка воздуха (а = 1 ч- 6). Таким образом, исследования показали, что, изменяя состав бензоводородовоздушной смеси, можно регулировать рабочий процесс двигателя и в результате этого повысить его топливную экономичность и снизить токсичность ОГ.

3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА

Проводя анализ довольно обширного материала по водородным двигателям, трудно назвать возможный уровень эффективности рабочего процесса, поскольку в литературных данных имеет место значительный разброс значений эффективного КПД: от 35 % у М. Оемихена 177] до 14 % у Г. Мюррея [75]. Этот разброс является, вероятно, следствием разного уровня совершенства рабочего процесса и разного

-140 -ЮО -60 -20 0 20 60 100 -140 -100 -60 -20 0 20 60 у,грай мк

а 5

страница 21
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53

Скачать книгу "Применение водорода для автомобильных двигателей" (1.58Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
фольгированный утеплитель для бани
siemens g 070622 vl160n
архивные шкафы
расценка на обслуживание чиллеров

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.09.2017)