Вся электронная библиотека >>>

 Топливо, смазки и охлаждающие жидкости >>>

     

 

 

Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости


Раздел: Техника

   

§11. ВОДОРОД КАК ТОПЛИВО ДЛЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

  

Высокая теплотворная способность единицы массы, практически неисчерпаемые сырьевые ресурсы (вода), относительно низкая токсичность отработавших газов (только оксиды азота), которые при определенных ограничениях температуры сгорания могут быть сведены к минимуму, — все это делает водород очень перспективным топливом. Однако на пути к широкому использованию водорода в качестве моторного топлива нужно еще преодолеть большие трудности.

Существенное значение имеют размеры баков для жидких топлив или баллонов для газа. Несмотря на то, что теплота сгорания 1 кг водорода в 2,7 раза больше, чем 1 кг бензина, объем бака для хранения водорода должен быть в 3,7 раза больше, чем объем бака для бензина, содержащего равное с водородом количество тепловой энергии, так как плотность жидкого водорода в 10 раз меньше, чем плотность бензина. Кроме того, следует учитывать высокую стоимость изготовления криогенного бака, которая в десятки раз превышает стоимость обычно бензобака. Этот недостаток частично компенсируется положительными сторонами применения водорода в качестве моторного топлива. К тому же известны способы хранения Еодорода не в баке, а с помощью металлогидридных соединений, способных поглощать или выделять водород. В этом направлении проводятся большие исследовательские работы.

Более серьезной причиной, препятствующей применению водорода в ближайшем будущем, является его высокая стоимость производства.

Решение проблемы широкого применения водорода как топлива для двигателей внутреннего сгорания зависит от совершенства технологии его производства. Только при условии обеспечения экономически и энергетически целесообразной технологии, когда затраты энергии на получение водорода будут скомпенсированы его энергетическим потенциалом и общим экономическим эффектом* это топливо займет соответствующее место в общем энергетическом балансе.

При рассмотрении перспектив применения водородной энергетики в будущем на первый план выступают сырьевые и экологические факторы. В этом отношении водород как энергоноситель не имеет конкурентов. Сырьевые ресурсы для получения водорода неограниченны, энергозатраты для его получения в свободном состоянии могут быть обеспечены на базе ядерной энергетики, а в более отдаленном будущем и на базе термоядерного синтеза. И в экологическом плане применение водорода дает ряд бесспорных преимуществ, так как в отработавших газах должны отсутствовать теоретически выбросы СО и СЛНт, хотя практически они становятся- в десятки раз меньше, чем при использовании углеводородных топлив (при использовании водорода они появляются только npit сгорании моторного масла).

Рассмотрим показатели качества водорода, влияющие на процесс его сгорания в двигателе.

Детонационная стойкость водорода из-за возможности спонтанного детонационного сгорания в локальном месте камеры сгорания очень нестабильна. Поэтому существующие методы определения детонационной стойкости топлив дают очень широкий диапазон 04 (по моторному методу от 45 до 70).

Коэффициент молекулярного изменения при сгорании водорода значительно меньше единицы (^ = 0,85). Для преобразования теплоты в механическую работу это плохо. Этот недостаток несколько компенсируется более высокой температурой сгорания воздушно- водородных смесей (при а = 1), но все же при прочих равных условиях среднее индикаторное давление для водорода меньше, чем для бензина и других газов.

Минимальная энергия, необходимая для воспламенения воздуш- но-водородной смеси, меньше, чем для бензина и других газов (метана или пропана), и составляет 0,02 мДж. Это позволяет уменьшить соответственно мощность искрового разряда в системе зажигания водородного двигателя. При сохранении мощности искрообразования надежность воспламенения воздушно-водородной смеси значительно выше, чем у бензовоздушной, что обеспечивает высокую идентичность последовательных циклов.

Пределы воспламенения воздушно-водородной смеси значительно шире, чем для других видов топлива. У бензина эти пределы находятся в диапазоне коэффициента избытка воздуха а от 0,3 до 1,25, у водорода а от 0,14 до 9,85. Это свойство водорода позволяет реализовать комбинированное качественно-количественное регулирование двигателя, но создает повышенную взрыво- и пожароопасность водорода, особенно при неисправностях топливоподающей аппаратуры.

Таким образом, с учетом сырьевых и экологических факторов, водород станет, очевидно, одним из основных видов топлива для тепловых двигателей будущего.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости

 

Смотрите также:

 

РАБОТЯГА ВОДОРОД

Водородное топливо в некоторых областях техники уже перешагнуло порог экспериментов.
В ряде стран, в том числе в СССР, успешно испытаны автомобильные двигатели, работающие на чистом водороде и на обычном топливе...

 

Водородная энергетика

Предлагается использовать вместо бензина для автомобильных двигателей жидкий водород.
Создан в нашей стране и первый в мире самолет на водородном топливе - ТУ-155.

 

Гиромобили - двигатель гироскоп маховик

На базе «Москвича» они создали экспериментальный образец автомобиля, в двигателе которого бензин заменен. водородом.
Сжиженный газ и жидкий водород могут быть использованы как топливо для любых видов двигателей.

 

Топливно-энергетические ресурсы

В наше время слово «топливо» часто применяют к веществам, используемым в ядерных реакторах на атомных электростанциях,— ядерное топливо, в ракетных двигателях
Что же мешает уже сейчас заменить природное топливо на водород?

 

Двигатель внутреннего сгорания ДВС

Проектируют двигатели, где горючим будет водород. Основная часть ДВС — один или несколько цилиндров, внутри которых происходит сжигание топлива. Отсюда и название двигателя.

 

ВОДОРОД. Водород Н — бесцветный газ без запаха

В состав топлива в различных пропорциях входят также водород, кислород, азот, сера, зола, вода. ...
При сжигании водорода в двигателе он соединяется с кислородом ...

 

Топливо для двигателей внутреннего сгорания

Топливо для карбюраторных двигателей. Карбюраторные двигатели работают на автомобильных бензинах, лигроинах, керосинах и бензоло-бензиновых смесях.