химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

рода будет его получение путем газификации углей. Объясняется это тем, что запасы углей достаточно велики и их использование путем газификации наиболее целесообразно как с экономической, так и с экологической точек зрения. Наиболее распространенным методом газификации углей является процесс Лурги — газификация под давлением в стационарном слое на парокислородном дутье. Перспективным также представляется способ получения водорода из воды в термохимических замкнутых циклах с использованием низкопотенциального тепла ядерных реакторов. Важное место в получении водорода отводится электролизу воды путем использования избыточной мощности электростанций в периоды их минимальной загрузки. Такое комбинирование электроэнергетики с системой производства и аккумулирования водорода позволит использовать электростанции в экономичном

6

расчетном базовом режиме и обеспечит получение относительно дешевого водорода.

С начала 70-х гг. в нашей стране, США, Японии и ряде других высокоразвитых стран проводятся комплексные научно-исследовательские работы по использованию водорода в качестве топлива для тепловых двигателей и прежде всего — для автомобильных. К настоящему времени установлена принципиальная возможность перевода автомобильного транспорта на водород. Несмотря на то, что практической реализации этого направления препятствует полностью отсутствующая инфраструктура, по мнению ведущих специалистов в области водородной энергетики, водородный привод вследствие почти полного отсутствия токсичных веществ в отработавших газах и существенно более высокого КПД двигателя уже в 1985—1990 гг. может найти применение для городского транспорта. Поэтапный ввод смешанной эксплуатации на смеси нефтяных топлив с водородом позволит значительно облегчить в будущем переход на чистоводородный привод.

Глава первая

МОТОРНЫЕ СВОЙСТВА ВОДОРОДА

И ПРЕДПОСЫЛКИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В КАЧЕСТВЕ ТОПЛИВА ДЛЯ ДВС

Идея использования водорода в качестве топлива для поршневых ДВС не нова. В конце 20-х, начале 30-х гг. текущего столетия в Германии и Англии были начаты разработки водородных маршевых двигателей для аэростатов и подводных лодок. Однако в связи с техническими трудностями по организации рабочего процесса, обусловленными моторными свойствами водорода, а также в связи с отсутствием эффективных и безопасных способов его аккумулирования эти работы были приостановлены.

В начале 70-х гг. вследствие обострения энергоэкологической ситуации возврат к водороду как топливу, экологически чистому и имеющему неограниченную сырьевую базу, вполне оправдан.

1. МОТОРНЫЕ СВОЙСТВА ВОДОРОДА

Пригодность любого вида топлива для транспортных ДВС определяется его моторными свойствами. Водород как моторное топливо обладает рядом особенностей, отличающих его от других видов топлива. Применение водорода позволяет по-новому подойти к организации рабочего процесса ДВС, существенно улучшить их топливную экономичность и снизить количество вредных выбросов с отработавшими газами.

Водород является одним из наиболее энергоемких топ-лив, его низшая теплотворная способность почти в три раза выше, чем нефтяных моторных топлив, и составляет 120 X X 103 кДж/кг. Однако ввиду малого стехиометрического соотношения водород — воздух (для сжигания 1 моля водорода требуется 2,38 молей воздуха, в то время как для 1 моля нефтяных моторных топлив около 50 молей) и низкой плотности водорода теплотворность водородовоздушной смеси стехиометрического состава будет ниже, чем топливовоздушных смесей традиционных топлив, что повлечет за собой снижение мощности поршневого двигателя при переводе его на водород-

1

Сравнительную оценку удельной мощности водородного двигателя можно провести по энергоемкости заряда. В общем случае литровую мощность двигателя через энергоемкость за ряда можно выразить следующим образом:

где #зар — удельная энергоемкость заряда, кДж/дм3.

Для любого двигателя внутреннего сгорания энергоемкость заряда, т. е. теплотворность топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндр двигателя или приготовленной в самом цилиндре, будет определяться выражением

L7 _ EJ §1

Пзщ> — Пи у ,

где На — низшая теплотворная способность топлива, кДж/г; gT — цикловой расход топлива, г/цикл; Va — объем цилиндра, дм3.

При внешнем смесеобразовании в водородном двигателе значительная часть объема цилиндра заполняется водородом, что снижает энергоемкость заряда, поэтому целесообразно записать предыдущее выражение в следующем виде:

Н — Н -Утрт.

Разделив числитель и знаменатель на L0 — теоретически необходимое количество воздуха для сгорания единицы объема топлива, получим

Пзар- Пи a + k ,

где k — коэффициент, учитывающий объемное отношение топливо — воздух в смеси стехиометрического состава, k = = Vr/L0; а — коэффициент избытка воздуха, а = VB0S/дополученное выражение может быть использовано и для бензинового двигателя при условии, что бензин поступает в цилиндр только в паровой фазе.

При внутреннем смесеобразовании с подачей топлива в процессе сжатия рабочий объ

страница 3
< 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
Руснит Н 205Н
блинная сковорода со съемной ручкой
шашки такси в омске
серпухов компьютерные курсы для пожилых

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
(08.12.2016)