химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

рации водорода в гидриде соответствует области так называемого плато на кривой р = f (ХНг) (см. рис. 47) [26]. При этом давление и температура фазового перехода связаны зависимостью:

где АН, AS — изменение свободной энтальпии и энтропии 1 моля водорода при фазовом переходе; R — газовая постоянная

Для Н2.

6. Изменение массы водорода в гидриде во время фазового черехода пропорционально количеству тепла, поступающему в слой (процесс десорбции водорода) или отданному слоем (процесс сорбции).

Допущения 1,4 — традиционные при решении задач тепло-пРоводности, аналогичных рассматриваемой. Допущения 3, 6,

101

по нашему мнению, достаточно точно отражают реальную при роду процесса. В меньшей степени это относится к допущения 2,5, поэтому остановимся на их анализе подробнее.

Проведенные наблюдения [4] свидетельствуют о неоднород ном гранулометрическом составе слоя. На рис. 55 представлен вид частиц LaN5 при 500-кратном увеличении. Очевидно, принятая модель в значительной степени абстрагируется от реальной структуры. Однако на основании данных, приведенных в в работе [44], полагаем, что форма частиц не влияет на теп-

Рис^ 55. Вид частиц гидрида LaNi6H^ при 500-кратном увеличении.

Рис. 56. Тепловая схема расчета.

лофизические свойства дисперсного вещества. Средний размер частиц по результатам наблюдений составляет 3—4 мкм. Согласно работе [18], в системе, состоящей из частиц такого размера, при свободной засыпке неизбежно присутствует вторичная пористость, которая может существенно влиять на тепло-физнческие коэффициенты. Однако для уплотненного слоя это влияние незначительно и его можно не учитывать в модели.

Крайне приближенно допущение 5, игнорирующее реальный ход кривой р = f (Хи2). В настоящее время такой подход неизбежен, поскольку в литературе имеются достоверные данные лишь по участку др/дХн, = 0 [36], который описывается уравнением (4.12).

На рис. 56 представлена тепловая схема для расчета. Слой толщиной б разбивается на элементарные участки AZ. Теплофи-зические параметры слоев сосредоточиваются в расчетных точках с номерами i =¦= 1, 2, 3, .... п.

При этом

^-^ГЬ-. (4-13) Уравнение теплового баланса для /-го слоя запишется в еле*

102

дующем виде:

Q, + /f=0„ (4.Н)

где Qi — тепло, поступившее в слой за время Ат; 1{ — тепло, выделенное (поглощенное) за это время внутренними источниками; G{ — изменение теплосодержания слоя за время Ат.

Раскрыв значения слагаемых и проведя необходимые преобразования с учетом принятых допущений, получим уравнение для температуры слоя i в момент времени A -f 1:

7W, = (7V_i,* + 77+.,.*) + (l - -SgSgJ-) 77* +

k

где aik — эффективная температуропроводность слоя, о» =

= —%1Ь Cik — соответственно эффективные теплопро-

водность и теплоемкость; рсл — насыпная плотность слоя; дт_ расчетный шаг по времени; тт — масса газа, сорбированного единицей массы металлогидрида; k — номер расчетного интервала времени Ат, k = 1, 2, 3, ...

Формула (4.15) позволяет по известным температурам в момент времени хк = &Дт рассчитывать распределение температуры в слое в момент времени Tft+i = (k + 1) Ат. При этом учитывается механизм фазовых переходов и нелинейность тепло-фнзических свойств.

Допущения 5 и 6 приводят к следующим ограничениям в уравнении (4.15): если 77,*+i < Т0, то полагается, что

Ti.k+i = Т0; если А = r nAx(AZv ? hi (77-ь/ — 77,/) >№

то полагается, что

с

ik

Начальные условия

Тю= Т0; t = 1, 2, 3, п; (4.16)

Сю = С0; Km = Пограничные условия

77* = 77,; (4-17)

при этом

Ttk = T,i hk = K; Clk = Cn. (4.18)

Допущение 1 делает особенно существенным определение эффективных теплофизических свойств слоя. К сожалению,

в литературе пока отсутствуют достоверные сведения по этому вопросу, имеющиеся же данные весьма ограничены. Этот факт вынуждает априорно аппроксимировать эффективные значени теплопроводности и теплоемкости приведенными ниже зависи мостями.

Значения эффективной теплопроводности %ik для темпер ату ры Tik рассчитывалось по формуле, предложенной в работе [23] для порошкообразных средств с пористостью П > 0,3:

)

т.

-M(i^n)W,_In^L_1_ ,

(4.19)

где Я,м, \Т — теплопроводность соответственно металлического каркаса и газонаполнителя.

Зависимости Хи = Д (Г) и %г = /, (Т) брались из работ [8, 39].

При расчете эффективного значения теплоемкости полагалось, что вклад каждого из компонентов в теплоемкость прямо пропорционален его массовой доле:

См + tnrCDT

С* = 1-fV » (4-2°)

где См, Срг — соответственно теплоемкость металлогидрида и газонаполнителя.

По формуле (4.20) определялось начальное и конечное значения теплоемкости С0 и Сп, значения См и Срг также брались из работ [8, 39]. С учетом допущения & было получено выражение для текущего значения теплоемкости слоя

С№ = С0 - (С0 - Сп) qs9Jlm)i 1 hi (Tmj - TV.,). (4.21)

Формула для Cik справедлива только для значений k, соответствующих процессу фазового перехода в слое i. Поэтому в алгоритм расчета вводится следующее ограничение: при С« < < Сп

страница 38
< 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
примеры из практики европейского суда по правам человека
ремонт холодильника Bosch KGS39V00
pianca мебель
металлический стол

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
(03.12.2016)