На главную
ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ!!!
Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и старых методичек 1978, 1982 и 1983гг.. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников или решение задач из задачников Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна или любых других решений по физике или гидравлике, воспользуйтесь сайтом fiziks.ru

Статья по теме: Водородном двигателе

Область знаний: теплообменники, печи, теплоперенос, паровые котлы, нагревание, горение, топлива, теплообмен

Скачать полный текст

При внешнем смесеобразовании в водородном двигателе значительная часть объема цилиндра заполняется водородом, что снижает энергоемкость заряда, поэтому целесообразно записать предыдущее выражение в следующем виде:[421, С.9]

Максимальное давление конца сгорания в водородном двигателе по причинам, указанным выше, должно быть более высоким, чем в бензиновом двигателе. При внешнем смесеобразовании это увеличение незначительно — примерно 10—15 %, что не оказывает существенного влияния на условия работы деталей кривошипно-шатунного механизма и цилиндропоршне-вой группы. При внутреннем смесеобразовании максимальное давление может достигать величин, характерных для дизелей с непосредственным впрыском. Для легких двигателей эти величины неприемлемы, и поэтому необходимо ограничивать как скорость нарастания давления, так и максимальное давление. Это можно осуществить путем применения бедных смесей, но значительное обеднение этих смесей до а = 1,3 ~ 1,5 ведет к слишком большому снижению мощности [49, 57, 60, 70, 85], При внутреннем смесеобразовании с подачей водорода на сжатии такой способ может быть использован, так как мощность двигателя примерно будет на уровне мощности базового бензинового двигателя (см. табл. 1), но при внешнем смесеобразовании такой способ практически неприемлем, в этом случае потеря мощности составляет до 36 %.[421, С.48]

Значительно более высокая скорость нарастания давления в водородном двигателе по сравнению с бензиновым, для которого она не превышает 1000 МПа • с—1, возможна вследствие высокой скорости сгорания водородовоздушной смеси состава, близкого к стехиометрическому, что приближает реальный процесс сгорания в двигателе к процессу подвода тепла при постоянном объеме*в теоретическом цикле. Средняя скорость распространения фронта пламени в камере сгорания водородного двигателя вблизи смеси стехиометрического состава может достигать 100—120 м • с-1. По мере обеднения смеси она снижается и при а = 1,9 достигает значений, характерных для бензиновых двигателей при стехиометрическом составе смеси 19]. В табл. 4 приведены время периода видимого сгорания т, измеренное по индикаторным диаграммам, и соответствующие ему средние скорости сгорания со для водородовоздушных смесей различного состава.[421, С.47]

Наиболее эффективным способом подавления эмиссии ок-,„дов азота в водородном двигателе, вероятно, является понижение температуры топливовоздушной смеси на впуске, к работе С. Фурухамы [61] было показано, что снижение температуры до —130 °С за счет подачи холодного газообразного водорода не только приводит к снижению примерно на порядок концентрации NO*, но и дает около 30 % прираще-ния мощности в результате увеличения массового наполнения двигателя.[421, С.69]

Таким образом, проведенные исследования показывают, что основной причиной снижения индикаторного КПД в водородном двигателе при ее > 2,5 -f- 3 является кедогорание, поэтому для достижения максимальной эффективности рабочего процесса на малых нагрузках целесообразно ограничивать максимальный коэффициент избытка воздуха пределами сст|.та,(. Это может быть достигнуто частичным дросселированием двигателя, т. е. смешанным регулированием рабочего процесса.[421, С.65]

Проведен анализ для системы с низкотемпературным гидридом FeTi—H2 и подводом энергии из системы охлаждения двигателя. Расход энергии в водородном двигателе на единицу мощности составляет в среднем 125 кДж/кВт • ч, или 104 г Н2/кВт • ч. По экспериментальным данным с охлаждающей жидкостью система охлаждения передает в окружающую среду в среднем 20 % введенной с топливом энергии, т. е. примерно 25 кДж/кВт • ч.[421, С.88]

Следует отметить, что нет однозначного определения понятия детонации и способа установления с помощью измерительных приборов детонационного сгорания в водородном двигателе. Детонационные свойства обычных топлив, применяемых в двигателях с искровым зажиганием, оценивают октановым числом, определяемым на специальных одноцилиндровых установках [14]. Между октановым числом бензина и допустимой по детонации степенью сжатия можно установить определенную зависимость, однако для водорода такую зависимость установить трудно. Метановое число не подходит вообще для оценки детонационных свойств водорода, так как в шкале метановых чисел процесс горения водорода принят в качестве нижнего предела детонационной стойкости. Детонационная стойкость для водорода по шкале октановых чисел обычно оценивается цифрой 45—70, но можно встретить цифры и значительно выше, например у В. Анцелотти [45]. Детонационные свойства водо-родовоздушной смеси существенно зависят от коэффициента избытка воздуха (рис. 22) [10]. С обеднением смеси ее склон-[421, С.48]

Сравнительные значения удельной энергоемкости заряда Для бензинового и водородного двигателей и характеристики топлив представлены в табл. 1. Приведенные данные показыва-ют, что в водородном двигателе объемное отношение топливо — в°здух в стехиометрической смеси составляет 0,42, в то вре-мя как в бензиновом двигателе — всего лишь 0,02. Высокая[421, С.9]

При использовании водорода в смеси с бензином также основным нежелательным продуктом сгорания являются оксиды азота. Хотя в топливовоздушной смеси может содержаться довольно значительное количество бензина, возможность реализации нагрузочной характеристики двигателя при а > 1 и необходимом соотношении бензин — водород можно получить выход СО и СН не выше, чем в водородном двигателе. Поэтому в наших исследованиях основное внимание было уделено оксидам азота. Максимальный выход оксидов азота в водородном двигателе (рис. 35) наблюдается в области а = 1,2, что близко к выходу в бензиновом двигателе, а уровень концентрации почти вдвое выше. Повышенное содержание N0.,. в ОГ водородного двигателя является следствием более высоких максимальных температур цикла при одинаковых коэффициентах а, что подтверждено результатами обработки индикаторных диаграмм.[421, С.66]

Жесткость рабочего процесса. Независимо от способа смесеобразования работа водородного двигателя на топливовоздуш-ных смесях состава, близкого к стехиометрическому, характеризуется высокой жесткостью рабочего процесса. Как известно, жесткость рабочего процесса определяется скоростью на-растания^давления в процессе сгорания. В ряде работ [53, 77] скорость нарастания давления в водородном двигателе оценивается величиной около 5000 МПа • с"-1 при максимальных давлениях 6,0—9,0 МПа. Большие значения относятся к двигателям с внутренним смесеобразованием.[421, С.47]

Широкие концентрационные пределы и высокая скорость сгорания водорода в воздухе дают возможность организовать качественное регулирование рабочего процесса двигателя, пра этом даже на полной нагрузке коэффициент избытка воздуха ниже единицы использовать нецелесообразно. Сравнивая КПД бензинового двигателя, для которого оптимальный коэффициент избытка воздуха равен 0,85—0,9, и водородного двигателя, можно отметить, что теоретически КПД последнего должен быть на 10—15 % выше. На частичных нагрузках в двигателе с количественным регулированием значительное влияние на снижение КПД оказывает дросселирование, этого можно избежать в водородном двигателе при качественном регулировании.[421, С.22]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь

Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Тарга, Кепе, Диевского, Мещерского и любого другого на заказ. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
Вы так же можете заказать решение задач и по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, метрология, ДМ, ТММ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Перейти к перечню использованной литературы

На главную