Combustibili alternativi - pagina 3 - Bună student!

emulsie de apă (TEV) este un sistem structurat organizat a două lichide reciproc insolubile și nemiscibili (apă și ulei), repartizate uniform în amestec.

Un indicator important al calității TEV este de stabilitate, care depinde în mare măsură de fiabilitatea lucrărilor motorului diesel. O distincție stabilitate agregativă și cinetică.

Stabilitatea Kinetic caracterizat printr-o rezistență la apă particule în amestec și agregativă determinat de prezența emulgatori, care formează picăturile de apă de pe suprafața stratului molecular, care împiedică coalescența lor. Emulsie drept „combustibil diesel - apă“ are stabilitate cinetică scăzută din cauza TEV separare are loc în câteva ore. Agrega stabilitatea emulsiei de mai sus. Cu toate acestea, atunci când încălzirea TEV până la 50 ° C, este redusă și temperatură scăzută nu are nici un efect semnificativ asupra acesteia.

Dispersibility TEV determinat de mărimea picăturilor de apă, diametrul mediu de 4. 20 microni. Cele mai mici dimensiuni ale picăturii și mai uniformă decât este, particulele mai uniform distribuite în amestec și deasupra stabilitatea cinetică a TEV. La crearea unui TEV foarte stabil, prin utilizarea de dispersanți și stabilizatori eficace, cu dimensiunea particulelor de 1 3 mm se poate realiza aici conținutul de apă de 50-55%, în care densitatea și viscozitatea crește TEV, creșterile de tensiune de suprafață, cu punct de curgere și bliț crește, valoarea calorică scade, și indicatori de toxicitate și îmbunătățite opacitate.

În plus față de reacțiile de mai sus, picăturile de apă au un efect complex asupra proceselor de amestecare și de ardere. Deoarece temperaturii carburantului fierbere uleiului la presiune normală este 260-300 ° C și apă de 100 ° C, acesta din urmă începe să fiarbă înainte de combustibil și apă pentru a forma microparticule în care bulele de abur. Filmul combustibil evapora devine mai subțire, și, ca rezultat, a vaporilor de apă din cauza MicroBurst distruge picătură, care este zdrobit, iar particulele sale sunt vaporizate și amestecate intens accelerarea procesului. Emisiile microjet din vaporii de apă pentru a crește amestecarea turbulentă a particulelor de apă din jetul de combustibil atomizat, în care procesul de ardere devine mai perfectă.

Atunci când este utilizat pe un rezultat al respectivei TEV diesel acțiunea lor scade părți calorice ale acestora, sunt condiții prealabile pentru creșterea puterii motorului până la 25%, fără nici o creștere notabilă a proprietăților acestor piese. Aceasta scade nivelul și laking purjare, consum redus de ulei este substanțial redusă de fum și toxicitate (monoxid de carbon și oxizi de azot) gazele de eșapament (60%).

Cu toate acestea, calitatea muncii pe motorină TEV depinde în mod esențial de conținutul său de apă. Astfel, sa constatat că în gama cea mai frecventă a frecvenței de rotație a arborelui cotit (1400. 1800 min-1) cu un conținut de apă în TEV la 20% scădere cuplul maxim (10%), puterea efectivă pentru un diesel grad YAME 238L ( 15%), raportul și eficiența efectivă (10%), iar consumul specific de combustibil de umplere este crescut (cu 10%). Cu toate acestea, concentrația de CO în gazele de evacuare este redusă atunci când funcționează la mare viteză cu 40-50%, iar în sarcina - cu 20-30%. Concentrația de oxizi de azot este redus atunci când funcționează la mare viteză cu 25% și la o încărcare - cu 10-18%. Prin urmare, îmbunătățiri semnificative de mediu sunt însoțite de o deteriorare a caracteristicilor de ieșire ale unui motor diesel, motiv pentru care este nevoie în reglarea echipamentelor de injecție a combustibilului în direcția creșterii performanței sale de a conserva puterea sursei ICE.

Acest lucru ridică necesitatea de a aborda raportul maxim admisibil de TEV în apă și combustibil. Este cunoscut faptul că (dimensiunea particulei de apă de la 1 la 10 microni) susținută ridicată TEV de ardere este prevăzută la limitarea conținutului de apă în acesta până la 65-67%. Reducerea conținutului de apă la 20-35% TEV nu cauzează o scădere bruscă a procesului de ardere. Cu toate acestea, schimbarea compoziției TEV în direcția creșterii conținutului de apă peste 74% poate avea ca rezultat o așa-numită inversare de fază, care provoacă o creștere bruscă a viscozității sistemului, emulsia gelificat și dobândește proprietățile unui gel, prin formarea cheagurilor de gelatinos TEV orificiu înfundare a conductei de combustibil și filtrul de combustibil și normală lucru pe motorul cu ardere internă de TEV este rupt.

apă Postat în formă lichidă, separat de combustibilul utilizat în ambele diesel și motor cu combustie internă pe benzină. Implementarea ciclului de funcționare, atunci când alimentarea cu apă a cilindrului motorului cu ardere internă carburator duză suplimentară asigură o reducere maximă a gazelor de evacuare a oxizilor de azot cu 69% și monoxid de carbon cu 13%. Efectul apei asupra parametrilor de bază ai procesului de lucru într-un motor diesel depinde în mare măsură de condițiile de injectare sale în cilindri.

injecție de apă, înainte de supapele de admisie oarecum reduce puterea și economia motoarelor cu ardere internă, dar sunt reduse semnificativ presiune maximă de ardere și temperatura capului cilindrului. Injectarea cu evaporare pre suficient de completă a apei înainte ca cilindrul dă creșterea puterii din cauza fluxului de aer a crescut, dar reducerea temperaturilor maxime ale presiunii de ardere și cilindru mult mai mici decât atunci când este injectat în apropierea supapelor de admisie.

Spre deosebire de un motor diesel pe TEV când apa din conducta de admisie la momentul primirii combustibilului în cilindru deja a fost încălzit la o temperatură ridicată a amestecului comprimat de aer și vapori de apă, care, așa cum sa arătat mai sus, este disociat în radicalii activi OH și H, care joacă un rol semnificativ în inițierea arderii și crește concentrația de situsuri active, care afectează cinetica reacțiilor chimice ale intermediarilor de oxidare.

În această metodă, alimentarea cu apă poate fi mai mare de 100% din consumul de combustibil. Cu toate acestea, deoarece calitatea apei la temperatura de evaporare și presiunea existentă în conducta de admisie este limitată, o parte din apă sub formă de picături cad în cilindrii motor cu ardere internă, preluând căldura din pereții și oricăror efecte negative asupra arderii în prezența excesului de umiditate.

Sistemul este furnizat după duză condensat separatorul de umiditate, ceea ce exclude de la intrarea în cilindrii motor cu ardere internă. Atunci când se aplică apă până la 260-300% din consumul de combustibil al condensării umezelii nu se produce în cilindrii. La acest grad de umiditate-combustibil a arătat o reducere semnificativă a oxizilor de azot din gazele de eșapament (80%), creștere nesemnificativă de CO și funingine Cm Hn, un impact neglijabil asupra consumului de combustibil sistem (± 0, 5%).

Cu toate acestea, raportul de saturare-combustibil sistem vodoisparitelnogo devine, de asemenea, necesară pentru a aborda problema raportului rațional de apă și combustibil, de exemplu, pentru diesel D-21A1 discutat anterior.

Pentru arderea 1 kg de motorină necesită 14 5 kg de aer. Așa cum sa arătat mai sus, o reducere semnificativă a toxicității emisiilor diesel suficient pentru a crea o saturație a vaporilor de apă de cel puțin 30% din greutatea combustibilului conținut în amestec.

Hidrogen. Acest tip de combustibil alternativ este acum considerat ca fiind unul dintre posibilii înlocuitori pentru benzină și motorină. Hidrogen - un purtător de energie foarte promițătoare. În arderea sa produce căldură și apă.

Experții viitori de combustibil de hidrogen în principal, asociate cu celula de combustibil, în care există o combinație de hidrogen și oxigen pentru a produce abur și electricitate. Multe companii (Ford, General Motors, Toyota, Nissan și colab.) Sunt deja kontseptkarov cu astfel de elemente de combustibil. Hidrogenul de alimentare cu carburant deja a apărut în Germania, Japonia, Statele Unite ale Americii. În California, a construi prima stație de electroliza apei, folosind curentul generat de panouri solare.

Celula de combustie cu hidrogen este un dispozitiv care convertește energia de reacție chimică a compusului de hidrogen cu oxigenul din electricitate:

1) hidrogen furnizat la anodul celulei de combustibil, unde atomii sunt descompuse în electroni și protoni. Pentru a accelera procesul utilizează un catalizator;

2) electroni intră în circuitul electric, creând un curent;

3) protonii trec prin membrana polimer electrolit;

4) oxigen (din aerul ambiant) este alimentat la catod și este conectat cu protoni de hidrogen și electronii pentru a forma apă;

5) produse secundare de reacție sunt de căldură și vapori de apă.

Fig. 5. Diagrama celulei de combustibil hidrogen

Un exemplu al unui sistem de alimentare cu hidrogen a unui vehicul a cărui sursă de energie este o celulă de combustibil este o diagrama prezentată în România RU Patent 2,265,920.

Vehiculul 1 este plasat pe acesta cu o instalație de producere a hidrogenului produce un flux de hidrogen, la punctul de alimentare cu hidrogen 13. La platforma vehiculului sistem de producție disponibilă hidrogenului 5. Sistemul de generare de hidrogen cuprinde un recipient 7 plasat în unitatea de membrană reformatorul 11, un evaporator 4, un compresor de hidrogen 8 , hidrogen rezervor 6, un rezervor de CO2 solvent 2, rezervorul 3 cu materialul de pornire.

Prin utilizarea sistemului de producere a hidrogenului de la reformarea membranei este obținută compact.

La punctul 13 al vehiculului de alimentare cu hidrogen, care găzduiește uzina pentru producerea de hidrogen poate primi gaze naturale 10, energie electrică și apă 9. Evapora- 4 este proiectat pentru a furniza abur utilizat în gazul oraș reformarea cu abur. Hidrogenul produs este comprimat de compresor 8 și este stocat în rezervorul de hidrogen 6 sau în rezervorul de hidrogen 12 instalat în secțiunea alimentarea hidrogenului. Dioxidul de carbon, format în timpul producerii de hidrogen este absorbită de absorbant, de exemplu o amină (solvent CO2) situat în rezervorul 2 cu solventul CO2.

Fig. 6. Schema de alimentare cu hidrogen element și un vehicul cu sistemul de producere a hidrogenului:

1 - vehicul cu instalație pentru producerea hidrogenului; 2 - CO2 rezervor de solvent; 3 - rezervor cu materialul de pornire; 4 - evaporator; Sistem de producere a hidrogenului - 5; 6, 12 - rezervorul de hidrogen; 7 - un container; 8 - compresor de hidrogen; 9 - alimentare cu apă / energie; 10 - alimentarea cu gaz intern; 11 - reformator cu membrană; alimentare cu hidrogen para - 13; 14 - Vehicule alimentate cu hidrogen; 15 - umplerea coloanei de înaltă presiune

Postul de alimentare cu hidrogen furnizează alimentare cu hidrogen în vehicul 14 folosind celule de combustibil ca sursă de energie printr-un distribuitor 15 de înaltă presiune.

Există un alt mod de introducere a hidrogenului în transportul rutier - este acesta arde în motor. O astfel de abordare este practicat BMW si Mazda. Traducerea în motorul cu ardere internă de hidrogen nu numai că le face mai sigure pentru mediu, dar, de asemenea, îmbunătățește eficiența termică. Hidrogenul are o mult mai mare în comparație cu proporții gama de benzină de amestecare cu aer, în care contactul este încă posibil amestec.

Pentru hidrogen și deficiențele de combustibil trebuie să includă următoarele: se caracterizează printr-o atmosferă potențial explozivă, pentru stocarea necesita tehnici speciale si echipamente, costul ridicat de producere a hidrogenului.

Gazul de hidrogen în combinație cu biogaz este de asemenea un fel de combustibili alternativi, în timpul arderii, care sunt eliberate de CO2. Gazul de hidrogen poate fi produs prin gazeificarea biomasei sau prin electroliza apei.

Descărcați hârtia: Nu trebuie să descărcați fișierele de pe serverul nostru ca DESCĂRCAREA aici