химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

баллонной системы аккумулирования водорода:

/ — ДВС; 2 — дозирующий орган; 3 — редуктор низкого давле. ния: 4— предохранительный клапан; 5 — редуктор высокого давления: 6 — заправочный вентиль; 7 — баллоны; 8 — система выпуска ОГ двигателя

Массовые и габаритные показатели баллонной системы могут быть улучшены путем применения новых высокопрочных материалов и повышения рабочего давления до 60—75 МПа. При использовании высокопрочных сталей, титановых и алюминиевых сплавов, а также комбинированных материалов на основе стекловолокна, армированного углеродными или борными волокнами, относительная массовая доля водорода в таких аккумуляторах может достичь 0,04—0,05 [88]. Однако Даже при столь высоких массовых показателях по водороду применение баллонных систем аккумулирования остается проблематичным, поскольку задача безопасной эксплуатации их на транспортных установках пока не поддается решению. Несмотря на то что баллоны высокого давления испытываются на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее, и взрыв баллона возможен только при двукратном превышении давления, исключить возможность нарушения прочности баллонов в аварийных ситуациях нельзя. По данным работы [62], были проведены

71

испытания на разрыв гелиевого баллона с предварительно на? тпебования к полноте заправки бака По условиям безопасной НеСеННОЙ трещиной при давлении 40 МПа. При взрыве баллона ударная волна составила 9,4 МПа на расстоянии 1,4 м, а на расстоянии 2,8 м она снизилась всего до 0,265 МПа. При взрыве водородного баллона ударная волна может быть значительно мощнее вследствие воспламенения газа.

2. АККУМУЛИРОВАНИЕ ЖИДКОГО ВОДОРОДА ||

Жидкий водород представляет собой легко подвижную жидкость с температурой кипения при нормальном давлении 20,4 К и плотностью 0,071 кг/л. Плотность жидкого водорода значительно превышает плотность высококомпремирован-ного водорода (при р = 30 МПа р = 0,0252 кг/л), что с точки зрения транспортных систем аккумулирования водорода представляет значительный интерес. Однако низкая температура, при которой возможно существование жидкого водорода, обусловливает жесткие требования к системам хранения по термо-статированию, технологии изготовления и применяемым материалам.

Основным устройством для хранения криогенных жидкостей, в том числе и водорода, является сосудДьюара. Развитие ракетной техники и космонавтики способствовало значительному прогрессу в совершенствовании криогенных систем аккумулирования водорода. На основе опыта космонавтики могут быть созданы транспортные системы аккумулирования жидкого водорода с очень высокими показателями по относительной массе аккумулированного водорода. При применении легких и высокопрочных сплавов на основе алюминия и титана величина этого показателя может достигать 14—18 % [79], а специальные ракетные криогенные баки для жидкого водорода с многослойной изоляцией толщиной 10 мм имеют удельную массу 100—150 г/л [17], что соответствует примерно ОД-ОД массовых долей.

Важнейшей характеристикой криогенных аккумуляторов водорода является относительная доля потерь водорода на испаряемость. Этот параметр определяется качеством термоизоляции бака. Применение для этих целей многослойной суперизоляции в сочетании с тепловыми экранами и вакуумиро-ванием изолирующего объема позволяет снизить потери водорода на испарение до 1,0—0,8 % в сутки [17].

Объемные характеристики криогенных аккумуляторов водорода в значительной мере зависят от максимального рабочего давления в баке, так как плотность жидкого водорода при температуре кипения с ростом давления уменьшается. Снижение плотности с ростом давления обусловливает определенные

72

ребования к полноте заправки оака. но условиям оезопаснии эксплуатации криогенного бака необходимо, чтобы после достижения максимального рабочего давления в баке газовое поостранство составляло не менее 5 %.

Таблица 6. Зависимость плотности жидкого водорода и степени наполнения бака от абсолютного давления

Давление, МПа

Температура кипения, К

1

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,32

20,1

21,5

22,6

23,6

24,4

25,8

27

27,9

28,8

29,6

30,4

31,1

31,8

32,7

33

Плотность LHS. кг/л

Относительная плотность LH2 с учетом газового пространства, кг/л

Степень наполнения бака, %

0,0712 0,0694 0,0679 0,0665 0,0653 0,0630 0,0610 0,0590 0,0570 0,0550 0,0528 0,0504 0,0441 0,0382 0.0299

0,0659 0,0645 0,0632 0,0620 0,0598 0,0579 0,0560 0,0541 0,0522 0,0501 0,0479 0,0420 0,0362 0,0284

100 92,5 90,6 88,8 87 84 81,3 78,7 75,9 73,3 70,3 67,2 59,1 50,8 39.9

В табл. 6 даны зависимости плотности жидкого водорода Ш2> относительной плотности с учетом газового пространства и степени наполнения бака от давления. Данные этой таблицы свидетельствуют о том, что степень наполнения с повышением давления существенно снижается.

Для автомобильных систем аккумулирования водорода максимальное рабочее давление в криогенном баке не должно превышать 0,6 МПа, что обеспечит довольно высокие показатели по мас

страница 27
< 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
замки в межкомнатную дверь
парктроник паркмастер
обучение аппаратной чистке лица
стеклянные стеллажи для цветов купить

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
(05.12.2016)