Курсовая: Новые транспортные двигатели - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Новые транспортные двигатели

Банк рефератов / Транспорт

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 497 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

1. Введение. Значительную роль в использовании природных энергетических источников играют транспортные средства, потребляющие около тр е ти всей добываемой в мире нефти, причем из всех видов транспорта наиболее энергоемким является автомобильный. Использование в а в томобилях углеводородных топлив нефтяного происхождения сопр о вождается выбросом в атмосферу огромного количества вредных в е ществ. В результате на автомобильный транспорт приходится от 39 до 63% загрязнения окружающей среды, масштабы которой глобальны – воздух, суша и вода. Традиционный подход к решению энерго-экологических пр о блем автомобилизации заключается в улучшении конструкции сущ е ствующих двигателей внутреннего сгорания и создании более сове р шенных энерго- силовых установок нового типа при использовании более или мене е обычных углеводородных топлив. В первом случае основное внимание уделяется повышению экономичности и сниж е нию токсичности автомобилей путем сложной коррекции рабочего процесса в двигателе с целью обеспечения максимальной полноты сгорания топлива на всех рабочих режимах. Новые транспортные двигатели, разработанные к настоящему времени, включают электрические силовые установки и тепловые двигатели внутреннего и внешнего сгорания с нетрадиционными рабочими процессами. К последним относят поршневые двигатели с послойным распределением заряда, газотурби н ные, паровые и роторные двигатели, а также двигатели Стирлинга. Некоторые из этих двигат е лей, в частности двигатели Стирлинга, в принципе могут обеспечить возможность создания малотоксичного автомобиля на обычных топливах, удовлетв о ряющего будущим жестким нормам . Большой интерес представляют электрические силовые установки использующие электрохимические источники энергии – акк у муляторные батареи и топливные элементы. За последние несколько лет построено большое количество опытных образцов электромобилей . В электромобилях более перспе к тивно применение топливных элементов, конвертирующих электр и ческую энергию непосредственно из топлива без промежуточной ст а дии. Благодаря успехам в этой области в последние годы удельная мощность водородо – кислородных топливных элементов увелич и лось до 300 Вт/ч, а срок их службы повысился до нескольких лет при периодическом использовании. Основная проблема применения то п ливных элементов этого типа – трудность хранения водорода на автомобиле. Объемно-массовые показатели наиболее приемлемого варианта аккумулирования водорода в виде гидридов пока еще неудовлетворительны и находятся на уровне разрабатываемых электрохимич е ских батарей. Поэтому практический интерес представляет примен е ние топливных элементов с кислым электролитом, использующих в качестве рабочего тела смеси газов: водорода, метана, окиси углерода и др. эти элементы могут работать на жидких углеводородных топл и вах, в частности на метаноле, благодаря чему энергосиловые устано в ки на их основе по удельной мощности приближаются к современным автомобильным двигателям. Альтернативные приводы и источники энергии, не наносящие ущерба окружающей среде, назы вают надеждой завтрашнего дня. Т опливные элементы считаются самым оптимальным решением энерг е тических проблем: из водорода и кислорода вырабатывается электр и ческий ток, который используется для привода двигателя. В результ а те электрохимического процесса, помимо электрической энергии, о б разу ются только тепло и водяной пар [ ]. Для промышленного получения водорода было предложено большое количество различных способов. Однако перечислять все способы и патенты по производству водорода нет нужды; это представляет главным образом исторический интерес, поскольку бол ь шинство из предложенных способов вообще не было осуществлено в промышленном масштабе, а в практических условиях оправдали себя лишь некоторые из них. Основные методы получения водорода в промышленности мо ж но сгруппировать в следующие: а) химические методы; б) электрох и мические методы; в) физические методы. К химическим методам относятся те процессы, в которых исходным веществом для получения водорода является химическое соединение (или ряд химических соединений) водорода с другими элементами, и откуда водород получается при помощи тех или иных х и мических реакций. Под электрохимическими следует понимать те методы, где выделение водорода из его химических соединений осуществляется ра з ложением последних под действием электрического тока. К физическим методам следует причислять те процессы, в которых исходное сырьё (газовая смесь) уже содержит свободный вод о род и требуется тем или иным физическим путём (например, фракц и онной конденсацией) освободить его от остальных компонентов. Химическими методами водород в промышленности получается следующими путями. 1) Из водяного пара восстановлением его железом (железо - п а ровой способ) или углеродом (газификация кокса, каменных и бурых углей и других видов твёрдого топлива на водяной газ). 2) Из газообразных углеводородов термическим разложением или конверсией с окислителями (Н 2 О, О 2 , СО 2 ). 3) Из жидких углеводородов термическим разложением или неполным окислением (газификацией) с применением в качес т ве окислителей Н 2 О и О 2 . Необходимо отметить, что при получении водорода из углев о дородов с применением в качестве окислителя водяного пара последний явл я ется дополнительным источником водорода. Следует также указать, что при химических методах (за искл ю чением способов железо – парового и термического разложения) пр о цесс получения водорода ведётся обычно в две ступени. При этом на первой ступени получают, как правило, смесь Н 2 + СО (водяной газ). В случаях необходимости иметь чистый водород (без СО) водяной газ направляют на следующую ступень – конверсию СО. При переработке газообразных углеводородов в азотоводоро д ную смесь, в которой остаточное содержание углеводородов (метана) должно быть минимальным, процесс иногда ведётся в три ступени. На первой ступени имеет место конверсия исходного углеводородного газа с водяным паром; на второй ступени – конверсия остаточного СН 4 с кислородом воздуха; на третьей ступени – конверсия окиси у г лерода. Конкретным сырьём для получения водорода из газообразных углеводородов при термическом разложении служат любые углевод о родные газы, не содержащие кислородных соединений, или содерж а щие их в незначительном количестве, как природные так и попутные газы, газы нефтепереработки и газы гидрирования. При конверсии газообразных углеводородов с водяным паром углекислотой или кислородом сырьём являются: а) природные и попутные газы; б) газы нефтепереработки, в) газы гидрирования; г) жи д кие газы (пропан, бутан); д) коксовый газ; е) метановая фракция после выделения водорода из коксового газа методом глубокого охлажд е ния. При неполном окислении жидких углеводородов в качестве с ы рья применяются преимущественно нефтяные остатки. При электрохимическом способе производства водород получ а ется электрохимическом разложением воды (водных растворов). Физические методы получения водорода представляют в н а стоящее время преимущественно способы выделения его из газовых смесей ступенчатым охлаждением последних до низких температур, при которых имеет место ожижение компонентов газовой смеси, кр о ме водорода. Исходными газовыми смесями в данном случае являю т ся коксовый газ, газы гидрирования, отходящие побочные газы уст а новок каталитической ароматизации (риформинга) и метан-водородные фракции [ ]. 2. Водород как топливо. Всем понятно, что запасы нефти и газа рано или поздно конча т ся. Можно делать прогнозы, прикидывать, через сколько лет это пр о изойдет, - кто-то остановился на числе 50, кто-то – на 70, а некоторые считают, что уд а стся протянуть еще лет сто. Но рано или поздно это случится. Последнее время именно элемент номер 1 таблицы Менд е леева стал первым кандидатом на роль топлива будущего. Об этом г о ворят во всех развитых странах, в это вкладывают деньги. Водородная энергетика действительно очень экологична – первый элемент дает при сгорании только воду. Но существующие технологии (как прои з водства самого водорода, так и получения из него электроэнергии) весьма далеки от совершенства. Гиганты химической индустрии и сегодня уже получают по 500 млрд. м 3 водорода в год. Половина производимого количества идет на аммиачные удобрения, остальное – на производство стали, стекла, маргарина… В основном водород получают паровым р и формингом природного газа: метан при высоких температурах (900 є С) реагирует с паром в присутствии никелевого катализатора. Пока такой водород самый дешевый (его цена ниже, чем у электр о лизного, примерно в три раза). Исследования последних лет показывают, что цену водорода можно уменьшить еще в два раза: ИВЭПТ РНЦ «Курчатовский инст и тут» вместе с предприятиями Госкомоборонпрома разработал плазм о химический метод получения водорода из природного газа, более д е шевый и к тому же с лучшими экологическими параметрами производства. Но если ч е рез 10 лет мир начнет постепенно переходить на водородные топливные элементы, водорода надо будет делать намного больше. Е с ли увеличить существующее производство в 25 раз, то это к 2050 году покроет только 20% энергетической потребности в т о пливе. Есть и другие технологии получения водорода, помимо рифо р минга природного газа: например – электролизом, крекингом или из биомассы. Каждый из этих вариантов имеет свои недостатки. Напр и мер, переработка биомассы (древесины, соломы): ее нагревают до 500-600 є С, после чего получаются спирты – этанол, мет а нол, которые, в свою очередь, превращаются в водород. Можно н а греть биомассу до более высоких температур (1000 є С), тогда она полностью превратится в газ и получится смесь Н 2 и СО. Проблема в том, что сырья для так о го процесса понадобится очень и очень много. Если, например, всю плодородную землю Франции пустить на выращивание би о массы, то водорода, полученного из нее, не хватит даже для того, чтобы п о крыть ее потребности в бензине для ныне существующих автомоб и лей. Казалось бы, самый простой способ получения водорода – электролиз воды. Результат – водород и кислород. Но в целом эффекти в ность этого процесса не очень велика: надо потратить 4 кВт, чтобы получить 1 м і водорода, который даст 1,8 кВт в топливном элементе. Тем не менее электролиз воды довольно перспективен, и ему наверн я ка найдут применение. Во-первых, можно использовать энергию атомной станции в часы слабой нагрузки (когда энергия все равно в ы рабатывается и оказывается невостребованной) или, в конце концов, возобновляемые источники энергии (солнечные батареи, энергию ве т ра, прилива и прочие). Во-вторых, эта технология активно развивае т ся: электролиз для большей эффективности можно проводить при п о вышенном давлении или температуре, что и пытаются сделать уч е ные. Сейчас биологи активно разрабатывают еще одно направл е ние. Некоторые бактерии и водоросли в процессе фотосинтеза ра з лагают воду и выд е ляют водород. Проблема в том, что они делают это только в отсутствие кислорода, соответственно процесс длится очень короткое время. Задача ученых – с помощью генной инжен е рии продлить этот период, тогда солнечные районы нашей планеты были бы обе с печены водородом. Параллельно с техническими проблемами получения водор о да надо решать и другие: создавать специальную инфраструктуру, обе с печивающую его хранение и перевозку. Это тоже весьма непростая и недешевая задача, поскольку водород горит и взрывается. Когда в серийном производстве по я вится водородный автомобиль, именно это станет лимитирующей стадией его внедрения. Несмотря на трудности, по-видимому, в повседневную жизнь всех граждан скоро войдут топливные элементы на водороде. Сли ш ком велики ставки, слишком большие вложены деньги в их разрабо т ку. Приоритетные направления исследований западных фирм – то п ливные элементы малой мощности (от 500 Вт до 5 кВт) для портативных компьютеров, маленьких авт о мобилей, домов, а также средней мощности (200 кВт) – для общественного транспорта. Пока они дал е ки от совершенства и стоят недешево: для автомобиля – в двадцать раз дороже стандартного двигателя, а для обогрева дома – в двен а дцать раз дороже своего аналога. Но процесс идет настолько инте н сивно, что европейцы обещают через четыре года выбросить на рынок вод о родный топливный элемент для обогрева дома всего за 6000 евро [ ]. Водород универсален, он является и горючим, и химическим сырьём. Водород удобен при хранении. Даёт возможность гибкого решения проблемы отбора энергии в условиях переменной потребн о сти в нём, имеет высокую теплоту сгорания. Универсализм водорода состоит в том, что он может заменить любой вид горючего в различных отраслях производства, в промышленности, на транспорте, в энергетике. Он способен заменить природный газ для бытовых целей, бензин – в двигателях внутреннего сгор а ния, специальные виды горючих – в ракетных двигателях, ацетилен – в процессах сварки металлов, кокс – в металлургических процессах, метан – в топливных элементах, углеводороды – в ряде микробиол о гических процессов, углерод – во многих процессах, требующих восстановителя. Водород может быть легко использ о ван и на небольших передвижных или стационарных энергетических установках, в газовых турбинах для генерирования электр о энергии и в крупных топках и печах; может и храниться в любых количествах. Его использование в качестве энергоносителя не потребует коренных изменений в современной технологии топлив о использования. Использование водорода как энергоносителя позволяет рассматривать и решать энергетические проблемы в тесной связи с экологическими. Создаются благоприятные возможности для уменьшения о б разования твёрдых отходов, вредных газовых выбросов и ликвидации парникового эффекта. При водородной энергетике кислород, который получается из воды одновременно с водородом, может использоваться для биохимической очисти сточных вод, в качестве окислителя при сжигании твёрдых отходов. 2.1. Физические свойства водорода. При нормальной температуре водород представляет собой бесцветный газ без запаха. Газофазный водород состоит из 25% паров о дорода и 75% ортоводорода. При сжижении водорода происходит самопроизвольная медленная орто – пара конве р сия, поэтому жидкий водород практически на 100% состоит из параводорода. Основные физические показатели водорода [ ]: Температура кипения………………………………… -252,76 є С (20,24 К) Температура застывания…………………………….. -259,2 є С (13,8 К) Критическая температура…………………………….-239,97 є С (32,9 К) Критическое давление………………………………...1,27 МПА (12,87 кгс/см 2 ) Плотность при НУ……………………………………...0,08987 кг/м 3 » при температуре кипения……………….....0,07097 г/см 3 » при температуре застывания………………0,0896 » Коэффициент вязкости при температуре:…… застывания…………………………………………240·10 -6 сП кипения……………………………………………..131·10 -6 сП Жидкий водород представляет собой бесцветную жидкость без запаха, отличающуюся высокой степенью криогенности. Водород сжижается при 20 К, а при 14 К переходит в твердое состояние, т. е. в жидкофазном состоянии он находится в узком диапазоне температуры – около 6 є. В этой области возможно образование промежуточной формы водорода – шугообразной, представляющей собой смесь жидкого водорода с твердым водородом в виде льда, плавающего в жидкости. Для образования шуги в жидком водороде требуется его небольшое – до 0,7 є С переохлаждение. В шугообразной форме плотность водорода повышается до 0,08-0,087 г/см 3 и становится макс и мальной при полном застывании. Газообразный водород отличается высокой диффузионной сп о собностью. На пример, коэффициент диффузии водорода в воздухе более чем в 3 раза выше по сравнению с такими компонентами, как метан, кислород и двуокись углерода. Среднее значение коэффициента D о диффузии Н 2 в разли ч ных средах представлены в таблице 1. Таблица 1. Среда О 2 N 2 СО 2 СО СН 4 Воздух D 0
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Сейчас такое время: человечность принимают за слабость, а сволочизм и лёгкую степень дебилизма - за волевой и сильный характер.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по транспорту "Новые транспортные двигатели", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru