химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

атель; 10 — предохранительный клапан; // — манометр.

ки водородного насоса для работы в среде жидкого водорода и форсунки для впрыска водорода в подогреватель-испаритель, а также решения вопросов термоизоляции насоса в криогенном баке и подвода к нему питания.

Серьезные трудности в случае применения криогенных аккумуляторов ожидаются при заправке автомобиля жидким водородом: заправочные соединения должны обеспечивать полное отсутствие утечек жидких и газообразных фаз топлива; системы измерения степени заправки бака и системы управления и контроля должны удовлетворять необходимому уровню безопасности.

Описанные схемы криогенных аккумуляторов водорода представляют всего лишь возможные варианты, практическая реализация которых потребует проведения значительного объема опытно-конструкторских работ по каждому из элементов схем. Даже с учетом опыта и разработок космонавтики для

76

реализации этого направления потребуется много лет. Наряду

с этим применение криогенных аккумуляторов, несмотря на очень хорошие массовые показатели, будет определяться первичными затратами энергии на ожижение водорода, которые пока еще очень высоки.

3. АККУМУЛИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ЭАВ

Известно много способов получения водорода из воды [11—13, 34]. Одним из таких способов, представляющих интерес для транспортной энергетики, является способ разложения воды с помощью ЭАВ. ЭАВ — это многократно восстанавливаемые к^2биш__и силициды, высокоэнергетичные и высокотеплоемкие восстановленные из природных или искусст-венных оксидов соединения в твёрдом, жидком, газообразном, атомарном и метастагТильншГсостояниях, пригодные в качестве источника энергии или генераторов водорода [34].

Общая схема получения водорода из воды с помощью ЭАВ может быть представлена следующим образом:

тЭ + пН20 -> тЭО + nH2 + Q, (4.1)

где Э — ЭАВ; т, п — стехиометрические коэффициенты; Q — тепловой эффект реакции.

Анализ энергоемкостей и свойств ЭАВ показывает, что вос-становленные из оксидов и активированные алюминий и кремний, а также сплавы на их основе представляют определенный интерес для энергетики транспорта и могут быть рассмотрены в качестве энергоносителя для получения водорода из воды [34].

Окисление алюминия — наиболее энергоемкого ЭАВ, сопровождающееся выделением водорода, может идти по двум реакциям: высокотемпературной при 680 °С

2А1 + ЗН20 -> А1Я08 + ЗНЯ f + 938,52 кДж (4.2)

и низкотемпературной при 100 °С

2А1 + 6Н20 -> 2А1 (ОН), + ЗН2 f + 862,82 кДж. (4.3)

Реакция (4.2) является более предпочтительной, поскольку в ней расход окислителя при стехиометрическом составе составляет 1 кг на 1 кг алюминия, в то время как в реакции (4.3) Расход окислителя в 2 раза выше.

Реакция (4.2) представляет собой процесс сгорания алюминия в воде с тепловым эффектом 17 380 кДж/кг алюминия и температурой горения при стехиометрическом составе около 3000К. Осуществить реакцию при столь высоких температурах в реак-

77

торах из материалов, применяемых в настоящее время в химий ской промышленности, не представляется возможным. Поэтому целесообразно снижать температуру реакции до разумных пределов. Снижение температуры реакции возможно путем ввода в реактор избыточного количества окислителя В этом слу. чае значительная часть теплоты реакции будет воспринята водой в процессе парообразования и водяным паром в процессе его перегрева.

нЩ

т,к

.3000

2500

200О

1500

1000

Рис. 43. Зависимость темперагу, ры сгорания алюминия в воде от коэффициента избытка окислителя.

Рис. 44. Принципиальная схема энергоустановки с ДВС, питаемого пароводородом от реактора на ЭАВ.

Реактор на ЭйЬ ИгО*Иг ДОС

500\

На рис. 43 показана зависимость температуры сгорания алюминия в воде от коэффициента избытка окислителя. При коэффициенте избытка воды, равном 5 (что является оптимальным с точки зрения кинетики реакции), температура в зоне реакции снизится до 750 К. Если реакция протекает при давлении, близком к атмосферному, на выходе из реактора получается смесь водяного пара с водородом, причем соотношения компонентов в ней будут иметь следующие значения: по массе mHlo = 97,2 %; тн, = 2,8 %; по объему гн,0 = 79,4 %;

20,6 %.

Возможность использования пароводорода в качестве рабочего тела для энергоустановок может быть рассмотрена на примере двух основных схем.

По первой схеме (рис. 44) пароводород с определенными термодинамическими параметрами из реактора подается в цилиндр поршневого ДВС в процессе впуска либо в конце сжатия. В первом случае предполагается, что полезная работа в цикле двигателя совершается только за счет теплоты сгорания водорода, а пар является балластом. Сравнительная оценка энергоемкостей бензовоздушной и пароводородовоздушной смесей стехио-

78

метрического состава (табл. 7) показывает, что при переводе бензинового двигателя на питание пароводородовоздушной смесью необходимо ожидать снижение удельной мощности ,-е менее чем на 60,5 %. Вполне очевидно, что подобный способ питания двигателя пароводородом не представл

страница 29
< 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
как составить возражение на иск по общению с ребенком
узи малого таза цены в москве
konig цена
курсы кройки и шитья на юго западной

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)