Schimbul de cursuri și proiecte de diplomă (scrierea la ordine de teză, teză, cursuri 1


introducere
Cu cât sunt mai multe mașini produse în lume, cu atât mai mare este interesul pentru tipuri de combustibil alternativ de combustibil, arderea cărora eliberează substanțe mai puțin nocive. În multe țări, biocombustibilii, fabricați din materiale vegetale - rapiță, cânepă, banane, leguminoase, citrice, devin din ce în ce mai populare. În șase țări UE, precum și în SUA, Canada, Brazilia și Malaezia, acest combustibil biologic este produs la scară industrială, însă ponderea sa în balanța de combustibil nu depășește 0,3%.








Apariția, la sfârșitul secolului al XIX-lea, a unui motor de motor intern a început producția în serie a mașinilor la începutul secolului al XX-lea. Au trecut mai mult de 100 de ani, iar motorul cu combustie internă este încă în arsenalul producătorului mondial de automobile. De-a lungul secolului, aceasta a făcut anumite îmbunătățiri legate de categoria micilor inovații. De exemplu, apariția în anii 50 ai secolului trecut a motoarelor cu injector la fabricile Ferrari, creșterea numărului de butelii, supape, lupta pentru reducerea consumului de combustibil etc.
Principiul funcționării motorului nu sa schimbat: de mai bine de 100 de ani, produsele de rafinare a petrolului au fost utilizate în mod activ drept combustibil: benzină, motorină și gaz. Recent, au început să dezvolte un motor pe bază de hidrogen, ca și combustibil, folosind apă. În orice caz, nimic nu este mai bun decât motorul arderii sale interne a omenirii nu a venit încă.
Pentru azi. când numărul autoturismelor pe drumuri și volumul consumului de combustibil și a prețurilor la combustibili au crescut brusc, a fost actualizat problema combustibilului pentru a continua condusul. Petrolul și, respectiv, benzina devin mai scumpe. Gazul utilizat ca combustibil este un produs secundar al rafinării petrolului și crește, de asemenea, în preț.
Lumea dezvoltată a decis să se adreseze experienței anterioare. Primele mașini, inclusiv în Rusia în timpul revoluției, au trecut prin alcool. Astăzi, alcoolul (C2H5OH - etanol) a primit un nume la modă - biocombustibil, bioetanol. De asemenea, a apărut și biodieselul.
Câteva cuvinte despre biocombustibilul însuși.
Aceasta diferă biocombustibili lichizi (pentru motoarele cu ardere internă, de exemplu, etanol, metanol, biodiesel), biocombustibil solid (lemn, paie) și gazoase (biogaz, hidrogen). Cel mai vechi tip de biocombustibil este lemnul de foc.


Capitolul 1. Poluarea aerului din vehiculele cu gaze reziduale

În ultimii ani, interesul comercial față de combustibilul pe bază de biodiesel a crescut în țările UE, în special în ceea ce privește tehnologia producției sale din rapiță (eventual și din producția de ulei vegetal uzat). În Austria, un astfel de combustibil reprezintă deja 3% din piața totală a combustibilului diesel, cu capacități de producție de până la 30 mii tone / an; în Franța, aceste capacități sunt de 20 mii tone / an; în Italia - 60 mii tone / an. În SUA, se intenționează înlocuirea motorinei convenționale cu 20% cu biodiesel și utilizarea acesteia pe nave maritime, autobuze și camioane. Utilizarea de biodiesel se datorează, în primul rând, cu o reducere semnificativă a emisiilor de substanțe nocive din gazele de eșapament (cu 25-50%), îmbunătățirea situației mediului în regiunile de utilizare intensivă a motorinei (orașe, râuri, păduri, cărbune deschis miniere (minereu), sere premise etc.) - conținutul de sulf al biodieselului este de 0,02%.
    aer
În Franța, a început deja producerea unei mașini, ca un combustibil pentru care se va folosi aerul comprimat. Principiul motorului mașinii este foarte similar cu principiul motorului cu combustie internă. Doar în două cilindri de aer-mașină, nu benzina "se întâlnește" cu o scânteie, dar aer rece cu unul cald. Conform datelor preliminare, mașina va costa aproximativ 13 mii de euro. Rezervă de energie - 200 km.
    biogaz
Este un amestec de metan și dioxid de carbon și este un produs de fermentare cu metan a substanțelor organice de origine vegetală și animală. Biogazul se referă la combustibilii proveniți din materii prime locale. Deși există multe surse potențiale de producție, în practică, gama lor este îngustată din cauza factorilor geografici, climatici, economici și de altă natură.
Biogazul, ca sursă alternativă de energie, poate servi drept combustibil cu conținut ridicat de calorii. Proiectat pentru a îmbunătăți performanțele tehnice, operaționale și de mediu ale motoarelor cu ardere internă (ICE) și centralelor electrice staționare. Biogazul, care reprezintă produsele de fermentare a deșeurilor biologice și umane biologice, conține aproximativ 68% CH4, 2% H2 și până la 30% CO2. După spălarea de dioxid de carbon, acest gaz este un combustibil destul de omogen care conține până la 80% metan cu o putere calorică mai mare de 25 MJ / m3. Utilizarea biogazului drept combustibil pentru ICE se realizează prin utilizarea unui echipament de combustibil disponibil în comerț pentru gazele naturale, cu o corecție a raportului "combustibil-aer". Sistemul propus în comparație cu un motor cu gaz pentru reducerea emisiilor de oxizi de azot cu 25% și 15% g oxid de carbon - 20%, și, de asemenea îmbunătăți eficiența consumului de combustibil prin 12. Unele scădere a puterii efective datorită prezenței componentelor de balast aproape complet compensată de ridicat antiknock proprietăți ale biogazului prin intermediul unei creșteri corespunzătoare a raportului de compresie. Prezența unei mici cantități de hidrogen în biogaz are un efect pozitiv asupra calității procesului ICE și nu provoacă aprinderea prematură a amestecului de lucru și așa-numitul flare inversă.
    Uleiuri uzate
În prezent, instalațiile care transformă uleiul uzat (motor, transmisie, hidraulic, industrial, transformator, sintetic, etc.) într-o stare care permite utilizarea pe deplin a acestuia ca motorină sau motorină combustibil. Aparatul amestecă uleiul foarte purificat (în instalație) în combustibilul corespunzător, într-o proporție specificată exact, cu formarea unui amestec combustibil stabil și necomparabil. Amestecul obținut are parametri mai mari pentru puritate, deshidratare și valoarea calorică decât motorina înainte de modificarea acesteia în instalație.






De exemplu, în Rusia nu există practic materie primă pentru etanol și biodiesel (trebuie remarcat faptul că reprezentanții florei tropicale și subtropicale sunt producătorii cei mai eficienți pentru combustibilii lor). Pe de altă parte, utilizarea GPL, având în vedere rezervele imense de gaz din țara noastră, este extrem de importantă. Dintre toate tipurile de carburanți proveniți din materii prime locale, numai biogazul, din punctul de vedere al producției industriale și al aplicării în motoarele de vehicule, prezintă un interes practic serios pentru Rusia. În plus, metanul meu deja în prezent poate fi considerat o sursă promițătoare de carburant alternativ pentru regiunile de cărbune din țara noastră.
Cu toate acestea, fără dezvoltarea adecvată a infrastructurii și întreținerea solicitată economic și rezonabil, nici unul dintre tipurile de combustibil alternativ nu poate fi considerat înlocuire completă a benzinei și a motorinei. Efectul utilizării instalațiilor pentru producerea de biodiesel, benzină sintetică, transformarea uleiurilor uzate etc. în afara cadrului de punere în aplicare a unui program de stat la scară largă nu poate fi decât de natură pur locală. În acest sens, se pot spera doar că o parte din resursele financiare uriașe, care sunt atât de rate impresionante acumulate în prezent, de stat și de petrol companii din punerea în aplicare a petrol și produse petroliere vor merge la dezvoltarea în timp util și introducerea unor tehnologii extrem de eficiente din punct de vedere energetic. Alternativa energetică
    Hidrogenul ca carburant alternativ
Hidrogenul este un magazin eficient de energie. Utilizarea hidrogenului ca combustibil este posibilă într-o varietate de condiții. care poate aduce o contribuție semnificativă la energia mondială, când resursele combustibililor fosili sunt aproape de epuizarea completă. În comparație cu benzina și motorina, hidrogenul este mai eficient și mai puțin poluant. Explozivitatea hidrogenului este redusă drastic prin utilizarea de aditivi speciali (de exemplu, adăugarea a 1% propilenă face siguranța H2).
O altă zonă de utilizare a hidrogenului este folosirea vehiculelor electrice în baterii de baterii. Conducerea în acest domeniu aparține companiilor japoneze care au dezvoltat electrozi eficienți de hidrogen utilizați în celulele de combustie.
Cu toate acestea, în toate metodele de utilizare a combustibilului pe bază de hidrogen, principala problemă este stocarea hidrogenului. Există trei metode principale de stocare:
    gaz comprimat;
    gaz lichefiat;
    metoda hidrură metalică.
Luați în considerare stocarea hidrogenului sub presiune. Astfel, în modelul "Mazda RX8HRE", presiunea hidrogenului comprimat este de 350 atm. (presiunea obișnuită în balon este de 140 atm). Muncă minimă
A = RTlnP,
necesar pentru comprimarea izotermică la o presiune de 1 atm. până la 350 atm. la 298 K, este de 14,5 kJ (de la 1 la 140 atm A. 12,2 kJ). Deoarece eficiența Compresorul este limitat, această lucrare va fi de 20 kJ. Energia termică este de cel puțin 2,5 ori mai mare decât energia mecanică, astfel se produce aproape 50 kJ. Aceasta reprezintă o fracțiune semnificativă a căldurii potențiale de combustie a hidrogenului.
Lichidul de hidrogen necesită o cheltuială energetică de 29,2 kJ / mol. Energia termică corespunzătoare este de cel puțin 2,5 ori mai mare și este de aproximativ 73 kJ / mol. Căldura de combustie completă a unui mol de hidrogen este de 290 kJ / mol, adică de patru ori mai mare decât energia consumată. Utilizarea hidrogenului lichid (-253 ° C) în programul BMW Clean Energy duce la pierderi mari. Deci, 170 de litri. Hidrogenul lichid este evacuat în trei zile.
Utilizarea hidrogenului lichid și a hidrogenului sub presiune este destul de ineficientă. Cea de-a treia modalitate de stocare a hidrogenului este hidrura metalică, cea mai promițătoare. Hidrurile metalice servesc drept sursă de hidrogen, care se obține prin reacție chimică sau descompunere termică. Hidrogenarea reversibilă a sistemului Pd-H a fost investigată de T. Graham acum 100 de ani. În prezent, au fost investigate un număr mare de sisteme Me-H, care absorb o cantitate mare de hidrogen și apoi, atunci când condițiile se schimbă, o restituie. Cea mai mare parte a gazului este eliberată la presiune constantă. În cazul în care mecanismul de stocare ar fi dizolvarea gazului în metal sau aliaj, presiunea hidrogenului a fost variată conform legii Sieverts (F = k (H / Me) 2 - un caz particular al legii lui Henry în disocierea gazelor dizolvate). O astfel de reacție are loc în stadiul inițial, în viitor procesul nu este controlat de fenomenul de solubilitate, ci de o reacție chimică.
Vehiculele care folosesc hidrogen sunt mai bune decât vehiculele pe benzină. În același timp, prototipurile de hidrogen sunt competitive cu vehiculele electrice existente. Densitatea energetică a bateriilor cele mai primitive este de aproximativ 25 Wh / kg. Densitatea energetică a hidrurilor (de exemplu, TiFe) este de 500 Wh / kg (când hidrogenul este ars în vapori de apă). Luând în considerare masa recipientului pentru stocarea hidrură, eficiența arderea hidrogenului este de 2 ori mai mare decât densitatea energetică a bateriei.
Hidrogenul poate fi utilizat drept combustibil pentru autovehicule, în funcție de numeroși factori de mediu și economici, în special de epuizarea resurselor naturale. Acest lucru este foarte important pentru Ucraina în ceea ce privește diversificarea surselor de energie și consolidarea independenței energetice a țării. Prin urmare, îmbunătățirea sistemelor de hidruri auto (ca cele mai promițătoare) este, fără îndoială, o sarcină științifică și tehnică importantă.
    alcooli
Printre combustibilii alternativi trebuie mai întâi remarcat alcooli, în special metanol și anolit fl care poate fi utilizată nu numai ca aditiv pentru benzină, dar, de asemenea, în formă pură. Principalele avantaje lor - de mare detonare Articolul oykost și de bună eficiență a procesului de lucru, lipsa - valoare calorică scăzută, ceea ce reduce numărul de kilometri parcurși între plinuri și creșterea consumului de combustibil cu 1,5-2 ori în comparație cu benzina. În plus, datorită volatilității slabe a metanolului și etanolului, pornirea motorului este dificilă.
Există două modalități de utilizare a alcoolului drept carburant pentru autovehicule - la o parțială (până la 20%) și cu o înlocuire completă a benzinei și motorinei. Proprietățile ridicate de anti-detonare determină utilizarea preferențială a alcoolului în motoarele cu combustie internă cu aprindere forțată (cu scânteie).
    Diesel și alcool
Adaptarea motorului diesel pentru arderea alcoolului în cilindri este mult mai dificilă. Studiile au arătat că motorina funcționează cu etanol practic fără fum. În comparație cu operarea cu motorină, emisiile de NOx scad, ceea ce este rezultatul scăderii temperaturii datorită căldurii mai mari de evaporare a etanolului. Emisiile de CO este aceeași ca benzină internă emisie motor cu ardere CH relativ mare, dar pot fi reduse în mod radical atunci când se utilizează cel mai simplu catalizator de oxidare. La trecerea la combustibilul diesel, fumul și consumul de carburant al motorinei convertite sunt mult mai mari decât în ​​trecut. Fluxul de volum al etanolului este de aproape 2 ori mai mare decât cel al motorinei, ceea ce reprezintă o consecință a valorii calorifice scăzute, iar debitul redus specific este doar puțin mai mare.
După conversie, motoarele pot funcționa cu metanol, etanol, gaz natural comprimat și lichefiat.
Etanol (C2H5OH) - vin, sau băuturi alcoolice, care este un important reprezentant al alcoolilor monohidrici. Acest lichid incolor, care se amestecă în proporțiile-lu singular cu apă, alcooli, eteri, glicerină, benzen și alți solvenți organici incolore arsuri de flacără. Etanolul, având un număr mare de cifre octanice și valoare energetică, este un carburant excelent pentru motor. Pentru a obține benzină AI-95, este necesar să se adauge aproximativ 10% etanol la benzina AI-92.
    metanol
Valoarea calorică a metanolului este de 2,24 ori mai mică decât cea a benzinei. Metanolul are o latenta kuyu SEZON căldură evaporată Eniya, presiune de vapori scăzută, cu punct de fierbere scăzut, a crescut higroscopicitate și tendință crescută de a forma și cu unele componente ale amestecurilor azeotrope de benzină și a crescut sensibilitatea la strălucire ardere.
În plus, metanolul a crescut agresivitatea corosivă la metale și la unele materiale plastice. Vaporii de metanol sunt mai toxici decât vaporii de benzină și cauzează etc.





Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare

Trimiteți-le prietenilor: