химический каталог




Применение водорода для автомобильных двигателей

Автор А.И.Мищенко

процесс протекает лишь на участке видимого сгорания и заканчивается в точке максимального давления цикла по индикаторной диаграмме. Средняя скорость подсчитывалась исходя из формы камеры сгорания и места установки свечи зажигания. Результаты подсчета, сделанные на большом количестве индикаторных диаграмм, показывают (табл. 4), что вблизи стехиометрического состава средняя скорость сгорания достигает 115—120 м/с. Это в 3—4 Раза выше, чем в бензиновом двигателе при а — 0,85.

Исследования, выполненные во Всесоюзном научно-исследовательском институте газа К- И. Генкиным [15] на двигателе с прозрачной камерой сгорания, показывают, что в случае сг«рания топливовоздушной смеси, состоящей из водорода и воздуха в стехиометрически необходимых количествах, скорость сгорания может достигать указанных выше величин.

Высокая скорость сгорания водородовоздушных смесей, с одной стороны, должна оказывать положительное влияние на повышение эффективности рабочего процесса, а с другой сторо-НЬ1, может приводить к очень высоким скоростям нарастания Давления в цилиндре двигателя, что нежелательно.

Расстояние гашения пламени. Толщина пристеночного слоя т°пливовоздушной смеси, в котором происходит обрыв цепей

2 3-1266 17

реакции окисления вследствие дезактивации активных центров на поверхности камеры сгорания, называется расстоянием гашения пламени. Этот показатель позволяет оценить объем зоны неполного сгорания в пристеночном слое. От величины расстояния гашения пламени в значительной степени зависит выброс углеводородов с отработавшими газами при работе на углеводородных топливах.

Расстояние гашения пламени для бензина и водорода составляет соответственно 0,25 и 0,06 см (см. табл. 2). Небольшое значение расстояния гашения пламени для водорода существенно сокращает зону неполного сгорания, причем полноценное горение происходит в вытеснителях и даже в зазоре между цилиндром и поршнем над первым поршневым кольцом, что также увеличивает эффективность процесса сгорания.

2. ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ

И РЕАКЦИОННАЯ КИНЕТИКА

Водород образует соединения со всеми химическими элементами, кроме инертных газов. Несмотря на это, он вследствие высокой энергии диссоциации имеет малую реакционную способность и в большинстве случаев необходимы высокие температуры или воздействие катализаторов, чтобы реакция могла протекать достаточно быстро. При комнатной температуре даже с кислородом в отсутствии катализатора реакция не протекает [22].

Если же атомарный кислород, полученный в тлеющем разряде, вводить при комнатной температуре и давлении 0,1 МПа в поток водорода, то образуется небольшое количество Н20. Тем не менее при 90 К реакция не происходит. Наоборот, если в поток кислорода добавить атомарный водород, то даже при температурах ниже 193 К наряду с Н20 можно обнаружить Н202. Считается маловероятным, чтобы реакция с образованием Н202 протекала гомогенно, более вероятным является протекание реакции у стенок.

Реакция водорода с кислородом воздуха при комнатной температуре может идти только в присутствии катализатора. Так, например, при пропускании Н2 через платиновую трубку возгорание водорода в воздухе происходит при комнатной температуре. Наряду с платиной каталитическое воздействие могут оказать и некоторые другие металлы, но при более высоких температурах.

Реакция между кислородом и водородом является разветвленной цепной. При этом в результате начальных реакций образуются активные центры — свободные атомы, или так называемые радикалы, которые могут поддерживать дальнейшее про-

18

=кание реакции. В настоящее время считается, что окисление „одорода начинается с реакции

Н2 + 02->• ОН + ОН (начальная реакция). (1.1)

Каждый из обоих образовавшихся радикалов ОН может uyiee участвовать в реакции по уравнению

ОН + Н2 -> Н20 + Н (цепная реакция) (1.2)

i давать новую активную частицу — атом водорода Н. Путем реакции с молекулой кислорода этот атом по уравнению

02 + Н ->- ОН + О (разветвление цепи) (1.3)

образует еще две активные частицы, которые могут реагировать по уравнению (1.2) или по уравнениям

О + Н2 ->- ОН + Н (разветвление цепи); (1.4)

О + Н20 ->- ОН + ОН (разветвление цепи). (1.5)

Одновременно с указанными реакциями могут также идти и другие, но их значение в общем развитии процесса несущественно, хотя при определенных условиях, например постоянной температуре и давлениях до 0,5 кПа, они могут привести к обрыву цепной реакции. Это реакции рекомбинации на стенках:

Н + Н ->• стенка -*¦ Н2;

О + О -»- стенка ->• О,;

ОН + ОН ->• стенка -> Н202.

(1.6)

Таким образом, активные центры выходят из реакции. Если при Т = const повышать давление, скорость образования активных центров превысит скорость реакции рекомбинации, определяемой диффузией, и произойдет взрыв. С дальнейшим повышением давления снова -наступает область сгорания без взрыва, обрыв цепи в газовой фазе происходит по уравнению Н + 02 + М-> Н20 + М. (1.7)

Здесь М может быть любой нейтральной молекулой и должна, в зависимости от типа молекулы, п

страница 7
< 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
курсы веб дизайна и программирования
Фирма Ренессанс винтовые лестницы из металла - всегда надежно, оперативно и качественно!
охладитель фреоновый of
рамки на номер шторки

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
(09.12.2016)