Bejelentés


Fogyasztáscsökkentés vízzel! A víz mint üzemanyag


Ingyenes Angol online nyelvtanfolyam kezdőknek és újrakezdőknek. Ráadásul most megkapod ajándékba A Hatékony Angol Tanulás Titkai tanulmányom.









Az alapelv:

A vizet elektrolízis segítségével szétválasztjuk hidrogénra és oxigénra, majd azt a porlasztóban levegővel hígítva elégetjük a hengerekben. Ennyi.

 

H2O(folyadék) => H2(gáz) + O(gáz) => H2O(gőz)

A hidrogénmotor nem ugyanaz, mint a hidrogén üzemanyagcellás motor. A hidrogénmotor a hidrogént belsőégésű motorként elégeti és ez adja a mechanikai energiát. A hidrogén üzemanyagcellás motor viszont a hidrogént és oxigént egyesítve elektromos áramot termel, melyet egy elektromos motorra vezetnek.

                             A hidrogénmotor hidrogénszükséglete

Először végezzünk el egy gyors számítást annak meghatározására, hogy mennyi hidrogénra volna szükségünk, ha csak hidrogént adagolnánk a belsőégésű motorba. Ez a számítás azért olyan fontos, mert többen is küldtetek, Kedves Olvasók, ilyen számítást - azt bizonyítva, hogy a vízautó gyakorlatilag kivitelezhetetlen. A következő táblázatban néhány üzemanyag (Ha) fűtőértékét hasonlíthatod össze. Üzemanyag Fűtőérték (Ha)

 Benzin 42,494 MJ/kg 

 Propán 41,950 MJ/kg

 Hidrogén 119,590 MJ/kg

 Néhány üzemanyag fűtőértéke Mint az 1.táblázatból látjuk, 1 kg hidrogéngáz fűtőértéke 119,590 MJ. Egy 45 LE-s motor egy óra alatt végzett folyamatos munkája 119,16 MJ. Ha a motor térfogata 1000 cm3 és a fordulatszáma 4000/perc (azaz a percenkénti szívóütemek száma 2000/perc), akkor a percenként beszívott levegő-hidrogén keverék mennyisége 2000 * 1000 = 2 000 000 ml = 2000 liter, az egy óra alatt beszívott keverék mennyisége pedig 60 * 2000 liter = 120 000 liter. 1 kg hidrogén az 500 mól, 1 mól viszont szobahőmérsékleten és atmoszférikus nyomáson 24,45 liternek felel meg, vagyis 1 kg hidrogén literben kifejezve 500 * 24,45 liter = 12 225 liter. Ha egy óra alatt 1 kg hidrogént fogyaszt a motor, akkor a levegő mennyisége 120 000-12225 = 107 775 liter = 107,775 m3. Mivel a levegő sűrűsége 1,2928 kg/m3, így 107,775 m3 levegő súlya 107,775 * 1,2928 = 139,3 kg. A levegő/hidrogéngáz keverék aránya tehát 139,3:1. Ez még rendben is van, hiszen a hidrogén begyullad 180:1 L/H arány mellett is, viszont itt két probléma merül fel: A belsőégésű motorok hatásfoka igen alacsony, 30 % körül van. Az 1 kg hidrogéngáz elégetésekor felszabaduló 119,590 MJ energiának tehát csak a 30 %-át tudjuk hasznosítani, azaz a motor teljesítménye a benzines üzemmódhoz képest a harmadára csökken. Ezt kompenzálandó a hidrogénmotorokat nagyobbra tervezik, ill. a helyes arányú keveréket nagy nyomáson juttatják az égéstérbe. A második kérdés az, hogy hogyan lehet gazdaságosan előállítani 12225 l/óra, azaz 203 l/perc hidrogéngázt. A hagyományos elektrolízis során 1 A/perc egyenárammal 6,2728 ml/perc, azaz 0,0062728 l/perc hidrogéngázt tudunk előállítani, feltételezve, hogy az elektrolízis hatásfoka 100 %-os. A percenként 200 liter hidrogéngáz előállításához tehát 203 / 0,0062728 = 32362 A áramra van szükség. 1 gramm víz 1,23 liter hidrogént tartalmaz. Az előbbi példánál maradva, legyen a motor térfogata 1000 cm3 és a fordulatszáma 4000/perc (azaz a percenkénti szívóütemek száma 2000/perc). Azt már pár sorral feljebb kiszámoltuk, hogy 119,16 MJ munkához 12225 liter hidrogént kell elégetni, így a szükséges vízmennyiség 12225 / 1,23 = 9939 gramm/óra, azaz 9,939 liter/óra. Ha a percenkénti szívóütemek száma 2000, akkor a hengerekbe óránként 60 * 2000 = 120 000-szer kell üzemanyagot juttatni. Egy szívási ütemben tehát 9939 / 120 000 = 0,0828 g vizet kell bejuttatnunk az égéstérbe.

                              A hidrogén égési tulajdonságai

 A hidrogén üzemanyagként való alkalmazásánál a következő tulajdonságokat kell figyelembe vennünk:

-A gyúlékonysága széles skálán mozog 

-Alacsony energia kell a meggyújtásához 

-Rövid távolság kell az eloltásához 

-Magas az öngyulladási hőmérséklete 

-Gyorsan terjed a lángja 

-Nagy a terjedési sebessége 

-Nagyon kicsi a sűrűsége

                               A gyúlékonysága széles skálán mozog

 A hidrogén gyúlékonysága sokkal szélesebb tartományban mozog, mint az összes többi üzemanyagnak. Ez azt eredményezi, hogy a hidrogént az üzemanyag-levegő keverék arányának széles skáláján lehet elégetni a belsőégésű motorokban. Ez ahhoz a jelentős előnyhöz vezet, hogy nagyon sovány keveréknél is elégethető a hidrogén. A sovány keverék azt jelenti, hogy a hidrogén mennyisége az adott levegőmennyiséghez képest jóval kevesebb, mint amennyi elméletileg vagy kémiailag ideális lenne az elégetéséhez. Ezért olyan rendkívül könnyű beindítani a hidrogénmotorokat. Általánosságban, sovány keverék használatakor az üzemanyag-megtakarítás nagyobb és az égés tökéletesebb. Ezen kívül az égés hőmérséklete is alacsonyabb, ezáltal csökkentve a szennyező anyagok, mint például a nitrogén-oxid mennyiségét a kipufogásnál. Ugyanakkor van egy bizonyos határa annak, hogy mennyire lehet sovány egy keverék, mivel a sovány keverék jelentősen lecsökkenti a motor teljesítményét a keverék térfogati hőmennyiség csökkenése miatt.

                                 Alacsony energia kell a meggyújtásához 

A hidrogénnak nagyon alacsony a gyulladási energiája. A hidrogén meggyújtásához szükséges energia egy teljes nagyságrenddel kisebb, mint ami a benzin meggyújtásához szükséges. Ez teszi lehetővé a hidrogénmotorokban a sovány keverék meggyújtását, ami azonnali indítást eredményez. Az alacsony gyulladási energia sajnos azt is eredményezi, hogy a hengerekben lévő forró gázok és forró cseppek túl korai begyújtást és visszaégést eredményezhetnek. Ennek a megakadályozása a hidrogénüzemű motoroknál nagy kihívást jelent. A hidrogén széles skálán mozgó gyúlékonysága azt is jelenti, hogy szinte minden keverék begyulladhat a forró cseppektől. 

                                  Rövid távolság kell az eloltásához 

A hidrogén eloltásához rövid távolság kell, kisebb, mint a benzinnél. Következésképpen a kipufogás előtti pillanatban a hidrogén lángnyelvei közelebb vannak a henger falához, mint bármelyik más üzemanyag esetében, így a hidrogént jóval nehezebb eloltani, mint a benzint. A kisebb oltási távolság növelheti a visszaégési hajlamot, mivel a hidrogén-levegő keverék hajlamosabb a közelebb lévő nyitott szelepen távozni, mint a hidrokarbon-levegő keverék. 

                                   Magas az öngyulladási hőmérséklete

 A hidrogénnak viszonylag magas az öngyulladási hőmérséklete. Ez akkor válik fontossá, mikor a hidrogén-levegő keveréket összenyomjuk. A tény az, hogy az öngyulladási hőmérséklet fontos tényező annak meghatározásában, hogy milyen nyomásviszonyokat alkalmazhatunk agy adott motornál, mivel a nyomás során a hőmérséklet növekszik. A hőmérsékletnövekedést a következő egyenlettel határozhatjuk meg:

 ahol: V1 / V2 = Nyomásarány 

 T1 = Abszolút kezdőhőmérséklet 

 T2 = Abszolút véghőmérséklet 

 Gamma = Hőarány 

A hőmérsékletnek nem szabad meghaladnia a hidrogén öngyulladási hőmérsékletét, mert az korai begyulladást eredményezne. Ezért az abszolút véghőmérséklet (T2) korlátozza a nyomásarányt. A hidrogén magas öngyulladási sebessége nagyobb nyomásarányt tesz lehetővé a hidrogénmotorban, mint a hidrokarbon motorban. Ez a magasabb nyomásarány azért fontos, mert ez a rendszer hőhatásfokával áll kapcsolatban. 

                                    Gyorsan terjed a lángja 

 A hidrogén lángja gyorsan terjed. Azonos feltételek mellett a hidrogénláng sebessége egy nagyságrenddel meghaladja a benzinlángét. Ez azt jelenti, hogy a hidrogénmotorok jobban meg tudják közelíteni a termodinamikailag ideális motorciklust. A soványabb keveréknél azonban a lángsebesség jelentősen lecsökken.

                                     Nagy a terjedési sebessége

 A hidrogénnak nagyon nagy a terjedési sebessége. Ez a képessége, hogy a levegőben könnyebben terjed, mint a benzin, két okból is előnyös. Először is, ez elősegíti a hidrogén egyenletesebb keveredését a levegővel. Másodszor, ha a hidrogéntartály valahol léket kap, a hidrogén gyorsan eloszlik. Ez megszűnteti vagy legalábbis csökkenti a nem biztonságos körülményeket.

                                     Nagyon kicsi a sűrűsége

 A hidrogénnak nagyon kicsi a sűrűsége. Ez két problémához vezet a hidrogén belsőégésű motorokban történő használatánál. Először is, nagyon nagy méretű tartályra van szükség ahhoz, hogy elegendő mennyiségű hidrogénnal rendelkezzünk a jármű megfelelő használatához. Másodszor, ez a hidrogén-levegő keverék energiasűrűségét - következésképpen a teljesítményt - lecsökkenti.

forrás:PT












Ingyenes honlapkészítő
Profi, üzleti honlapkészítő
Hirdetés   10
Végre értem amit angolul mondanak nekem, és megértik amit mondok.

KÖSZÖNÖM NOÉMI!