Водородная энергетика. Вода как топливо

В последние десятилетие стало очевидным фактом, что дальнейшее интенсивное развитие современной энергетики и транспорта ведет человечество к крупномасштабному экологическому кризису. Стремительное сокращение запасов ископаемого топлива будет принуждать индустриально развитые страны расширять сеть атомных энергоустановок, которые во все возрастающей степени станут повышать опасность их эксплуатации. Резко обострится проблема утилизации радиоактивных отходов.

Учитывая эту тревожную тенденцию, многие ученые и практики определенно высказываются в пользу ускоренного поиска альтернативных нетрадиционных источников энергии. В частности, их взоры обращаются к водороду, запасы которого водах Мирового океана неисчерпаемы. Неоспоримым достоинством водородного топлива являются относительная экологическая безопасность его использования, приемлемость для тепловых двигателей без существенного изменения их конструкции, высокая калорийность, возможность долговременного хранения, транспортировки по существующей транспортной сети, нетоксичность и т.д.

  • Исследование молекулярной структуры водотопливных эмульсий

    Исследование молекулярной структуры лабораторных образцов
    водотопливных эмульсий методом ИК-спектроскопии

    Исследование ИК-спектров поверхностно-активных веществ

    Поверхностно-активное вещество (ПАВ) используется в качестве присадки к горючему в виде 5 % раствора в воде.

  • Методы определения кислотности в реактивном топливе РТ

    Кислотность топлива – содержание в дизельном топливе кислых соединений, например нафтеновых и асфальтогеновых (асфальтообразующих) кислот, фенолов и т.п. Обычно в топливе их очень немного, но, несмотря на это, они представляют большую опасность для дизельных двигателей, поскольку увеличивают их износ. Кислотность выражают в миллиграммах щелочи KOH, израсходованной на нейтрализацию кислых соединений, содержащихся в 100 мл топлива, мг КОН/100 см3.

  •                  

  • Система Подготовки Топлив (СПТ) для наиболее эффективного сжигания

    Автором статьи подтверждена на практике актуальность применения в теплоэнергетике Системы Подготовки Топлив (СПТ), которая осуществляет их диспергацие с образованием Сверхстойких Водо-Топливных Эмульсий (СВТЭ), их фильтрацию и подогрев до оптимальной для сжигания в горелках котлов температуры. СВТЭ получаются путём прокачки смеси исходных компонентов через ВОЛНОВОЙ ДИСПЕРГАТОР, в корпусе которого на неподвижной оси под действием потока топлива вращаются две турбины, в противоположном направлении. Высокие характеристики дисперсности СВТЭ подтверждены микроскопическими наблюдениями в Национальном ядерном центре (г. Астана, Республика Казахстан). Стойкость СВТЭ к расслоению доказана автором совместно с Евразийским национальным университетом им. Гумилёва (г. Астана) их центрифугированием, а высокие теплотехнические и экологические свойства – сжиганием в течение длительного времени на одном из котлов котельной того же Университета.

    Комментарии: 1
  • HYDROGEN energy AS AN ALTERNATIVE TO OIL AND GAS

    Modern energy is oil. If there is oil, there is light and heat. If there is no oil, then there is no light or heat.

    Of course it is possible sometimes to use a wind-driven generator for a trifle purpose, or to warm up water in a swimming pool by the sun energy. But if it goes about serious power consumers such as megacities with the industrial enterprises, the only oil competitor is atomic energy. But even if the mankind overcomes fear of a new Chernobyl or Fukushima, even then it is difficult to find an alternative to oil products to substitute them in automobiles and particularly as airplane fuel. Approximately so a well educated contemporary person thinks, especially if he considers himself a cool pragmatic recognizing an absolute imperative of the market based on energy. What is surprising Jules Verne was the first to mention hydrogen as potential fuel and energy carrier in his novel «The Mysterious Island» in 1857.

  • Водородная энергетика как альтернатива нефтегазовой

    Современная энергетика – это нефть.

    Есть нефть – есть свет и тепло. Нет нефти – нет света и тепла.

    Можно, конечно, признать, что где-то по мелочи можно и ветряк использовать, и солнцем воду разогреть в бассейне. Но если речь идёт о серьёзных энергопотребителях, таких как мегаполисы с производственными предприятиями, то конкуренцию нефти может составить, разве что, атом. Если даже человечество и преодолеет страх перед новыми чернобылями и фукусимами, то и тогда трудно пока найти альтернативу нефтепродуктам для автомобильного, а тем более самолётного топлива. Примерно так думает современный образованный человек, особенно если он считает себя холодным прагматиком, признающим абсолютный императив рынка, основой которого является современная энергетика.

    Но вот что удивительно: впервые о водороде как о потенциальном топливе и носителе энергии обмолвился Жюль Верн ещё в 1857 году в романе «Таинственный остров».

  • Теплосиловые паровые циклы

    В современной стационарной теплоэнергетике в основном используются паровые теплосиловые установки. Теплосиловые установки, в которых в качестве рабочего тела применяют пар, имеют неоспоримые преимущества, существенно отличающие их от теплосиловых установок с газообразным рабочим телом. Напомним, что цикл Карно состоит из двух адиабат и двух изотерм, температура рабочего тела должна отличатся от температуры источника на бесконечно малое значение. В случае потока вещества, технически наиболее просто осуществимым процессом подвода или отвода теплоты является изобарный процесс. Это процесс фазового перехода чистого вещества жидкого в газообразное состояние.

  • Изохорная реакция водорода и кислорода – изотерма

    In internal combustion engine chemical energy of fuel combust in a working cavity is transformed in mechanical energy the isotherm is close to a theoretical one. If in ICE supplied with heat and having constant volume hydrogen is used as a working medium the isotherm is much closer to a theoretical one. It happens due to combustion velocity as the theoretical cycle presupposes instantaneous heat supply, i.e. infinite velocity of combustion. The temperature of working medium should differ from temperature of by infinitesimal value. This means that HEIC working by cycles with heat supply and constant volume using pure hydrogen and oxygen as fuel has a real isotherm. Denotation is a key factor for engines working by cycles with heat supply at constant volume and using pure hydrogen and oxygen as fuel. This problem is well studied and described in scientific publications referring to application of hydrogen in engines.

  • Влагосодержание в камере сгорания ГДВС

    Скорость химической реакции характеризуется изменением концентрации реагирующих веществ (или продуктов реакции) за единицу времени. Продуктом реакции является вода. Из химических свойств воды, прежде всего, следует отметить большую устойчивость молекул по отношению к нагреванию. Однако при температурах выше 1000 °С водяной пар начинает заметно диссоциировать на водород и кислород . Так как этот процесс происходит с поглощением тепла, то согласно принципа Ле-Шателье с повышением температуры равновесие должно сдвигаться вправо. Однако даже при температуре 2000°С степень диссоциации незначительна и не превышает 1.8 %. Реакция между водородом и кислородом является разветвленной цепной.

  • Химическое равновесие

    Если смешать газообразные водород и кислород, то взаимодействие между ними не происходит. Заметные количества воды (водяной пар) начинают очень медленно образовываться лишь примерно с 400 °С. Дальнейшее нагревание исходной смеси настолько ускоряет процесс соединения, что выше 600 °С реакция протекает со взрывом т. е. мгновенно. Таким образом, скорость реакции образования воды из элементов сильно зависит от внешних условий. Скорость химической реакции характеризуется изменением концентрации реагирующих веществ (или продуктов реакции) за единицу времени. Для осуществления термодинамического процесса необходимо вещество или смесь веществ ограничить в определенном объеме, так называемой химической системе с содержанием в ней компонентов. Молекулы той или иной системы могут взаимодействовать лишь при столкновениях. Чем чаще они будут сталкиваться, тем быстрее пойдет реакция. Но число столкновений в первую очередь зависит от концентрации реагирующих веществ. Общую формулировку влияния концентрации на скорость химической реакции дает закон действующих масс: «Скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ». Если во взаимодействие вступают несколько частиц, какого либо из веществ, то его концентрация должна быть возведена в степень с показателем равным числу частиц, входящему в уравнение реакции. Например, выражение для скорости реакции по схеме:

  • Theoretical analysis of hydraulic engine of internal combustion

    In 1824 the French engineer S. Carnot published his work «Theoretical thermodynamic circular process», which became subsequently a basis of the theory of thermal engines. In this work the theoretical circular process comprises two isothermal and two adiabatic processes.

    The degree of any engine perfection is defined by its real cycle correspondence to the theoretical. The theoretical cycle of Carnot proves that irreversibility of the cycle processes can be reduced almost to zero, if in isothermal process between points 1-2 on the temperature diagram of the working body is lower than the temperature of the hot source by infinitesimal quantity, and in isothermal process between points 3-4 the temperature of the working body is higher than the temperature of the cold source by infinitesimal quantity dT (Fig. 1).