химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

принимается Clk = Сп.

Предварительная оценка показала, что для заданных условий изменение эффективной теплопроводности за время процесса составляет до 10 %, а теплоемкости — до 50 % (вследствие высокой теплоемкости водорода). Из сказанного следует, что учет нелинейности теплофизических свойств в расчете необходим.

Насыпная плотность слоя определялась как

Рсл = р(1 — П) = const. (4.22)

104

]1ри рассмотрении уравнения (4.15) с позиций второго начала гермодипамики получаем значение максимально возможного тага во времени для расчета:

Аттах= (2A,fmax)' ¦ (4-23)

Mik max

Кроме того, из условий сходимости решения получаем дополнительное условие

AZMM-[3^Расчетный шаг повремени и величина участка AZ выбираются из условий Лт < Аттах, AZ < AZmax.

С помощью уравнения (4.15) были рассчитаны температуры процесса разогрева слоя металлогидрида LaNi5H,. при сорбции водорода-. Толщина слоя в расчете взята 10 мм, температурный перепад Та — Т0 = 25 К. В расчете полагалось, что температура слоя до начала нагрева Т0 связана сдавленней зависимостью 1.1.12), слой «подготовлен» к фазовому переходу.

На рис. 57 показано изменение температуры различных точек плоского металлогидрида со временем. Результаты представлены в безразмерном виде. Кривые 1—5 соответствуют пяти точкам слоя, отличающимся безразмерной координатой 1Ъ. Кривая 6 построена для тех же условий, что и /, но без внутренних источников тепла, т. е. описывает разогрев слоя для координаты Z/6 = 0,091 в отсутствие фазового перехода иеталлогидрид — интерметаллид.

Немонотонный ход кривых 1—5 связан с процессом фазового перехода в данном элементарном слое (участки, соответству-

ющие в = —J- = 0) или соседних с ним слоях (пологие

Участки кривых). В интервале Fo = 2,15 Н- 2,30 наблюдается более интенсивный рост температуры элементарных слоев, что связано с завершением фазового перехода по всей толщине Моя б. Следовательно, измеряя температуру какой-либо одной т°чки фиксированной произвольной координатой, можно до-статочно точно определить момент завершения фазового перевода во всем слое. Критерием такой оценки, исходя из вида кривых /—5, может быть условие

d@t _ / дв \ дЩ_ = 0

д?о -[ д?о)тя,> дРо*

На рис. 58 представлены результаты расчета в иной интер-пРетации. Показана зависимость 6 = / (Z/б) для различных м°Ментов времени. Участки с @ = 0 на кривых 1—4 соответст-

105

вуют фазовому переходу, как и на рис. 57. Кривые 5—7 JS I сывают разогрев слоя после того, как фазовый переход вершен

С учетом допущения б была определена масса водорода вн деленная слоем металлогидрида толщиной б = (2п — 1) AZ к Z менту времени т/г = /г/Ат [5]. Расчет производился по формуй

= /пГрслД2 +

2Дт

(4.25)

Масса всего водорода, содержащегося в слое до начала пп0пег са (в расчете на 1 м2 сечения):

(4.26)

>ЯгрСлб.

0,6

ал

0,2

о

г

Рис. 57. Динамика изменения температуры внутри плоского слоя металлогидрида:

¦г/о =0,182; а — 0,364; S — z/в т.

«4 2/<Г

/, — г/в = 0,091; 2 . г/6 = 0,273; 4 — г/6 =

= 0,455.

" 0,1 0,2 0,1

Рис. 58. Динамика разогрева плоского слоя металлогидрида при различных значениях Fo.

Разделив выражение (4.25) на (4.26), получим безразмерное значение м = М6/ШСЛ( характеризующее долю водорода, десорбированного слоем:

= 4-

2Дт » * ?smrpM6AZ 12 Д М77-1,/ — Г,,). (4.27)

Для анализа скорости десорбции водорода через единицу поверхности слоя введем безразмерный комплекс

G=-|o-/(Fo),

(4.28)

который позволяет оценить характер изменения диссоциация гидрида во времени, что представляет значительный интерес при проектировании автомобильных аккумуляторов водорода-

106

Г-10, с

30 d,MM

Рис. 59. Зависимость времени десорбции водорода от диаметра метал лог идридного элемента.

Приведенная выше методика, модифицированная для цилиндрического слоя и дополненная расчетом теплообмена сОГ, была использована для расчетно-теоретического анализа конструктивных особенностей и режимных характеристик металлогидридных элементов автомобильных аккумуляторов водорода.

Сопоставление данных расчета и эксперимента, проведенного на физической модели металлогидридного элемента, показало удовлетворительное совпадение не только времени окончания фазового перехода водорода из связанного состояния в свободномолекулярное, но и количества водорода, генерируемого системой в каждый момент времени.

С помощью разработанной методики расчета была проведена оценка влияния граничных условий теплообмена на интенсивность десорбции водорода. Исследования показали, что производи тел ьность металлогидр ид-ного элемента по водороду зависит от значения температуры теплоносителя, уровня коэффициента теплообмена и геометрических размеров слоя металлогидрида. Причем наиболее существенной является связь между геометрическими размерами слоя и производительностью, что свидетельствует об определяющем влиянии внутреннего термического сопротивления на интенсивность процесса генерации

страница 39
< 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
Сетевая карта Brother NC-4100H
кровать с подъемным механизмом 160х190
билан крокус 2017
txa1.k-12

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
(19.10.2017)