Veselov, Gennady Vasilievich - Výpočet účinnosti používania alternatívnych palív na lodiach: usmernenia. Dopravné lode môžu na úsporu paliva využívať veternú a solárnu energiu Používanie alternatívnych palív na lodiach

629,735 UDC;

ANALÝZA SKÚSENOSTÍ S APLIKÁCIOU ALTERNATÍVNYCH PALIV NA LIETADLÁCH

D.R.SARGSYAN

Článok prezentuje doktor technických vied profesor Zubkov B.V.

Článok analyzuje skúsenosti s používaním alternatívnych palív v lietadlách, druhy a vlastnosti palív. Popisuje požiadavky na LNG a dodávku BP.

Kľúčové slová: alternatívne palivá, druhy alternatívnych palív, skvapalnený zemný plyn (LNG), bezpečnosť letu (BP).

Úvod

Neustále sa zvyšujúci dopyt po leteckej doprave v posledných rokoch, rozvoj ekonomiky, ako aj vybavenia a techniky vyvolal veľkú potrebu palivových zdrojov. Výsledkom je, že inžinieri mnohých popredných spoločností na výrobu lietadiel v rozdielne krajiny, vrátane Ruska, začal vývoj s cieľom poskytnúť letectvu nový typ paliva. Zvažuje sa obrovské množstvo alternatív kerozínu: biopalivá, syntetický olej, skvapalnený zemný plyn (LNG), vodík. Všetky nahromadené skúsenosti od prvého letu na svete na alternatívne palivo (lietadlo Tu-155 v roku 1988) ukazujú efektívnosť, efektívnosť a šetrnosť k životnému prostrediu vývoja v tomto smere.

V ruskom letectve sa o možnosti využitia LNG uvažuje najmä kvôli zásobám zemného plynu, ako aj pridružených plynov, ktoré sú spálené na poliach pri ťažbe ropy. Na tejto fáze rozvoj civilného letectva majú najbližšie k realizácii projektov vrtuľníkov a lietadiel, ktoré využívajú skvapalnené pridružené plyny získané pri výrobe ropy (propán a bután).

Vyžaduje sa prestavba lietadla minimálne náklady- iba úpravy palivových nádrží a systémov prívodu paliva do motorov. Je tiež potrebné poskytnúť letiskám kryogénne čerpacie stanice, skladovanie paliva a infraštruktúru dodávania LNG do skladovacích zariadení. V tejto fáze je potrebná nielen účasť komplexu leteckého priemyslu, ale aj účasť spoločností produkujúcich plyn na vytvorení vhodnej infraštruktúry.

Skúsenosti s aplikáciou

Alternatíva leteckého paliva sa začala hľadať v polovici 20. storočia. História práce v OKB A.N. Tupolev na alternatívne palivá siaha až do 60. rokov. - aj vtedy možnosť prevodu elektrární navrhnutých A.N. Lietadlo Tupolev na kvapalný vodík.

V polovici 70. rokov. Akadémia vied ZSSR spolu s množstvom výskumných ústavov a projekčných kancelárií vypracovala program výskumných a vývojových prác na plošnom zavedení alternatívnych palív v r. Národné hospodárstvo. A tak 15. apríla 1988 prvýkrát vzlietol k nebu Tu-155 s experimentálnym motorom na kryogénne palivo NK-88, ktorý vykonal takmer 100 letov na LNG a vodík. V októbri 1989 vykonalo toto lietadlo ukážkový let na trase Moskva-Bratislava-Nice (Francúzsko) na 9. medzinárodný kongres zemného plynu. V júli 1991 lietadlo letelo na trase Moskva-Berlín, aby sa zúčastnilo Medzinárodný kongres na zemný plyn.

Pri vývoji tohto lietadla bola vytvorená experimentálna základňa na testovanie kryo-

genetického vybavenia a vyvinul sa jediný tím vysokokvalifikovaných špecialistov na svete v oblasti kryogénneho letectva. V dôsledku tejto práce boli určené spôsoby vytvárania kryogénnych systémov a zariadení lietadiel a letísk. Tupolev Design Bureau však pokračovalo v práci v tomto smere, na úrovni technických návrhov, projektov upravených kryogénnych lietadiel Tu-204 (Tu-204K), Tu-334 (Tu-334K), Tu-330 (Tu-330SPG) , nové regionálne lietadlo Tu-136. Navyše tieto lietadlá budú môcť využívať alternatívne palivá a prúdové palivo súčasne, vďaka čomu budú všestrannejšie a spoľahlivejšie. Najhlbšie sú rozpracované úpravy lietadla Tu-204 (Tu-204K) a projekt nového regionálneho lietadla Tu-136, ktorý zohľadňuje vlastnosti kryogénneho paliva (obr. 1).

Palivová účinnosť lietadiel Tu-334K a Tu-330SPG sa prakticky nebude líšiť od základných Tu-334 a Tu-330. Všetky tieto lietadlá je možné prestavať na používanie LNG v priebehu 3-4 rokov. Osobitnú pozornosť si zaslúži projekt nákladného a osobného regionálneho kryogénneho lietadla Tu-136 s dvoma turbovrtuľovými motormi TV7-117SF, schopnými s menšími úpravami využívať LNG, kvapalný vodík a propán-butánové palivo.

Druhy a vlastnosti alternatívnych palív

Skvapalnený zemný plyn (LNG) je najpoužívanejším alternatívnym palivom. Plyn patrí do kategórie kryogénnych palív. Termofyzikálne a tepelné charakteristiky ukazujú množstvo výhod leteckých kondenzovaných palív (ACF) oproti tradičnému prúdovému palivu TS-1. Existujú tiež syntetické palivá získané z uhlia, plynu, biomasy a rastlinného oleja. Ale syntéza takýchto látok si vyžaduje dodatočné náklady na spracovanie uhlia, biomasy a rastlinné oleje, ktorý je drahší ako petrolej a sprevádzajú ho rovnaké zdroje a problémy životného prostredia. Preto ho len ťažko možno považovať za sľubný. Alkoholy (etyl a metyl) a amoniak môžu tiež nahradiť petrolej, ale sú takmer dvakrát horšie ako

spaľovacieho tepla, preto bude ich merná spotreba väčšia. Okrem toho výfukové plyny zo spaľovania týchto palív obsahujú škodlivé oxidy dusíka a uhlíka.

Ako alternatívu k petroleju pre letectvo je možné zvážiť kryogénne palivo - kvapalný vodík H2 a ľahké uhľovodíky od metánu CH4 po pentán C5H12.

Medzi výhody vodíka ako leteckého paliva patria:

Po prvé, najvyššia výhrevnosť na jednotku hmotnosti, ktorá dáva špecifickú spotrebu paliva asi trikrát nižšiu ako petrolej. To vám umožní výrazne zlepšiť výkon lietadla;

Po druhé, najväčší chladiaci zdroj na jednotku hmotnosti (12-15-krát viac ako pri petroleji), ktorý možno efektívne použiť na chladenie horúcich častí motora a lietadla;

Po tretie, zvýšená teplota samovznietenia a nižšia emisivita, čo pozitívne ovplyvní činnosť spaľovacej komory.

Vodíkové palivo má však svoje vlastné nevýhody, ktoré si vyžadujú riešenie zložitých technických problémov. Kvapalný vodík je z hľadiska objemovej výhrevnosti vážne horší ako štandardné letecké palivo pre svoju nízku (takmer 11-krát menšiu ako má petrolej) hustotu, ktorá výrazne zhoršuje celkové hmotnostné charakteristiky lietadla pri prechode z leteckého paliva na vodík.

Výhody ľahkých uhľovodíkov patria tiež do kategórie výhod vodíka, líšia sa však dostupnosťou a nízkou cenou výroby (tabuľka 1).

stôl 1

Termofyzikálne a termotechnické charakteristiky vodíka, uhľovodíkových zložiek ASCT a leteckého paliva TS-1

Index H (vodík) CH4 (metán) C2H6 (etán) C3H8 (propán) C4H10 (bután) C5H12 (pentán) TS-1

M 2,016 16,04 3007 44,10 5812 7215 140

t štvorcový, С -259,21 -182,49 -183,27 -187,69 -138,33 -129,72 -60

С -252,78 -161,73 -88,63 -42,07 -0,50 36,07 180

t f.s., C 6,43 20,76 94,64 145,62 137,83 165,79 290

sq kg/m 77,15 453,4 650,7 733,1 736,4 762,2 835

balík, kg/m 71,05 422,4 546,4 582,0 601,5 610,5 665

Qn, kJ/kg 114480 50060 47520 46390 45740 45390 43290

Qv.pl, kJ/dm 8832 22700 30920 34010 33680 34550 36150

Qv, kip, kJ/dm 8136 21150 25970 27000 27530 27710 28900

Nisp, kJ/kg 455,1 511,2 485,7 424,0 385,5 3575 287

i, C 510 542 518 470 405 284 -

^n, cm/s 267 33,8 40,1 39,0 37,9 38,5 39

Сн, % (obj.) 4,1 5,3 3,0 2,2 1,9 - 1,2

Sv,% (obj.) 75,0 15,0 12,5 9,5 8,5 - 7,1

Ro, J/(kg С) 4157,2 518,8 276,7 188,6 143,2 115,5 59,4

Lo, kg klinca/kg paliva 34,5 17,19 16,05 15,65 15,42 15,29 -

LNG - (metán) jeho hustota (aj pri bode varu) je 1,7-krát väčšia ako u petroleja, čo vedie k potrebe zväčšiť objem palivových nádrží viac ako 1,5-krát (pri rovnakej energetickej náročnosti). Okrem toho má metán veľmi nízky rozsah prítomnosti v kvapalnej fáze (-20 C), nízku kritickú teplotu (-82,6 C). To si vyžaduje

vytvorenie nových mrazuvzdorných konštrukcií pre tesniace materiály nádrží, armatúr a komunikácií palivových potrubí, ako aj vysokokvalitná nízkoteplotná tepelná izolácia, ktorá zabraňuje rýchlemu varu metánu a námraze konštrukcie.

Na rozdiel od petroleja sa bude musieť metán privádzať do spaľovacej komory motora v plynnej forme, aby sa vylúčil dvojfázový stav, čo úplne eliminuje použitie štandardných palivových jednotiek, komunikácií, rozdeľovačov a vstrekovačov. To značne komplikuje konštrukciu motora a v niektorých prípadoch znemožňuje jeho úpravu na pohon na dva druhy paliva.

Vzhľadom na rovnaké vlastnosti kvapalného metánu budú potrebné veľmi objemné a drahé pozemné prostriedky na jeho prepravu, skladovanie, tankovanie atď., ktoré sa svojimi parametrami blížia vodíkovým. Doplnkové vybavenie letiskovej kryogénnej palivovej základne by malo zahŕňať špeciálne skladovacie priestory vybavené tepelnou ochranou, prostriedky na udržiavanie kryogénneho stavu paliva a zariadenia zabraňujúce jeho strate, ako aj sieť prijímacích a distribučných zariadení, vozový park špeciálnych vozidiel s teplom - izolované nádrže atď.

Metán zároveň prevyšuje petrolej o 14 % v množstve spaľovacieho tepla, čo zabezpečí dolet a užitočné zaťaženie. Skvapalnený metán má chladiacu kapacitu 5-krát vyššiu ako kerozín, čo umožňuje využiť chladiaci zdroj na chladenie častí motora a zostáv. Skúsenosti z prevádzky motorov s plynovou turbínou používaných ako kompresory na kompresorových staniciach plynovodov a prevádzkovaných na zemný plyn ukázali, že životnosť takýchto motorov sa zvyšuje o 25 %.

Bezpečnosť letu pri používaní LNG

Medzi hlavné typy nebezpečenstiev vytváraných špecifickými vlastnosťami, skvapalňovaním uhľovodíkových plynov vrátane LNG, ako aj podmienkami ich výroby, skladovania, prepravy a dopĺňania paliva patria: horľavosť (nebezpečenstvo požiaru), nebezpečenstvo výbuchu, chemická aktivita, vystavenie nízkym teplotám , toxicita. Bezpečnostné pravidlá výroby, skladovania a distribúcie skvapalneného zemného plynu (LNG) na plynárenských distribučných staniciach hlavných plynovodov (GDS MG) a plniacich kompresorových staniciach automobilového plynu (CNG) obsahujú organizačné, technické a technologické požiadavky na organizáciu bezpečnosti výroby , ktorej realizácia je povinná pre všetky podniky vyrábajúce a prepravujúce LNG, pri projektovaní a prevádzke zariadení na výrobu, skladovanie a dodávku LNG.

Poskytnúť bezpečná prevádzka takéhoto paliva je potrebné mať kvalitné a kvantitatívnych metód vyhodnotenie a porovnanie každého druhu nebezpečenstva. Kvalita a kvantifikácia, t.j. určenie typu a stupňa nebezpečenstva umožňuje vykonať porovnávaciu analýzu kondenzovaného paliva podľa kritérií nebezpečenstva a v budúcnosti formalizovať úlohu výberu technických prostriedkov a metód pre bezpečnú prevádzku palivových systémov využívajúcich LNG, ako aj ako jeho skladovanie a prepravu.

Požiadavky na kandidátov na získanie Osvedčenia o technickej pripravenosti na údržbu lietadla sú prezentované z hľadiska tých vlastností, ktoré priamo ovplyvňujú zabezpečenie bezpečnosti letu a včasné plnenie výrobných úloh.

Tie obsahujú:

A - vek;

B - psychofyzická schopnosť vykonávať nadchádzajúcu prácu;

B - základné vzdelanie (vysoká škola, vysoká škola, odborná škola, odborné učilište atď.);

G - špeciálny výcvik pracovať na danom type lietadla alebo AT, znalosť konkrétnej leteckej techniky, jej účelu a obsahu Údržba, technológia na vykonávanie a kontrolu kvality práce na nej, použité vybavenie;

D - schopnosť vykonávať prácu poskytovanú funkciami, právo vykonávať ju predstavuje požadované osvedčenie;

E - všeobecná prax v leteckej technike.

Ako ukazuje analýza požiadaviek na bezpečnú prevádzku lietadla Tu-154 pri tankovaní a skladovaní paliva (LNG), inžiniersky a technický personál IAS musí poznať vlastnosti používania tohto typu paliva.

LITERATÚRA

1. Alternatívne druhy leteckého paliva / Zborník zo stretnutia o medzinárodnom letectve a klimatických zmenách. Dokument ICAO HLM-ENV/09-WP/9.- Montreal, 10.08.09.

2. www.tupolev.ru Kryogénna technológia.

3. Bezpečnostné pravidlá pre výrobu, skladovanie a distribúciu skvapalneného zemného plynu (LNG) na plynárenských distribučných staniciach hlavných plynovodov (GDS MG) a plniacich kompresorových staniciach automobilového plynu (CNG) PB 08-342-00.

ANALÝZA SKÚSENOSTÍ ALTERNATÍVNYCH PALIVA V LIETADLÁCH

V článku je uvedená technika vykonávania odborných odhadov činnosti leteckého podniku civilných lietadiel zameraných na zvýšenie úrovne bezpečnosti letov.

Kľúčové slová: zvýšenie úrovne bezpečnosti letov, dopytovanie, letecké podniky, odborné odhady.

Sargsyan David R., narodený v roku 1982, absolvent MSTU GA (2010), postgraduálny študent MSTU GA, autor 2 vedeckých prác, oblasť vedeckého záujmu - bezpečnosť letov, alternatívne palivo, opravy a modernizácia lietadiel.

© Tishinskaya Yu.V., 2014

Relevantnosť tejto témy je spôsobená skutočnosťou, že plavidlo potrebuje na svoju prevádzku veľké množstvo paliva, čo nepriaznivo ovplyvňuje stav životné prostredie, keďže obrovské nákladné lode ročne vypustia do atmosféry milióny kubických metrov oxid uhličitý, čo spôsobuje veľké škody na atmosfére a približuje topenie ľadovcov na póloch. Aj kvôli nestabilným cenám ropných produktov a obmedzeným zásobám týchto nerastov inžinieri neustále hľadajú alternatívne palivá a zdroje energie.

Celosvetová lodná doprava je hlavným zdrojom znečistenia životného prostredia, as svetový obchod si vyžaduje obrovské množstvo ropy a iných horľavých materiálov pre námorné plavidlá, ale ako sa čoraz viac pozornosti venuje znižovaniu emisií CO2, je jasné, že nastal čas na zmenu elektrární alebo dokonca na nájdenie náhrady za ne.

V súčasnosti len v rámci jednej krajiny môže spotreba motorových palív vyrobených z ropy dosiahnuť stovky miliónov ton. Cestná a námorná doprava zároveň patria medzi hlavných spotrebiteľov ropných produktov a zostanú hlavnými spotrebiteľmi motorových palív v období do roku 2040-2050.

Významným impulzom pre rozvoj tejto problematiky je aj skutočnosť, že v súlade s požiadavkami Medzinárodného dohovoru o zabránení znečisťovania z lodí dochádza k systematickému sprísňovaniu požiadaviek na obsah oxidov síry, dusíka a uhlíka. ako aj tuhé častice v emisiách lodí. Tieto látky spôsobujú veľké škody na životnom prostredí a sú cudzie akejkoľvek časti biosféry.

Najprísnejšie požiadavky sú predložené pre oblasti kontroly emisií (ECA). menovite:

Baltské a Severné more

pobrežné vody USA a Kanady

Karibské more

· Stredozemné more

pobrežie Japonska

Malacký prieliv atď.

Touto cestou, zmena v predpisoch pre emisie oxidov síry z lodí v roku 2012 je 0 % a 3,5 % v špeciálnych oblastiach a celosvetovo. A do roku 2020 budú normy pre emisie oxidov síry z lodí v týchto oblastiach podobne 0 % a celosvetovo sa už znížia na 0,5 %. Z toho vyplýva potreba riešiť problém znižovania chemických emisií škodlivých látok do ovzdušia loďami elektrárne a hľadanie nových, „priateľskejších“ palív alebo energie na použitie na lodiach.

Na vyriešenie týchto problémov sa navrhuje zaviesť inovácie v dvoch rôznych smeroch:

1) Používanie nových, ekologickejších a hospodárnejších druhov palív pri prevádzke lodí;

2) Odmietnutie paliva, na ktoré sme zvyknutí v prospech využitia energie slnka, vody, vetra.

Uvažujme o prvom spôsobe. Hlavné typy alternatívnych palív sú tieto:

Bionafta je fosílne palivo vyrábané z olejnatých plodín.

Cena značkovej bionafty je približne dvojnásobkom ceny bežnej motorovej nafty. Štúdie uskutočnené v rokoch 2001/2002 v USA ukázali, že keď palivo obsahuje 20 % bionafty, obsah škodlivých látok vo výfukových plynoch sa zvyšuje o 11 % a len používanie čistej bionafty znižuje emisie o 50 %;

Alkoholy sú organické zlúčeniny obsahujúce jednu alebo viac hydroxylových väzieb priamo pripojených k atómu uhlíka. Alkoholy sú zakázané ako palivá s nízkym bodom vzplanutia;

Vodík je jediný druh palivo, ktorého produktom spaľovania nie je oxid uhličitý;

Používa sa v spaľovacích motoroch v čistej forme alebo ako prísada do kvapalných palív. Nebezpečenstvo jeho skladovania na lodi a drahé vybavenie na takéto použitie robia tento typ paliva úplne nie sľubný pre lode;

Vodno-palivová emulzia sa vyrába na lodi v špeciálnej inštalácii – tým sa šetrí palivo, znižuje sa emisie oxidov dusíka (až o 30 % v závislosti od obsahu vody v emulzii), ale nemá to výrazný vplyv na emisie oxidov síry;

Skvapalnené a stlačené horľavé plyny umožňujú úplne eliminovať emisie síry a pevných častíc do atmosféry, dramaticky znížiť emisie oxidov dusíka o 80 % a výrazne znížiť emisie oxidu uhličitého o 30 %.

Touto cestou možno tvrdiť, že jediným novým typom paliva, ktorého používanie výrazne ovplyvňuje environmentálne vlastnosti lodných motorov, je zemný plyn.

Prejdime k druhému spôsobu. Vietor a slnko sú najbežnejšími zdrojmi energie na Zemi. Mnohé organizácie ponúkajú najrôznejšie projekty na ich realizáciu v každodennom živote.

V medzinárodnej praxi je už niekoľko realizovaných a zatiaľ nerealizovaných projektov lodí využívajúcich na svoju plavbu veternú a slnečnú energiu.

V snahe znížiť spotrebu paliva na veľkých obchodných lodiach vo svetových oceánoch vyvinula skupina z Tokijskej univerzity projekt „Wild Challenger“.

Použitím obrovských zaťahovacích plachiet s výškou 50 metrov a šírkou 20 metrov možno znížiť ročnú spotrebu paliva takmer o 30 percent. Plachty sú individuálne riadené pre maximálny výkon a každá plachta je teleskopická s piatimi vrstvami, čo umožňuje ich sklopenie, keď je počasie nepriaznivé. Plachty sú duté a zakrivené, vyrobené z hliníka alebo vystuženého plastu, vďaka čomu pripomínajú skôr krídla. Počítačové simulácie, ako aj testovanie v aerodynamickom tuneli ukázali, že koncept môže fungovať aj pri bočnom vetre. Projekt „Wind Challenger“ sa tak môže skutočne stať vývojom ekonomických lodí novej generácie.

Spoločnosť „Eco Marine Power“ vyvinula projekt „ Vodnár“, čo v preklade znamená „Vodnár“. Charakteristickým rysom tohto projektu je použitie solárnych panelov ako plachty.

Takéto plachty dokonca dostali svoj vlastný názov „tuhá plachta“. Stanú sa súčasťou veľkého projektu, ktorý lodiam umožní jednoducho využívať alternatívne zdroje energie na mori, v revíri a v prístave. Každý panel plachty automaticky zmení polohu pomocou počítačového ovládania, ktoré vyvinul japonská spoločnosť « KEI System Pty Ltd". Panely je možné odstrániť aj pri nepriaznivých poveternostných podmienkach.

Najnovší pokrok v solárnych technológiách znamená, že teraz je možné použiť kombináciu solárnych panelov a plachty a táto skutočnosť stavia tento projekt do popredia vývoja moderného lodného staviteľstva.

systém" Vodnár» je navrhnutý tak, že nevyžaduje veľkú pozornosť posádky lode a jeho inštalácia je pomerne jednoduchá. Materiály, z ktorých je vyrobená pevná plachta a ďalšie komponenty systému, sú recyklované.

systém" Vodnár» sa stane atraktívnym pre investície lodných spoločností a prevádzkovateľov lodí vďaka rýchlej návratnosti projektu.

Možno konštatovať, že oba tieto spôsoby sú určené na riešenie rovnakých problémov. Realizácia týchto projektov má významný vplyv na globálnu námornú dopravu, čo prispieva k výraznému zníženiu znečistenia životného prostredia a zníženiu nákladov na palivo a údržbu. Čo si vybrať, je každého vecou. Jednoduchším spôsobom implementácie je použitie ekonomického paliva, pretože táto technológia nevyžaduje úplnú výmenu flotily, ale môže byť použitá na existujúcich lodiach, ale stále platí určitá úroveň nákladov na palivo a emisie škodlivých látok do atmosféry. zostať. Voľba v prospech stavby lodí, ktoré pri svojej prevádzke využívajú alternatívne zdroje energie, si na jednej strane vyžaduje úplnú výmenu flotily, no na druhej strane eliminuje náklady na palivo a výrazne znižuje rôzne druhy environmentálne znečistenie.

Literatúra

1. Sokirkin V.A. Medzinárodné námorné právo: učebnica / Sokirkin V.A.,

Shitarev V.S. – M: Medzinárodné vzťahy, 2009. - 384 s.

2. Shurpyak V.K. Využitie alternatívnych druhov energie a alternatív

palivá na námorných plavidlách [Elektronický zdroj]. - Režim prístupu k dokumentom:

http://www.korabel.ru/filemanager

3. Lode budúcnosti [ elektronický zdroj]. - Režim prístupu k dokumentom:

http://korabley.net/news/korabli_budushhego/2010-04-05-526

4. Ekonomické plavidlá sú možné [elektronický zdroj]. – Režim prístupu do

dokument: http://korabley.net/news/ehkonomichnye_suda_vozmozhny/2014-01-06-

5. Alternatívny systém Aquarius by mohol zmeniť lodnú dopravu

[elektronický zdroj]. – Režim prístupu k dokumentu: http://shipwiki.ru/sovremennye_korabli/na_ostrie_progressa/alternativnaya_sistema_emp_aquarius.html

Po dosiahnutí viac ako 30 rubľov za liter benzínu AI-92 na veľkej väčšine čerpacích staníc. Okrem toho odborníci predpovedajú, že nové zvýšenie cien benzínu je nevyhnutné, a to prirodzene vyvoláva otázku, aké alternatívy môžu byť k benzínovým (a naftovým) autám.

Pozrime sa na niekoľko štatistík o cenách rafinovaných palív:

Dynamika rastu cien benzínu AI-92

Dynamika rastu cien motorovej nafty

Štatistiky cien benzínu v rôznych krajinách

No, ako sa ukazuje, takýchto alternatív je veľa. A mnohé z nich sú práve na ceste k vytvoreniu alebo dokonca v predajniach. Zatiaľ čo niektorým alternatívam bude chvíľu trvať, kým sa dostanú do hlavného prúdu, stále je celkom zaujímavé vedieť, akým smerom sa v súčasnosti uberajú spoločnosti, ktoré sa starajú o to, aké autá budú jazdiť v budúcnosti... V dohľadnej budúcnosti.

Aké alternatívne palivá teda dnes existujú?

Vodík

Použitie vodíka ako paliva pre vaše auto môže vyvolať obrazy Hindenburgu, ale v skutočnosti je to celkom bezpečné. Vodík môže byť v skutočnosti prítomný ako palivo v dvoch rôznych typoch áut: autá s palivovými článkami vo forme vodíka a autá, ktoré majú spaľovací motor, ktorý je navrhnutý tak, aby namiesto benzínu používal vodík.

V prvom prípade sa vodík využíva na výrobu elektriny, ktorá sa následne využíva na pohon elektromotora. Vodíkové auto teda využíva palivový článok na výrobu vlastnej elektriny. V chemickom procese v palivovom článku sa vodík a kyslík spájajú za vzniku elektriny a jediným vedľajším produktom tohto procesu je vodná para. Táto technológia sa už používa v Honde FCX Clarity a auto teraz získava čoraz viac hodnotení.

V spaľovacom motore je zdrojom paliva namiesto konvenčného benzínu alebo nafty vodík. Namiesto škodlivých emisií CO2, ktoré produkuje benzín, zase vodíkové autá produkujú len vodnú paru. Mnoho automobiliek v súčasnosti testuje vodíkové autá. V súčasnosti je z nich azda najznámejší BMW Hydrogen 7 – niekoľko prototypov takýchto strojov si firma prenajala v Nemecku a USA a niektoré testy dokonca ukázali, že auto počas prevádzky skutočne čistí vzduch okolo seba.

Vodíkové vozidlá sa však zatiaľ vo veľkej miere nepresadili, pretože v súčasnosti neexistuje potrebná infraštruktúra pre čerpacie stanice na vodík. Ďalší typ alternatívneho paliva je však o niečo jednoduchšie nájsť – a v skutočnosti ho práve teraz používate.

Elektrina

Môže sa zdať, že elektromobily sú vítaným prelomom v používaní alternatívnych palív. Faktom však je, že niektoré z prvých áut už používali elektromotory. Avšak len vďaka nedávnemu vývoju, vrátane rozsiahleho prijatia PR kampane Tesly na vozidlá, sa elektromobily stali životaschopnejšou metódou každodenného jazdenia.

Čo však bráni technológii dostať sa k masám? Technológia batérie a motora. Pohyb auta si vyžaduje veľa energie, a to pri vysokých rýchlostiach a na dlhé vzdialenosti vyžaduje veľa energie. Elektromobily v minulosti nedokázali cestovať na veľké vzdialenosti (viac ako pár kilometrov) a keď sa im vybili batérie, ich dobitie trvalo dlhé hodiny. Faktom je, že samotný elektromotor je z hľadiska spotreby elektrickej energie dosť žravý. Keď sa k tomu pripočíta obrovská hmotnosť samotnej batérie (v modernom elektromobile môže mať polovičnú hmotnosť ako celé auto), stávajú sa nevýhody tohto typu alternatívneho paliva pomerne výrazné.

S novými technológiami batérií však niektoré automobilky takéto obmedzenia prekonali. Nové batérie (presnejšie lítium-iónové batérie) sú rovnaké ako tie, ktoré sú nainštalované vo vašom mobilnom telefóne alebo notebooku. Nabíjajú sa dostatočne rýchlo a vydržia dlhšie. A autá ako Tesla Model S ich využívajú nielen na pohyb vo fyzickom zmysle slova, ale aj na získanie výkonu hodného superauta. Iné vozidlá, ktoré sa tiež presadzujú na trhu, ako napríklad Chevy Volt a Toyota Prius, využívajú tieto typy batérií v kombinácii so spaľovacím motorom na vytvorenie novej triedy vozidiel s rozšíreným rozsahom pohonu. Batérie je možné nabíjať zapojením stroja do bežnej zásuvky; keď sa však batéria začne vybíjať, spustí sa benzínový generátor, aby ju dobil a zabránil zastaveniu auta.

bionafta

Dúfame, že ste prijali radu, že nízkotučná diéta s obmedzeným množstvom vyprážaných jedál je zdraviu prospešná. To isté však nemusí nevyhnutne platiť pre vaše vozidlo.

Bionafta je druh paliva, ktoré sa vyrába z rastlinného oleja. Môže na ňom jazdiť každé auto s naftovým motorom, ale nepokúšajte sa naštartovať motor po vytlačení vreckovky, ktorá vám zostala z poslednej návštevy McDonald's, do palivovej nádrže. Aby bolo možné poháňať auto, musí sa olej premeniť na bionaftu prostredníctvom špecifického chemického procesu.

Samotný proces sa dá v skutočnosti vykonať doma. V skutočnosti mnohí nadšenci bionafty vyrábajú svoje vlastné palivo pomocou rastlinného oleja z miestnych reštaurácií. S týmto procesom je však spojené malé riziko. Ak to urobíte zle, môžete svojmu autu narobiť veľa škody (nehovoriac o domove a vlastnej bezpečnosti). Predtým, ako sa pokúsite vyrobiť bionaftu pomocou akéhokoľvek receptu, ktorý nájdete, sa uistite, že je dobrý nápad po chvíľke cvičenia s niekým, kto to už úspešne zvládol.

Nadšenci bionafty sú však s týmto nápadom skutočne spokojní. Nielenže je toto palivo výrazne lacnejšie a čistejšie ako fosílna nafta, ale navyše dodá výfuku vášho auta vôňu hranolčekov... Bez srandy!

etanol

Teraz už viete, že svoje auto môžete naštartovať aj na rastlinný olej, ale čo ak absolútne neradi jazdíte po meste, ktoré vonia ako hranolky alebo máte alergie či nepríjemné asociácie s týmto zápachom? Aké sú ďalšie možnosti? V skutočnosti existujú aj iné možnosti, ako nechať auto jazdiť na zelenine.

Etanol je tiež jedným z najbežnejších alternatívnych palív. V lete sa často pridáva do benzínu, aby pomohol znížiť škodlivé emisie. Etanol je vlastne druh alkoholu (ale nech vás ani nenapadne ho vyskúšať) vyrobený z rastlinného materiálu. V Spojených štátoch sa zvyčajne vyrába z kukurice, zatiaľ čo v iných krajinách, napríklad v Brazílii, sa vyrába z cukrovej trstiny.

Dnes už nemálo automobiliek ponúka svoje autá s viacpalivovými motormi. Tieto motory môžu bežať na konvenčný benzín alebo etanol E85 v palivovej zmesi, kde palivo tvorí 15 percent benzínu a 85 percent etanolu. Etanol je široko akceptovaný ako dobrý spôsob znížiť náklady na benzín v krajinách, kde sa ropa nakupuje z iných krajín - názorným príkladom sú Spojené štáty americké. Na výrobu etanolu je však potrebné pomerne veľa energie, takže tam, kde je ropa lacnejšia, pretože sa vyrába na domácom trhu (Rusko je jednou z týchto krajín), nie je etanol obzvlášť ziskový. Okrem toho existuje nezvyčajná predstava, že keďže poľnohospodári môžu zarobiť viac peňazí pestovaním plodín na výrobu etanolu, prestanú pestovať tieto plodiny na výrobu potravín, čo by mohlo dramaticky zvýšiť ceny potravín.

Napriek týmto obavám dnes etanol ponúka mnoho výhod ako alternatívne palivo a sieť etanolových čerpacích staníc v mnohých krajinách neustále rastie.

Skvapalnený zemný plyn

V pokračovaní kulinárskej témy si všímame nasledujúci alternatívny druh paliva, ktorý sa však nevyrába z potravín, ale možno ho nájsť aj v kuchyni. Na rozdiel od etanolu a bionafty to nie je niečo, čo by ste mohli jesť alebo piť v pôvodnej forme, ale je to to, čo špičkoví kuchári používajú na varenie svojho jedla: zemný plyn.

Zemný plyn je fosílne palivo. Áno, nie je to úplne ekologický produkt, ale v dôsledku používania v automobiloch vzniká o niečo menej škodlivých emisií. Zemný plyn, ktorý často používate na varenie a vykurovanie vášho domova, je zemný plyn vo forme s veľmi nízkym tlakom, takže sa skvapalňuje a poskytuje oveľa viac energie na menšom priestore. Pri spaľovaní skvapalneného zemného plynu (LNG) sa uvoľňuje oveľa viac energie. Takže napríklad namiesto len ohrievania polievky – nestlačený zemný plyn robí dobre – skvapalnený zemný plyn môže poháňať veľké zariadenia ako nákladné auto. Vo všeobecnosti je to hlavný účel, na ktorý sa používa - sila ťažkých nákladných vozidiel na dlhé vzdialenosti.

LPG

Ak ste boli nedávno na pikniku, pravdepodobne poznáte naše ďalšie alternatívne palivo: LPG (alebo len LPG). Stále si nie ste istý, či ste to už niekedy videli? No a potom si spomeňte na plynové horáky s propánovými kartušami alebo nákladné „gazely“ s červenou propánovou nádržou namiesto plynovej nádrže!

Propán je bežný názov pre LPG, aj keď to nie je úplne pravda. LPG je nízkotlakový uhľovodíkový plyn. Pozostáva hlavne z propánu, ale zahŕňa aj iné uhľovodíkové plyny, najmä bután. LPG sa skladuje pod tlakom, aby bol v kvapalnej forme. Rovnako ako skvapalnený zemný plyn, aj skvapalnený ropný plyn (LPG) poskytuje oveľa viac energie, pričom je hustejší, a preto je užitočnejší na pohon osobných a nákladných automobilov.

Skvapalnený plyn funguje v bežnom spaľovacom motore po veľmi drobných úpravách (správne sa tomu hovorí montáž LPG na auto – prispôsobenie auta na používanie „propán“). Aj keď sa tento typ paliva v mnohých krajinách, ako napríklad v Spojených štátoch, v automobiloch veľmi nepoužíva, v mnohých krajinách až 10 percent automobilových palív využíva skvapalnený ropný plyn a naša krajina je jedným z lídrov. v tejto súvislosti.využívanie CIS.

Stlačený zemný plyn

Posledným z troch alternatívnych palív, ktoré majú podobné názvy a ľahko sa zamieňajú, je stlačený zemný plyn (CNG), v ktorom dominuje metán.

Stlačený zemný plyn je rovnaké palivo, ktoré sa dá použiť vo vašej domácnosti na varenie a kúrenie, a funguje vo vašej domácnosti. V prípade vozidla sa LNG skladuje aj vo vysokotlakových fľašiach. A to je ďalšie plynné fosílne palivo, ktoré je najšetrnejšie k životnému prostrediu, produkuje pri podobných výkonových ukazovateľoch najmenej emisií CO 2 do ovzdušia, ale je aj jedno z najobjemnejších – najmenej sa stláča, keď sa chladí pri nízkom tlaku, zaberá oveľa viac miesta.v aute ako predchádzajúce dve alternatívne palivá.

Stlačený vzduch

Vzduch je všade, tak prečo ho nevyužiť ako palivo do auta? A hoci sa to zdá ako bláznivý nápad, pretože vzduch jednoducho nehorí, autá predsa môžu jazdiť na stlačený vzduch.

V tomto type stroja sa vzduch stláča vo vysokotlakovom potrubí. Zatiaľ čo typický motor používa vzduch zmiešaný s benzínom (alebo naftou), ktorý sa potom zapáli iskrou (alebo vysokým tlakom v prípade nafty) na výrobu energie, motor na stlačený vzduch využíva expanziu stlačeného vzduchu pochádzajúceho z vysokého tlaku. trubice na pohon piestu motora.

Vozidlá na stlačený vzduch však nejazdia výlučne na stlačený vzduch. Na palube auta sú prítomné aj elektromotory, ktoré stláčajú vzduch a až potom ho posielajú do vysokotlakového potrubia auta. Tieto autá však nemožno považovať za plne elektrické autá najmä preto, že elektromotory tu nepoháňajú auto priamo poháňaním jeho kolies. Elektromotory sú oveľa menšie ako tie, ktoré sa používajú v elektrických vozidlách, kde primárnou funkciou motora je poháňať auto. Vozidlá na stlačený vzduch preto spotrebujú oveľa menej energie ako elektrické vozidlá.

Kvapalný dusík

Kvapalný dusík je ďalšou alternatívou k rafinovaným ropným produktom. Rovnako ako vodík, aj dusík sa v našej atmosfére nachádza vo veľkom množstve. Navyše, podobne ako vodík, aj autá poháňané dusíkom vypúšťajú oveľa menej škodlivých emisií ako benzín alebo nafta. Zatiaľ čo vodík sa používa v palivových článkoch automobilov, ako aj v spaľovacích motoroch, autá na kvapalný dusík vyžadujú úplne iný typ motora.

Kvapalný dusík skutočne používa motor podobný tomu, ktorý sa používa v pneumatickom stroji. V takomto motore sa dusík ukladá v skvapalnenom stave pod obrovským tlakom. Na pohon automobilu sa dusík uvoľňuje do motora, kde sa zahrieva a expanduje, čím vytvára energiu. Zatiaľ čo typický benzínový alebo naftový motor využíva spaľovanie na pohyb piestov, motor s kvapalným dusíkom využíva expanziu dusíka na pohon turbín.

Byť šetrný k životnému prostrediu a efektívnym spôsobom Vozidlo, tekutý dusík čelí rovnakým prekážkam ako mnohé iné alternatívne palivá: nedostatok celoštátnej siete čerpacích staníc, ktoré by ho mohli dodávať spotrebiteľom.

Uhlie

Ďalšie alternatívne palivo na našom zozname je zrejme prekvapením a mnohí by si mohli myslieť, že ide o dosť zastarané palivo.

Technicky je uhlie relatívne novým alternatívnym palivom pre autá – v každom prípade nepriamo, pretože všetko nové je dobre zabudnuté staré, hoci niektoré vlaky sú stále poháňané uhlím. V 21. storočí však majitelia nebudú musieť hádzať uhlie do spaľovní, ak si to hneď myslíte.

Zároveň, podobne ako elektromotor v prípade auta poháňaného stlačeným vzduchom, uhlie nepoháňa motor priamo. Uvažujme: elektrické vozidlá (väčšinou) nevyrábajú vlastnú elektrinu. Energiu nesú vo svojich nabitých batériách. A batérie sa nabíjajú zo štandardnej zásuvky, ktorá získava svoju potenciálnu energiu z elektrárne, ktorá zase získava energiu... vo väčšine prípadov spaľovaním uhlia. V skutočnosti 50 percent všetkej elektriny na svete pochádza z uhoľných elektrární. To znamená, že keď prejdete celým energetickým reťazcom, mnohé elektromobily sú vlastne autá poháňané uhlím.

Aj keď má uhlie podobné nevýhody ako benzín, má aj určité výhody. Pri jazde na kilometer je elektrina z uhlia lacnejší spôsob, ako poháňať auto ako benzín. Navyše v mnohých krajinách sú veľké zásoby uhlia – oveľa viac ako benzínu. Okrem toho ľudia, ktorí odoberajú elektrinu z iných zdrojov ako sú vodné elektrárne resp jadrové elektrárne, ešte menej znečisťujú ovzdušie.

solárna energia

Stačí povedať nahlas toto krásne meno: „solárne auto“! Solárne auto je v podstate konvenčné elektrické vozidlo poháňané solárnou energiou získanou zo solárnych panelov na vozidle. však solárne panely V súčasnosti sa nedajú použiť na priame poháňanie motora automobilu z dôvodu nedostatku energie, ale môžu sa použiť na rozšírenie dosahu výkonu a úsporu elektriny z batérií takýchto elektrických vozidiel.

dimetyléter

Dimetyléter (DME) je pre svoje vysoké cetánové číslo (obdoba oktánového čísla benzínu, ktoré určuje kvalitu spaľovania paliva pri jeho kompresii) sľubné alternatívne palivo v dieselových motoroch, benzínových motoroch a plynových turbínach. 55 jednotiek v porovnaní so 40 – 53 jednotkami pre motorovú naftu. Na premenu naftového motora na motor s dimetyléterom je však potrebná len veľmi malá zmena. Vzhľadom na nízke množstvo škodlivých emisií spĺňa DME najprísnejšie normy toxicity v Európe (Euro-5).

DME sa vyvíja ako syntetické biopalivo druhej generácie (BioDME), ktoré možno vyrobiť z lignocelulózovej biomasy a v súčasnosti ho vo veľkej miere používa spoločnosť Volvo.

Amoniak

Čpavkové motory sa používali už v druhej svetovej vojne na pohon autobusov v Belgicku. Kvapalný amoniak poháňa aj množstvo raketových motorov po celom svete. Aj keď nie je taký silný a výkonný ako iné palivá, amoniak nezanecháva sadze v motoroch na opakované použitie a jeho hustota je približne rovnaká ako hustota oxidačného činidla.

Amoniak bol dlho navrhovaný ako praktická alternatíva k fosílnym palivám pre spaľovacie motory. Výhrevnosť čpavku je 22,5 MJ/kg, čo je asi polovica v porovnaní s motorovou naftou. Amoniak možno použiť v existujúcich motoroch s pomerne malými úpravami karburátorov alebo vstrekovačov.

Hlavnou nevýhodou amoniaku však samozrejme zostáva jeho vysoká toxicita.

vodná para

To je dnes v podstate vyhasnutý parný voz, ktorý má parný stroj a vlastne jazdí aj na iné druhy paliva, ktoré tvoria práve túto vodnú paru. Ako palivo sa používa etanol, uhlie a dokonca aj drevo. Palivo sa spaľuje v kotli a teplo premieňa vodu na paru. Keď sa voda zmení na paru, roztiahne sa. Expanzia vytvára tlak, ktorý tlačí piesty, čo následne spôsobuje otáčanie hnacieho hriadeľa.

Parné autá vyžadujú veľmi dlhý čas medzi začatím práce a uvedením takéhoto auta do pohybu, ale niektoré z nich môžu dosiahnuť dosť vysoká rýchlosť- nakoniec viac ako 160 km / h. Najúspešnejšie autá sa teda po naštartovaní dali do pohybu asi za pol minúty až minútu.

Parný stroj využíva vonkajšie spaľovanie na rozdiel od spaľovacích motorov. Vozidlá s benzínovým pohonom sú efektívnejšie s účinnosťou okolo 25 – 28 %. Ale to je všetko v teórii, praktické príklady parných strojov z hľadiska účinnosti sú len okolo 5-8% v porovnaní s klasickými spaľovacími motormi.

Ľudská svalová sila

Ach áno, toto je najefektívnejšie a nie jednoducho životaschopné alternatívne palivo! Vo veľmi malom počte vozidiel, ktorých dopyt rýchlo klesá, sa však ľudská sila využíva na zlepšenie účinnosti batérií, ktoré sú hlavným zdrojom pohonu vozidiel. Dve takéto úžitkové autá, ktoré videli krátke „svetlo“, boli „Sinclair C5“ a „Twike“.

Morské riasy

Biopalivá pochádzajúce z rias sa označujú ako biopalivá tretej generácie – to je relatívne nový druh alternatívne palivo. V skutočnosti je princíp činnosti motora na riasy založený na hnilobe týchto rias, v dôsledku čoho sa uvoľňuje metán, ktorý sa používa ako hlavné palivo na pohon auta.

V Spojených štátoch amerických sa vypočítalo, že približne 200 hektárov rybníkov, na ktorých sa bude pestovať určitý druh rias, ktorý je najvhodnejší na pohon áut, by mohlo poskytnúť takéto palivo až 5 % všetkých áut v krajine. V Spojených štátoch sa však táto technológia nepresadila kvôli relatívne nižším nákladom na ropu a vysokým požiadavkám na rast takýchto rias (vysoké teploty a určité prostredia).

Alternatívne palivá: porovnanie

Druh paliva	klady	Mínusy	Príklady slávnych áut	Environmentálne hodnotenie	Náklady v porovnaní s benzínom alebo naftou
Vodík	Šetrnosť k životnému prostrediu	Vysoká teplota spaľovania	BMW vodík 7 Chevrolet Equinox	Vysoká	Vysoká
Elektrina	Šetrnosť k životnému prostrediu Malá veľkosť motora Bezhlučnosť Dostupnosť zdrojov energie (bežné zásuvky)	Veľká hmotnosť batérie Nízky dojazd na jednu batériu Dlhé nabíjanie batérie	Tesla Model S Tesla roadster Chevy Volt Toyota Prius	Vysoká	Nízka
bionafta	Jednoduchosť výroby bionafty Šetrnosť k životnému prostrediu Možnosť použitia v ICE Dobrý mazací výkon Vysoké cetánové číslo	Potreba dlhého zahrievania motora v zime Nízka trvanlivosť (3 mesiace) Rastúce ceny poľnohospodárskych produktov v prípade rozsiahlej spotreby bionafty	-	Vysoká	Stredne vysoká
etanol	Dobrá horľavosť	V zime prakticky nepoužiteľné Rastúce ceny poľnohospodárskych produktov v prípade rozsiahlej spotreby etanolu V krajinách, kde sa ropa nevyrába, je nerentabilné používať etanol	-	Stredná	Nízka
Skvapalnený zemný plyn	O niečo lepšia šetrnosť k životnému prostrediu ako ropné produkty	Ťažkosti pri preprave veľkých objemov	Nákladné autá	Stredná	Stredne nízka
LPG	Netoxicita Vysoké oktánové číslo Infraštruktúrne vybavenie pre čerpacie stanice		Akékoľvek autá po úprave montážou LPG	Stredná	Stredne nízka
Stlačený zemný plyn	Vysoká účinnosť Netoxicita hospodárstva	Nebezpečenstvo vysokotlakového valca v aute Najnižšia stlačiteľnosť za studena	Špeciálna edícia Honda Civic GX	Stredná	Stredne nízka
Stlačený vzduch	Lepšia hospodárnosť ako elektromobily	Nízka účinnosť	AirPod	Vysoká	Nízka
Kvapalný dusík	Šetrnosť k životnému prostrediu Kompletná výmena motora	Nebezpečenstvo vysokotlakového valca v aute Nedostatok infraštruktúry s aktívnym rozvojom	Automobil Volkswagen CoolN2	Vysoká	Podobný
Uhlie	-	-	-	Nízka	Stredne nízka
solárna energia	Takmer nulové náklady Šetrnosť k životnému prostrediu	Veľká potrebná plocha pre spotrebu energie batérie	Solárna výzva	Vysoká	Nízka
dimetyléter	Vysoké cetánové číslo Šetrnosť k životnému prostrediu	-	Experimentálne autá Volvo, Nissan a KAMAZ	Stredne vysoká	Podobný
Amoniak	Ekologický výfuk	Malá energetická účinnosť Vysoká toxicita	Goldsworthy Gurney Špeciálna edícia Chevrolet Impala	Stredná	Podobný
vodná para	Šetrnosť k životnému prostrediu	Dlhý proces riadenia auta Veľký obsadený objem Drahé použitie (vyžaduje horúcu vodu) Veľmi nízka účinnosť	Parník Stanley	Vysoká	Vysoká
Ľudská svalová sila	Šetrnosť k životnému prostrediu	Najnižšia účinnosť nezmyselnosť	Sinclair C5 Twike	Vysoká	Vysoká
Morské riasy	Šetrnosť k životnému prostrediu	Vyžaduje určité podmienky pestovania	-	Vysoká	Vysoká

Spotreba alternatívnych palív za rok 2011

Vyhliadky na alternatívne palivá sú také, že aj dnes svetové automobilky hovoria o uvedení približne 50 rôznych modelov poháňaných alternatívnymi palivami do roku 2010. V Európe sú v tejto oblasti aktívne najmä Mercedes-Benz, BMW, MAN. A to do roku 2020 podľa rezolúcie OSN, ktorá zamerala európske krajiny na prechod áut na alternatívne typy motorové palivo, očakáva sa zvýšenie počtu vozidiel na alternatívne palivá na 23 % z celého vozového parku, z toho 10 % (asi 23,5 milióna kusov) na zemný plyn.

Vozidlá na biopalivo

Biopalivá – Používanie biopalív, ako je etanol (etylalkohol) alebo nafta (bionafta), získané zo špeciálne pestovaných rastlín, sa vo všeobecnosti považuje za dôležitý krok k zníženiu emisií oxidu uhličitého (CO2) do atmosféry. Samozrejme, že pri spaľovaní biopalív sa oxid uhličitý dostáva do atmosféry presne tak, ako pri spaľovaní fosílnych palív (ropa, uhlie, plyn). Rozdiel je v tom, že k tvorbe rastlinnej hmoty, z ktorej sa biopalivo získavalo, došlo v dôsledku fotosyntézy, teda procesu spojeného so spotrebou CO2. V súlade s tým sa používanie biopalív považuje za „uhlíkovo neutrálnu technológiu“: najprv sa atmosférický uhlík (vo forme CO2) viaže na rastliny a potom sa uvoľňuje pri spaľovaní látok získaných z týchto rastlín. Rýchlo sa rozširujúca produkcia biopalív na mnohých miestach (predovšetkým v trópoch) však vedie k ničeniu prírodných ekosystémov a strate biologickej diverzity.

Motory na biopalivá využívajú energiu slnečného žiarenia, ktorú ukladajú rastliny. Energia fosílnych palív je viazaná energia slnečného žiarenia a oxid uhličitý uvoľnený pri spaľovaní fosílnych palív bol kedysi odstránený z atmosféry rastlinami a sinicami. Biopalivá sa nelíšia od bežných fosílnych palív. Je tu ale rozdiel a ten je daný časovým oneskorením medzi naviazaním CO2 pri fotosyntéze a jeho uvoľnením pri spaľovaní uhlíkatých látok. Okrem toho, ak sa viazanie oxidu uhličitého vyskytlo veľmi dlho, k uvoľneniu dochádza veľmi rýchlo. V prípade využívania biopalív je časový posun dosť malý: mesiace, roky, pri drevinách - desaťročia.

So všetkými výhodami využívania biopalív je rýchly nárast jeho produkcie spojený s vážnymi nebezpečenstvami pre ochranu voľne žijúcich živočíchov, najmä v trópoch. Najnovšie vydanie časopisu Conservation Biology obsahuje prehľadný článok o škodlivých účinkoch používania biopalív. Jej autorky (Martha A. Groom), pracujúce v rámci Interdisciplinárneho programu vedy a umenia na Washingtonskej univerzite v Bothell (USA), a jej kolegyne Elizabeth Gray a Patricia Townsend, po analýze veľkého množstva literatúry ponúkli množstvo odporúčaní, ako skombinovať výrobu biopalív s minimalizáciou negatívnych dopadov na životné prostredie, so zachovaním biodiverzity okolitých prírodných ekosystémov.

Podľa Grooma a jej kolegov si preto prax používania kukurice ako suroviny na výrobu etanolu, prijatá v mnohých krajinách a predovšetkým v USA, sotva zaslúži schválenie. Samotné pestovanie kukurice si vyžaduje veľa vody, hnojív a pesticídov. V dôsledku toho, ak vezmeme do úvahy všetky náklady na pestovanie kukurice a výrobu etanolu z nej, ukáže sa, že celkovo množstvo CO2 uvoľneného pri výrobe a používaní takýchto biopalív je takmer rovnaké ako pri použití tradičných fosílnych palív. . Pre kukuričný etanol je koeficient odhadujúci emisie skleníkových plynov na daný energetický výnos 81-85. Pre porovnanie, zodpovedajúce číslo pre benzín (z fosílnych palív) je 94 a pre konvenčnú naftu - 83. Pri použití cukrovej trstiny je už výsledok výrazne lepší - 4-12 kg CO2 / MJ.

Skutočný pozitívny skok je pozorovaný pri prechode na používanie viacročné bylinky, napríklad jeden z druhov divého prosa - takzvané tyčovité proso, bežná rastlina vysokých trávových prérií Severnej Ameriky. Vzhľadom na to, že značnú časť fixovaného uhlíka si vytrvalé trávy ukladajú vo svojich podzemných orgánoch, ako aj akumulujú v organickej hmote pôdy, územia obsadené týmito vysokými trávami fungujú ako miesta na atmosférickú fixáciu CO2. Ukazovateľ emisií skleníkových plynov pri výrobe biopaliva z prosa je charakterizovaný zápornou hodnotou:

24 kg CO2/MJ (to znamená, že CO2 sa v atmosfére zníži).

Viacdruhový vegetačný kryt prérií ešte lepšie zadržiava uhlík. Ukazovateľ emisií skleníkových plynov je v tomto prípade tiež negatívny:

88 kg CO2/MJ. Je pravda, že produktivita takýchto trvalých tráv je pomerne nízka. Preto množstvo paliva, ktoré je možné získať z prírodnej prérie, je len asi 940 l / ha. Pre proso táto hodnota už dosahuje 2750-5000, pre kukuricu - 1135-1900 a pre cukrovú trstinu - 5300-6500 l/ha.

Je zrejmé, že nahradením fosílnych palív a tým znížením rastu CO2 v atmosfére môžu biopalivá skutočne ohroziť mnohé prírodné ekosystémy, predovšetkým tropické. Pointa samozrejme nie je v samotnom biopalive, ale v nerozumnej politike jeho výroby. Pri ničení druhovo bohatých prírodných ekosystémov a ich nahrádzaní výrazne zjednodušenými ekosystémami poľnohospodárskej pôdy. Veľké očakávania vývojári zverili využitie masy mikroskopických planktónových rias, ktoré možno pestovať v špeciálnych bioreaktoroch, ako suroviny pre biopalivá. V tomto prípade je výnos úžitkových produktov na jednotku plochy oveľa vyšší ako v prípade suchozemskej vegetácie.

V každom prípade je potrebné posúdiť riziko, ktoré vzniká pre prírodné ekosystémy pri pestovaní rastlín používaných ako suroviny pre biopalivá.

prepis

1 Zborník MAI. Vydanie 87 MDT Použitie alternatívnych palív v leteckých motoroch s plynovou turbínou Siluyanova M.V.*, Chelebyan O.G.** Moskovský letecký inštitút (National Research University), MAI, Volokolamsk highway, 4, Moskva, A-80, GSP-3, Rusko *e -mail: **e-mail: Anotácia Tento príspevok prezentuje výsledky experimentálnej štúdie vplyvu fyzikálnych vlastností kvapaliny na parametre vzduchovo-palivového rozprašovacieho prúdu za predným zariadením spaľovacej komory pneumatického plynu turbínové motory. Na stanovenie charakteristík rozstreku a štúdium procesu drvenia a miešania alternatívnych palív s vysokou viskozitou bolo vyvinuté modelové biopalivo na báze petroleja akosti TS-1. Výsledkom vykonaných prác bolo získaných množstvo závislostí charakteristík stredného priemeru, rýchlosti a koncentrácie kvapiek paliva v prúde za horákom pre petrolej a modelové biopalivo. Zhrnutím získaných údajov sa zistilo, že pri použití viskóznych palív je potrebné aplikovať metódu pneumatického striekania na zabezpečenie stanovených prevádzkových parametrov spaľovacej komory motorov s plynovou turbínou.

2 Kľúčové slová: predné zariadenie, atomizácia, biopalivo, pneumatický, atomizačný horák, tryska, vírič, spaľovacia komora. Sprísnenie environmentálnych požiadaviek ICAO (Medzinárodná organizácia civilného letectva) na škodlivé emisie z leteckých motorov núti vedúce veľmoci hľadať alternatívne zdroje energie, najmä rozširovať sortiment biopalív. Alternatívne palivá majú fyzikálne vlastnosti trochu odlišné od bežného leteckého petroleja. Veľmi sľubné je využívanie obnoviteľných biopalív získaných z rastlín alebo mastných kyselín. V súčasnosti sa letecká doprava podieľa asi 2 % na antropogénnych emisiách CO 2. Pri používaní biopalív sa vo všeobecnosti znižujú emisie dymu, častíc uhlíka, oxidu uhoľnatého, síry a oxidu uhličitého. Takže používanie biokerozínu získaného zo spracovaných olejov zo semien jatrophy v letectve namiesto tradičného petroleja zníži uhlíkovú stopu takmer o 80 %. Zahraničné spoločnosti v posledných rokoch sa uskutočnili štúdie o možnosti použitia alternatívnych palív bez zmeny konštrukcie motorov s plynovou turbínou. Prvý let lietadla na biopalivo uskutočnila v roku 2008 britská letecká spoločnosť Virgin Atlantic Airways Ltd, ktorá toto lietadlo vlastní. Boeing a jeho

3 medzinárodní partneri už pracujú na presune biopalív z testovania do výroby. Boeing Freighters a 787 uskutočnili prvé transatlantické demonštračné lety cez Pacifik s použitím biopalív v rokoch 2011 a 2012. V máji 2014 začala holandská letecká spoločnosť KLM prevádzkovať týždennú prevádzku. medzinárodné lety na lietadle Airbus A medzi letiskami kráľovnej Beatrix v Oranjestade a letiskom Schiphol v Amsterdame s použitím recyklovaného rastlinného oleja ako leteckého paliva. Rusko zatiaľ nemá priemyselnú výrobu biopalív. Tento smer má však vzhľadom na prítomnosť veľkých osiatych plôch a vodných plôch u nás veľkú budúcnosť. 1. Vyhlásenie problému. V práci bol študovaný vplyv parametrov horľavých kvapalín na charakteristiky rozstreku za predným zariadením spaľovacej komory motora s plynovou turbínou pneumatického typu. Účelom experimentu bolo zistiť disperzné charakteristiky aerosólu, rýchlostné polia a distribúciu častíc v prúde pri pneumatickom rozprašovaní štandardných (petrolej TS-1) a viskóznych (biopalivá) palív. Väčšina pohonných látok používaných v leteckých motoroch je normálne kvapalná, a preto sa musia pred zavedením do spaľovacej zóny rozprášiť. V modernom elektrárne

4 používa rôzne tryskové zariadenia, ktoré sa líšia nielen dizajnom, ale aj princípmi, na ktorých je založený systém rozprašovania paliva. Typ atomizácie sa najjednoduchšie delí podľa hlavnej energie vynaloženej na atomizáciu kvapaliny, t.j. na klasifikáciu použite takzvaný energetický prístup. Zapálenie paliva, stabilita a účinnosť spaľovania, úrovne emisií škodlivých látok úzko súvisia s procesmi drvenia kvapalného paliva a jeho miešania so vzduchom v rozprašovacom systéme. Ako alternatívny typ paliva bola zvolená zmes leteckého petroleja TS-1 (40 %), etanolu (40 %) a ricínového oleja (20 %). Zvolené pomery modelového biopaliva poskytujú homogénne a dobre premiešané zloženie bez stratifikácie a zrážok. Pre výslednú zmes boli stanovené fyzikálne vlastnosti, ktoré vo väčšine prípadov ovplyvňujú proces rozprašovania a drvenia kvapiek. Kinematická viskozita kvapaliny F bola meraná viskozimetrom VPZh-1 s priemerom kapiláry 1,52 mm. Koeficient povrchového napätia F bol vypočítaný z nameraných hodnôt hustoty a teploty. V tabuľke 1 sú uvedené fyzikálne vlastnosti pri teplote 20 C leteckého petroleja TS-1 a rôznych biopalív vrátane tých, ktoré sa používajú v tejto práci.

5 Uvažovaný typ kvapaliny Hustota, kg/m 3 Kinematická viskozita 10 6, m 2 /s Petrolej TS,3 24,3 Model 860 6,9 28 2 Tabuľka 1. Koeficient povrchového napätia 10 3, N/m Tabuľka ukazuje, že hl. rozdiel vo vlastnostiach takého ukazovateľa, akým je viskozita, ktorej hodnota pre modelové biopalivá je viac ako 5-krát vyššia ako viskozita petroleja, a ostatné parametre sa líšia len o 10 15 %. Pri pneumatickej atomizácii kvapalín sú určujúcimi faktormi vonkajšie aerodynamické sily a vnútorné mechanizmy ovplyvňujúce počiatočný tvar prúdu. Hodnota kinematickej viskozity určuje hrúbku vytvoreného filmu na výstupe z palivovej dýzy a povrchové napätie určuje veľkosť častíc v prúde pri drvení vysokorýchlostným tlakom vzduchu. Na testovanie bol použitý modul prednej spaľovacej komory s pneumatickým rozprašovaním paliva. Toto predné zariadenie pozostáva z centrálneho tangenciálneho víriaceho zariadenia, v ktorom sa vírivý prúd vzduchu pohybuje pozdĺž axiálneho vzduchovo-palivového kanála a mieša sa s prúdmi paliva, periférnym lopatkovým vírníkom a vonkajším tangenciálnym vírnikom. Prívod paliva je navrhnutý tak, aby

6 distribuuje palivo v pomere 1/3 medzi obvodový a centrálny kanál. Externý tangenciálny vírič zabezpečuje dodatočné miešanie zmesi vzduch-palivo čiastočne pripravenej v axiálnom a obvodovom kanáli. Použitie centrálneho tangenciálneho vírenia umožňuje zvýšiť stupeň vírenia prúdenia a zorganizovať stabilnú zónu spätných prúdov na osi zariadenia. Stredný lopatkový vír s veľkým uhlom vírenia prúdenia zabezpečuje rozprášenie hlavného paliva na jemný aerosól. Vonkajší tangenciálny vírič eliminuje možnosť vyvrhnutia veľkých kvapiek na výstupe vzduchovej dýzy a za vonkajšiu hranicu prúdu vzduchu a paliva. Distribuované vstrekovanie paliva cez centrálny a stredný vzduchový kanál umožňuje získať aerosól s rovnomernejším rozložením koncentrácie paliva v priereze plameňa vzduch-palivo za výstupom z dýzy. Vyvinuté predné zariadenie má skladací dizajn, ktorý umožňuje použitie odlišné typy vzduchové dýzy a tangenciálne víriče, v závislosti od požiadaviek, vrátane rozprašovania viskózneho oleja a biopalív. 2. Experimentálna technika. Experimentálne štúdie boli vykonané na stojane pre laserovú diagnostiku charakteristík vzduchovo-palivových horákov, znázornenom na obrázku 1. Stojan na laserovú diagnostiku umožňuje získať charakteristiky

7 (polia jemnosti striekania, polia koncentrácií a ich pulzácií, uhly plameňa atď.) vzduchovo-palivových horákov vytvorených dýzami a čelnými zariadeniami. Okrem toho je na stojane možná vizualizácia toku v priehľadných modeloch s kremennými sklami. Stojan využíva uzavretý systém využitia paliva, v ktorom sa rozprášené palivo usadzuje na odlučovači kvapiek, zhromažďuje sa v palivovej nádrži, filtruje a privádza späť do valca. Ryža. 1. Schéma laserového diagnostického stojana. Stojan je vybavený zariadením na meranie prietokov, tlakov a teplôt paliva a vzduchu. Spotreba G T a hustota paliva sa meria prietokomerom KROHNE, spotreba vzduchu GB - prietokomerom PROMASS. Meranie tlaku je realizované snímačmi ADZ. Digitálna fotografia je realizovaná trojmaticovou farebnou videokamerou Canon XL-H1. Optická časť stojana je vybavená zariadením pre laserové merania

8 kvalita atomizácie a rýchlosť kvapiek rozptylom svetla kvapiek. V tejto práci sa uskutočnili fyzikálne štúdie pomocou metódy fázovej Dopplerovej anemometrie (PDPA). 3. Výsledky experimentálnej štúdie. Testy začali odhodlaním prietokové charakteristiky predné zariadenie cez palivový kanál pre petrolej a biopalivá, ako aj cez kanály prívodu vzduchu do modulu. Obrázky 2 a 3 znázorňujú grafy prietokových charakteristík, kde PT a PB znamenajú tlakový rozdiel medzi palivom a vzduchom. Ryža. 2. Graf prietokových charakteristík pre palivový kanál.

9 Obr. 3. Graf charakteristiky prúdenia vzduchu cez modul. Na určenie charakteristík atomizácie boli skúmané tri hlavné režimy simulujúce činnosť spaľovacej komory pri štartovaní, voľnobehu a cestovnej rýchlosti. Testy sa uskutočnili v podmienkach otvoreného priestoru s barometrickým tlakom P=748 mm Hg. čl. a pri teplote okolia 20 C. Meranie parametrov striekania sa uskutočnilo v priereze vzduchovo-palivového prúdu vo vzdialenosti 30 mm od výstupu vzduchovej dýzy k rovine laserovo-optického noža pomocou interval 5 mm. Experimenty boli uskutočnené s nasledujúcimi prevádzkovými parametrami predného modulu: Pri napájaní petroleja TS-1: 1. Pv=3,0 kPa; Gv = 8,9 g/s; GT = 1,0 g/s; Pt = 5,6 kPa; 2. Pv = 3,0 kPa; Gv = 8,9 g/s; GT = 3,0 g/s; Pt = 23,6 kPa; 3. Pv = 20,0 kPa; Gw = 22,5 g/s; GT = 0,25 g/s; Pt = 9,7 kPa;

10 Pri dodávke modelového biopaliva: 1. Pb=3,0 kPa; Gv = 8,9 g/s; GT = 1,0 g/s; Pt = 7,9 kPa; 2. Pv = 3,0 kPa; Gv = 8,9 g/s; GT = 3,0 g/s; Pt = 7,9 kPa; 3. Pv = 20,0 kPa; Gw = 22,3 g/s; GT = 0,25 g/s; Pt = 9,7 kPa; Ilustrované fotografie rozprašovacích horákov podľa prevádzkových režimov predného zariadenia pre každý typ paliva sú na obrázkoch 4 a 5. Pv = 3,0 kPa; Gt = 1 g/s Pv = 3,0 kPa; GT = 3 g/s

11 Pv = 20,0 kPa; GT = 0,25 g/s Obr. 4. Fotografie rozprašovacích prúdov podľa režimov pre petrolej TS-1. Pv = 3,0 kPa; Gt = 1 g/s Pv = 3,0 kPa; GT = 3 g/s

12 Pv = 20,0 kPa; GT = 0,25 g/s Obr. 5. Fotografie rozprašovacích prúdov podľa režimov pre biopalivá. Z prezentovaných fotografií možno povedať, že vizuálne je kvalita atomizácie petroleja oveľa lepšia ako u biopalív. Hranice horáka sú jasné, bez prítomnosti veľkých kvapiek na obvode a so stabilným rádovým uhlom otvorenia.Rozloženie kvapiek v prúde je celkom rovnomerné, bez výskytu obohatených zón. Pri podávaní viskóznejšieho biopaliva všeobecná forma výsledného aerosólu, znázorneného na fotografiách, je menej kvalitný v prítomnosti veľkých častíc na hraniciach rozprašovacieho prúdu. Po obvodovej hranici plameňa letí viac veľkých kvapiek ako pri petroleji. Dôvodom je proces drvenia v zmiešavacej komore vírivky, ktorá si nevie poradiť s veľkým objemom kvapaliny so zlepšenými fyzikálnymi vlastnosťami. Nerozdrvené častice vo vírivom prúde vzduchu sa oddeľujú k okraju vzduchovej dýzy, kde sa získa určitá koncentrácia, a rozpadajú sa až k hranici rozprašovacieho prúdu. Takéto kvapky sú však rozdrvené

13 je už vo vzdialenosti jedného kalibru od víriacej trysky. Je to spôsobené skutočnosťou, že prúd kvapaliny na výstupe z palivovej dýzy vytvára film, ktorý sa pohybuje pozdĺž valcovej časti a začína sa drviť vírivým vysokorýchlostným tlakom vzduchu a kvapká, ktoré sa nestihli rozbiť. sú oddelené a usadzujú sa na veľkých polomeroch nástrekových plôch. Charakteristickou vlastnosťou pre prítomnosť takýchto kvapiek je zväčšená hrúbka vytvoreného palivového filmu, ktorá pre viskózne biopalivo presahuje viac ako 5-krát v porovnaní so štandardným petrolejom. Preto sa na hraniciach horáka objavujú veľké častice, ktoré sú zreteľne pozorované so zvýšením spotreby paliva cez zariadenie. A s nárastom poklesu tlaku na prednej časti sa veľké kvapky stihnú rozdrviť vo väčšom objeme vzduchu. 4. Analýza získaných výsledkov. Uvažujme namerané distribučné krivky prietokových charakteristík za predným modulom pre každý typ paliva. Všetky charakteristiky spreja boli získané za rovnakých prevádzkových podmienok predného modulu. Hlavná pozornosť bola venovaná vplyvu viskozity kvapaliny a koeficientu povrchového napätia na proces atomizácie, drvenia a miešania so vzduchom. Taktiež pri zvolenom spôsobe úplného pneumatického rozprášenia kvapaliny je charakteristickou podmienkou účinnosti tvorby zmesi parameter pomeru spotreby vzduchu k palivu AAFR, ktorý by mal byť spravidla minimálne 5.

14 Pri použití viskóznejších palív platí, že čím je hodnota tohto parametra väčšia, tým je proces rozprašovania efektívnejší a dochádza k homogenizácii procesu miešania paliva so vzduchom. Túto metódu pneumatickej atomizácie aktívne študujú a vo svetovej praxi využívajú popredné korporácie leteckých motorov pri vývoji nových predných častí nízkoemisných spaľovacích komôr. Obrázky 6 a 7 znázorňujú graf distribúcie charakteristík oblaku spreja, keď je dodávaný letecký petrolej TS-1 (priemerná hodnota za súbor v pevnom bode v priestore).

15 D10 (µm) D32 (µm) Z (mm) Z (mm) dpair=3 kpa, GT=1 g/s dpair=3 kpa, Gt=3 g/s dpair=20 kpa, Gt=0,25 g/s Obr. Obr. 6. Grafy distribúcie priemerného (D 10) a priemerného Sauterovho (D 32) priemeru kvapiek v priereze pozdĺž priemeru rozprašovacieho kužeľa pre petrolej TS-1.

16 U (m/s) Cv*pow(10,5) 10 Z (mm) Z (mm) dpár=3 kpa, GT=1 g/s dpár=3 kpa, GT=3 g/sdpár.=20 kPa, Gt = 0,25 g/s Obr. 7. Grafy rozloženia axiálnej rýchlosti (U) a polí objemovej koncentrácie tokov častíc v priereze pozdĺž priemeru rozprašovacieho kužeľa na petrolej TS-1.

17 Získané distribúcie aerosólovej disperzie ukazujú, že hlavný rozdiel so zmenou prietokov sa prejavuje v krajných bodoch horáka. Vo všeobecnosti má vzor striekania jednotnú a dobre zmiešanú štruktúru. Kvapky sú rovnomerne rozložené v prúde a priemerné hodnoty Sauterových priemerov D 32 pre režimy v rovine merania sú: 1 44,9 µm, 2 48,7 µm, 3 22,9 µm. Na osi zariadenia sa vytvára stabilná zóna spätných prúdov v rozsahu od 2,5 do 8,0 m/s pri poklese tlaku 3 kPa a maximálna hodnota negatívnej rýchlosti dosahuje 12 m/s v režime pri Pv = 20 kPa a šírka je 20 mm. Úroveň parametrov takéhoto aerosólu umožní spaľovať palivo v spaľovacej komore motora s plynovou turbínou s vysokou účinnosťou spaľovania a zabezpečí nízku úroveň škodlivých emisií. Uvažujme teraz o charakteristikách aerosólu, keď sa za podobných podmienok experimentu dodáva viskóznejšia kvapalina. Grafy rozloženia podľa disperzie, rýchlosti a koncentrácie častíc v prúde za horákom sú znázornené na obrázkoch 8 a 9.

18 D10 (µm) D32 (µm) 100 Z (mm) Z (mm) dpár = 3 kpa, GT=1 g/s dpár=3 kpa, GT=3 g/s dpár=20 kpa, GT= 0,25 g/ s Obr. 8. Grafy distribúcie priemerného (D 10) a priemerného Sauterovho (D 32) priemeru kvapiek v priereze pozdĺž priemeru rozprašovacieho kužeľa pre modelové biopalivo.

19 U (m/s) Cv*pow(10,5) 10 Z (mm) Z (mm) dpár = 3 kpa, GT=1 g/s dpár=3 kpa, Gt=3 g/s dpár. =20 kpa, Gt = 0,25 g/s Obr. 9. Grafy rozloženia axiálnej rýchlosti (U) a poľa objemovej koncentrácie tokov častíc v priereze pozdĺž priemeru rozprašovacieho kužeľa pre modelové biopalivo.

20 Po vykonaní porovnávacej analýzy prezentovaných grafov charakteristík prúdenia za predným modulom vidíme, že pri použití alternatívneho paliva pre vybrané zariadenie s pneumatickou metódou rozprašovania sa štruktúra aerosólu prakticky nezmenila. Čo sa týka rozptylu, výsledný aerosól nie je horší ako petrolej a na niektorých miestach dokonca lepší. Rozdiely sú pozorované v hustote distribúcie kvapiek na periférii oblaku, kde sa koncentruje väčšina veľkých častíc. V centrálnej zóne sa zasialo viac častíc malej veľkosti ako v prípade TS-1. Nameraná priemerná veľkosť kvapiek D 32 na priereze horáka pre biopalivo podľa režimov je: 1 32 µm, 2 50 µm, 3 20 µm. Získaná úroveň disperznej charakteristiky aerosólu D 32 spriemerovaná na meracej rovine pre modelové biopalivo je o 30 % vyššia ako D 32 pre TS-1 v štartovacom režime predného modulu. V ďalších dvoch režimoch s veľké hodnoty AAFR, aerosólová disperzia zostáva prakticky nezmenená. Pretože vlastnosti testovanej kvapaliny sa líšia hlavne vo viskozite, zmenilo sa pole distribúcie rýchlosti častíc v prúde v zóne spätných prúdov. Maximálna záporná rýchlosť bola zachovaná iba v dvoch režimoch a znížila sa na 5 m/s a šírka separačnej zóny je od 6 mm do 9 mm. Pri vysokých rýchlostiach dodávky paliva (režim 2) záporná rýchlosť zmizne a zmení sa na pozitívnu a dosahuje 4 m/s. Je to spôsobené spomalením prúdu vzduchu, veľkými kvapkami v ňom, ktoré sú hmotnejšie ako kvapky petroleja. V zóne

21 spätných prúdov sa sústreďuje najmä na najmenšie častice, ktoré sú v neustálom pohybe vo vnútri cyklónu. Energia víriaceho vzduchu vynaložená na drvenie kvapiek kvapaliny na drvenie kvapiek kvapaliny začína byť nedostatočná na generovanie zápornej rýchlosti častíc v zóne spätných prúdov, preto dochádza k poklesu tejto zložky pre biopalivo. Zároveň sa nezmenili maximálne hodnoty rýchlosti a pohybujú sa v rozmedzí od 10 m/s do 23 m/s. Kvapky sa v prúde rozdeľujú rovnomerne čo do veľkosti a priemeru rozprašovacieho prúdu. 5. Záver. Ako výsledok experimentálnych štúdií o vplyve parametrov kvapaliny na proces rozprašovania a miešania paliva so vzduchom v pneumatickom prednom zariadení možno vyvodiť nasledujúce závery. 1. Pri pneumatickom spôsobe rozprašovania kvapalín s rôznymi vlastnosťami má viskozita malý vplyv na rozptyl kvapiek v prúde. Hlavným parametrom, ktorý ovplyvňuje proces drvenia a veľkosť kvapiek, je koeficient povrchového napätia. 2. Pri atomizácii alternatívnych palív sa vysoká viskozita prejaví najmä na poli axiálnej rýchlosti v zóne spätných prúdov, ale celkový charakter prúdenia nie je narušený. Špičkové hodnoty

Rýchlosť sa nemení, stabilizačná zóna sa však zúži na polovicu a maximálna zložka zápornej rýchlosti častíc v prúde sa zachová len pri nízkych prietokoch kvapaliny. 3. Pneumatické rozprašovanie kvapalín poskytuje požadovanú úroveň prietokových charakteristík vzduch-palivo a je možné ho použiť pre použitie ako ropných, tak aj alternatívnych palív pri príprave homogénnej zmesi a efektívnom spaľovaní v spaľovacej komore moderných a pokrokových motorov s plynovou turbínou. . Vykonané experimenty umožnili študovať vplyv fyzikálnych vlastností kvapalných palív na charakteristiky aerosólu pri pneumatickej metóde rozprašovania kvapaliny. Literatúra 1. Ochrana životného prostredia. Príloha 16 k Dohovoru o medzinárodnom civilnom letectve. Emisie leteckých motorov, URL: y.pdf 2. Vasiliev A.Yu., Chelebyan O.G., Medvedev R.S. Vlastnosti použitia zmesi biopalív v spaľovacích komorách moderných motorov s plynovou turbínou // Vestnik SSAU (41). S Liu, K., Wood, J. P., Buchanan, E. R., Martin, P. a Sanderson, V., Bionafta ako alternatívne palivo v spaľovacích motoroch Siemens DLE: Atmosférické a

23 HighPressure Rig Testing, ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 132, č. 1, Damskaya I.A., Raznoschikov V.V. Metóda určovania nového zloženia alternatívnych palív // Bulletin Moskovského leteckého inštitútu T C Lefebvre A.H., Ballal D.R. Gas Turbine Combustion: Alternative Fuels and Emissions, 3rd ed., CRC Press, Siluyanova M.V., Popova T.V. Štúdia výmenníka tepla pre motory s plynovou turbínou komplexného cyklu // Proceedings of the MAI, 2015, issue 80, URL: 7. Siluyanova M.V., Popova T.V. Vývoj metodiky navrhovania a výpočtu výmenníka tepla pre motory s plynovou turbínou komplexného cyklu // Proceedings of the MAI, 2016, issue 85, URL: 8. Dityakin Yu.F., Klyachko L.A., Novikov B.V., Yagodkin V.I. Rozprašovanie tekutín. - M.: Mashinostroenie, s. 9. Zákony horenia / Ed. vyd. Yu.V. Poležajev. - M.: Energomash, s. 10. Lefebvre A. Procesy v spaľovacích komorách motora s plynovou turbínou. - M.; Mier, p. 11. Anna Maiorova, Aleksandr Vasiľ "ev a Oganes Chelebyan, "Biopalivá - stav a perspektíva", knižná úprava Krzysztof Biernat, ISBN , Uverejnené: 30. septembra 2015, kap. 16, s.

MDT 621.452.3.034 POROVNANIE CHARAKTERISTICKÝCH VLASTNOSTÍ RÔZNYCH TYPOV VSTREKOVAČOV PRACUJÚCICH S POUŽITÍM PRIETOKU VZDUCHU 2007 A. Yu. Vasiliev Central Institute of Aviation Motors, Moskva

MDT 61.45.034.3 NÁVRH A EXPERIMENTÁLNA ŠTÚDIA MODULOV INJEKTOROV 006 A.Yu. Vasiliev, A.I. Mayorová, A.A. Sviridenkov, V.I. Ústredný inštitút leteckých motorov Yagodkin.

UDC 621.45.022.2 POROVNÁVACIA ANALÝZA DISTRIBÚCIÍ PALIVA V MODULOCH VSTREKOVACÍCH STROJOV S TROJPOSTUPNÝM VÍRIČOM 2007 VV Treťjakov Centrálny inštitút leteckých motorov. P. I. Baranova, Moskva

MDT 536.46 KONTROLA CHARAKTERISTICKÝCH VLASTNOSTÍ SPAĽOVANIA VZDUCHU HLINÍKA V PRÚDENÍ VZDUCHU 2007 AG Egorov, AN Popov Togliatti State University Výsledky experimentálnych

Inžinierske vedy MDT 536,46 RIADENIE CHARAKTERISTICKÝCH VLASTNOSTÍ SPAĽOVANIA VZDUCHU HLINÍKA V RODIČNOM PRÚDE VZDUCHU 007 A. G. Egorov, A. N. Popov Štátna univerzita v Togliatti

Bulletin Štátnej leteckej univerzity v Samare 3 (41) 213, časť 2

Elektronický denník"Zborník MAI". Vydanie 38 www.mai.ru/science/trudy/ MDT: 621.45 Experimentálne štúdie iniciácie detonácie a režimov činnosti komorového modelu pulzujúceho detonačného motora

Spôsob spoločnej dodávky rastlinných olejov a motorovej nafty Doktor technických vied prof. Shatrov M.G., Ph.D. Malchuk V.I., Ph.D. Dunin A.Yu., Ezzhev A.A. Moskovský automobilový a cestný štátny technický

Elektronický časopis "Proceedings of MAI". Vydanie 65 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.7.036.22.001 (024) Použitie softvérového balíka ANSYS na vytvorenie experimentálneho nastavenia schopného

10LK_PAKHT_TECHNOLOGIES_P.1_ DISPERZIA PLYNOV A KVAPALIN2_KALISHUK 10.2 Disperzia kvapalín Existujú dva spôsoby disperzie kvapalín: kvapkanie a prúdenie. Uskutoční sa kvapkacia disperzia

Zborník MAI. Vydanie 88 UDC 536.8 www.mai.ru/science/trudy/ Vplyv geometrických charakteristík vírnika na vírivú štruktúru prúdenia v pulznej spaľovacej komore Isaev A.I.*, Mairovich Yu.I.**, Safarbakov

UDC 536,24 ADIABATICKÉ MIEŠANIE V VÍRIVEJ STENEJ TRYSKE Shishkin N.Ye. Kutateladze Institute of Thermal Physics SB RAS, Novosibirsk, Rusko ABSTRAKT Rozloženie teploty a koncentrácie

UDC 621.436 EXPERIMENTÁLNE ŠTÚDIE STRIEKANIE BIOPALIVA POD RÔZNYM VSTREKOVACÍM TLAKOM POMOCOU PROSTRIEDKOV OPTICKEJ KONTROLY KVALITY STRIEKANIE А.V. Eskov, A.V. Maecki sú citované

MDT 621.452 VYŠETROVANIE TEPLOTNÉHO POLE NA VÝSTUPE ZO SPAĽOVACÍCH KOMOR S PRÚDOVÝM SÚSTRUŽENÍM V ZBERAČI PLYNU 2006 G. P. Grebenyuk 1, S. Yu. Kuznetsov 2, V. F. Kharitonov 2

MDT 533.6.011.5 INTERAKCIA PROTIPRÚDU S PLOCHOU ZOSTUPOVACIEHO KOZMICKÉHO VOZIDLA V.N. Kryukov 1, Yu.A. Kuzma-Kichta 2, V.P. Solntsev 1 1 Moskovský letecký inštitút (Štátny technický

Prednáška 5. 2.2 Spaľovanie plynných a kvapalných palív Spaľovanie plynov prebieha v spaľovacej komore, kde je horľavá zmes privádzaná cez horáky. V priestore pece v dôsledku zložitých fyzikálno-chemických

Patrí do cyklu špeciálnych disciplín a študuje základy teórie spaľovania, organizáciu pracovného procesu v spaľovacích komorách motorov s plynovou turbínou, charakteristiku spaľovacej komory, metódy účtovania a znižovania emisií škodlivých látok , kalkulácia

MDT 621.45.022.2 VÝPOČTOVÉ VYŠETROVANIE DISTRIBÚCIE PALIVA V MODULE VSTREKOVANIA SPAĽOVACÍCH KOMOR 2006 Ústredný inštitút leteckých motorov VV Treťjakova, Moskva Prezentované výsledky

Použitie softvérového balíka FlowVision na jemné doladenie konštrukcie spaľovacej komory s nízkou toxicitou. Bulysova L.A., Junior Researcher All-Russian Thermal Engineering Institute, Moskva Vo vývoji sľubných plynových turbín

Bulletin Štátnej leteckej univerzity v Samare (41) 1 g.

MDT 621.43.056 G.F. ROMANOVSKÝ, doktor inžinierstva Sciences, S.I. SERBIN, Dr. Sci. Sciences, V.G. VANTŠOVSKÝ, V.V. Národná univerzita stavby lodí VIlkul pomenovaná po admirálovi Makarovovi, výskumný a výrobný komplex

UDC 697.932.6 Tryska založená na "RU-efekte" Ph.D. Rubtsov A.K., Gurko N.A., Parakhina E.G. Univerzita ITMO 191002, Rusko, Petrohrad, st. Lomonosova, 9 Početné experimentálne štúdie

2014 VEDECKÝ BULLETIN MSTU GA 205 MDT 621.452.3 AKTUÁLNY STAV PROBLÉMU A SPÔSOBY ZLEPŠENIA CHARAKTERISTIKY PRACOVNÉHO PROCESU SPAĽOVACÍCH KOMOROV MALÝCH PLYNOVÝCH TURBÍNOVÝCH MOTOROV A.M. LANSKÝ, S.V. LUKACHEV,

KOMPLEX NA KONTROLU DISPERZNÉHO ZLOŽENIA KVAPOK ROZPRŠOVANÉHO PALIVA PRÚD V.V. Evstigneev, A.V. Eskov, A.V. Klochkov Rýchly rozvoj techniky v súčasnosti vedie k značnej štrukturálnej komplikácii

Federálny cieľový program "Výskum a vývoj v prioritných oblastiach rozvoja vedecko-technického komplexu Ruska na roky 2014-2020" Dohoda 14.577.21.0087 zo dňa 05.06.2014 na obdobie

MDT 658,7; 518 874 A. P. Polyakov, doktor technických vied, prof.; B. S. Mariyanko VYŠETROVANIE VPLYVU ZLEPŠENIA ENERGETICKÉHO SYSTÉMU APLIKÁCIOU ZARIADENIA NA PRÍVOD PLYNU NA UKAZOVATELE PLYNU-NAFTY

ZBIERKA VEDECKÝCH PRÁC NSTU. 2006.1(43). č. LUKAŠOV, A.V. MOSTOVOY Bola vykonaná experimentálna štúdia možnosti spaľovania

Elektronický časopis "Proceedings of MAI". Vydanie 67 www.mai.ru/science/trudy/

MDT 621.45.022.2 VPLYV INTERFÁZOVEJ VÝMENY NA TVORBU ZMESI V MODULÁRNEJ SPAĽOVAcej KOMORE 2002

MDT 532.5 + 621.181.7 ANALÝZA PROCESOV SPAĽOVANIA PRI turbulentnom miešaní axiálne a tangenciálne prúdenie 47 Dokt. tech. vedy, prof. ESMAN R. I., Ph.D. tech. vedy, doc. YARMOLCHIK Yu. P. Bieloruský štátny príslušník

VSTUPENKA 1 Otázka: Hydrostatika. Základné fyzikálne vlastnosti kvapalín. Úloha 1: Nájdite kritériá bezrozmernej podobnosti z nasledujúcich rozmerových veličín: a) p (Pa), V (m 3), ρ (kg / m 3), l (m), g (m / s 2); b)

Ufa: UGATU, 2010, zväzok 14, 3 (38). MDT 621,52 AE Kishalov a D. Kh Sharafutdinov

Zborník MAI. Vydanie 90 MDT: 533.6.01 www.mai.ru/science/trudy/ Registrácia aerodynamických parametrov stredných porúch počas pohybu objektu Kartukov A.V., Merkishin G.V.*, Nazarov A.N.**, Nikitin D.A. .***

VÝVOJ SKÚŠOBNEJ TECHNOLÓGIE PRE MODEL RAMJETu SO SPAĽOVANÍM VODÍKA VO WINDTUNE Vnuchkov D.A., Zvegintsev V.I., Ivanov I.V., Nalivaichenko D.G., Starov A.V. Ústav teoretický a aplikovaný

PALIVO SPAĽOVANIE PALIVA Prednáška 6 5.1. Hlavné vlastnosti vykurovacieho oleja Vykurovací olej sa spravidla používa v kotloch veľkých tepelných staníc a vykurovacích kotolní na kvapalné palivo. Fyzikálne vlastnosti vykurovacieho oleja

MDT 532.5 SIMULÁCIA PROCESU ROZSTREKOVANIA A SPAĽOVANIA JEMNOUHOĽNÝCH VODNÝCH SUSPENZIÍ Murko VI. 1), Karpenok V.I. 1), Senchurová Yu.A. 2) 1) CJSC JE Sibekotechnika, Novokuzneck, Rusko 2) Pobočka

Typ paliva, ktoré sa má použiť. Na základe toho môžeme konštatovať, že rozvoj zariadení na spaľovanie vykurovacieho oleja so zvýšením nákladov na zemný plyn sa bude len zvyšovať av budúcnosti

Elektronický časopis "Proceedings of MAI". Vydanie 41 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 621. 452. 3 Výskum aerodynamiky a prenosu hmoty vo vírivých horákoch spaľovacích komôr motorov s plynovou turbínou. A.M. Lanský, S.V.

MDT 536,46 DA Yagodnikov, AV Ignatov VPLYV DISPERZIE HLINÍKA NA ZAPAĽOVACIE A HORINÉ CHARAKTERISTIKY KONDENZOVANÝCH ENERGETICKÝCH SYSTÉMOV Výsledky experimentov

Bulletin Štátnej leteckej univerzity v Samare, 2., 27

Elektronický časopis "Proceedings of MAI". Vydanie 71 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 621.454.2 Problematické otázky energetickej koordinácie parametrov kvapalných raketových motorov Belyaev EN. 1 *, Vorobyov A. G 1 **.,

Ďalšie chyby boli zistené pri meraní koncentrácie oxidu uhoľnatého termochemickými senzormi. Na výpočet týchto chýb sa získalo množstvo analytických výrazov, ako aj opráv odchýlok

NPKF ARGO ZAO NPKF AUTOMATIZÁCIA REŽIMOV SPAĽOVANIA ARGO Moskva 2009 Situácia v priemysle spracovania ropy a trhu s ropnými produktmi

Elektronický časopis "Proceedings of MAI". Vydanie 72 www.mai.ru/science/trudy/ UDC 629.734/.735 Metóda výpočtu aerodynamických koeficientov lietadiel s krídlami v schéme „X“ s malým rozpätím Burago

MDT 662,62 Vyazovik V.N. Čerkaský štát Technická univerzita, Cherkasy ENVIRONMENTÁLNE ASPEKTY ELEKTRONICKÉHO KATALYZAČNÉHO SPAĽOVANIA TUHÉHO PALIVA Hlavné znečisťujúce látky a ich

ŠTATISTIKA A SPRACOVANIE VYPOČÍTANÝCH A EXPERIMENTÁLNYCH ÚDAJOV MEKS CHARAKTERISTIKA Bulysova L.A. 1,a, výskumník, Vasiliev V.D. 1a, n.s. 1 JSC "VTI", st. Avtozavodskaya, 14, Moskva, Rusko Stručná anotácia. Článok

UDC 621.452.3.(076.5) VYŠETROVANIE KONTROLY ODDELOVANIA HRANIČNÝCH VRSTVÍ V DIFÚZOVÝCH KANÁLOCH POMOCOU VORTEXOVÝCH BUNIEK 2007 S. A. Smirnov, S. V. Veretennikov Rybinsk Štátny letecký technologický inštitút

Elektronický časopis "Proceedings of MAI". Vydanie 69 www.mai.ru/science/trudy/

Hodnotenie využitia ASCT pre piestové letecké motory Kostyuchenkov Alexander Nikolaevich, vedúci sektora pre perspektívy rozvoja APD, Ph.D. 1 Obmedzenie používania leteckého benzínu Lycoming IO-580-B М-9ФВ

G O D A R S T V E N Y S O U Z A S S R S T A D A R T DÝZY MECHANICKÉ A PAROMECHANICKÉ TYPY A HLAVNÉ PARAMETRE. VŠEOBECNÉ TECHNICKÉ POŽIADAVKY GOST 2 3 6 8 9-7 9 Oficiálna publikácia BZ

UDC 533.6.071.4 EXPERIMENTÁLNE VYŠETROVANIE PLYNOVÝCH EJEKTOROV S PRAVIDELNÝMI A PERFOROVANÝMI DÝZAMI PRI VYSOKEJ TEPLOTE NÍZKOTLAKÉHO PLYNU Yu.

Letecká a kozmická raketová technika

(19) Eurázijský (11) (13) Patentový úrad 015316 B1 (12) EURÁZIJSKÝ PATENTOVÝ POPIS (45) Dátum zverejnenia (51) Int. Cl. a udelenie patentu: 30.06.2011 C21B 9/00 (2006.01) (21) Číslo

Zborník MAI. Vydanie 84 UDC 629.7.014 www.mai.ru/science/trudy/ Analýza vplyvu zavedenia zakrivených deflektorov na charakteristiky dýzy s plochým prúdom Siluyanova M.V.*, Shpagin V.P.**, Yurlova N.Yu.** *

VYŠETROVANIE VPLYVU PARAMETROV VSTREKOVANIA NA ROZPAD PALIVOVÉHO PRÚDU V ĽADE PRI PRIAMYM VSTREKOVANÍ. Maslennikov D.A. Doneck National Technical University, Doneck, Ukraine Abstrakt: V tejto práci

Obsah ÚVOD... 8 1 PREHĽAD LITERATÚRY A ANALÝZA UKAZOVATEĽOV VÝKONU MOTORA S VYUŽITÍM ALTERNATÍVNYCH PALIV... 10 1.1 Zdôvodnenie potreby používania alternatívnych palív v motoroch...

MDT 66.041.45 MA Taymarov, AV Simakov STANOVENIE PARAMETROV ŠTRUKTÚRY PLAMEŇA V KOTLOVEJ PECI PRI SPAĽOVANÍ OLEJA Kľúčové slová: zapaľovač, priamoprúdový prúd, vírivý prúd, horáky. Pri horení

2 Využitie systému FlowVision CAE na štúdium interakcie prúdov tekutín v odstredivej prúdovej dýze Elena Tumanova V tejto práci bola vykonaná numerická štúdia pomocou

Identifikácia ultrazvukových akčných režimov pre rozprašovanie kvapalín so špecifikovanou disperziou a produktivitou Vladimir N. Khmelev, senior člen, IEEE, Andrey V. Shalunov, Anna V. Shalunova, študentka

ABSTRAKT disciplíny ( výcvikový kurz) M2.DV3 Systémy spaľovacích motorov (kód a názov disciplíny (výcvikový kurz)) Predmet zahŕňa: palivové systémy motorov s vnútorným

Experimentálna štúdia diskovej mikroturbíny. Cand. tie. Vedy A. B. Davydov, Dr. tie. vedy A. N. Sherstyuk, Ph.D. tie. vedy A. V. Naumov. ("Bulletin strojárstva" 1980. 8) Úloha zvyšovania efektívnosti

Vynález sa týka spaľovania paliva a môže byť použitý v domáce prístroje, tepelná energetika, v podnikoch na spaľovanie a spracovanie odpadov. Známy spôsob spaľovania paliva, ktorý vytvára

Zberače prachu na protiprúdových vírivých prúdoch vysoký stupeň zachytávanie jemných častíc

D. t. n. K. I. Logachev (), Ph.D. O. A. Averková, E. I. Tolmacheva, A. K. Logachev, Ph.D. Štátna technologická univerzita VG Dmitrienko Belgorod pomenovaná po V.G. V. G. Shukhov, Moskva

ANALÝZA VPLYVU PARAMETROV KOAXIÁLNEHO LASEROVÉHO ZVÁRANIA NA TVORENIE VALCOV Kľúčové slová: Laserové plátovanie, parametre procesu laserového plátovania,

STABILITA ZMESI VODNÉHO PLYNU PRE DELAMINÁCIU V POTRUBÍ Dolgov D.V. V článku je získaný výraz pre parameter stability zmesi plyn-kvapalina voči stratifikácii v horizontálnom potrubí, ktorý umožňuje vypočítať

Navrhované opatrenia pomáhajú znižovať rýchlosť vozidiel a udržiavať ju v rámci stanoveného limitu v skúmanom území (40 km/h). UDC 656 VOĽBA FORMY KAMERY