|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Охрана природы, Экология, Природопользование
Конкурентоспособность моторных топлив (в связи с уничтожением природных ресурсов) |
Мыло металлическое "Ликвидатор". 
Ночник-проектор "Звездное небо и планеты", фиолетовый. Конкурентоспособность моторных топлив (в связи с уничтожением природных ресурсов) Макаров Андрей Фадеевич, аспирант-заочник СамГТУ, Ст.научн.сотр. лаборатории безопасности взрывных работ НЦ ВостНИИ (БВР и ГКИ ВМ и СВ) Рассматривается экономический аспект возможного применения "альтернативных" моторных топлив и циклов тепловых машин в связи с уничтожением дешёвых нефтяных ресурсов и глобальным экологическим кризисом. В настоящее время для преобразования химической энергии в механическую работу используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС) – разновидность тепловых машин. В качестве топлива в ДВС могут использоваться горючие вещества (углеводороды, спирты, газы и пр.) в смеси с зарядами сжатого воздуха или другого окислителя. При расширении продуктов вспышек в ДВС часть тепловой энергии рабочего тела преобразуется в механическую работу перемещения поршня, вращения турбины или – в кинетическую энергию газов, истекающих из ракетного сопла. Экономическую конкурентоспособность (К) топлив-горючих можно определить как отношение удельной теплотворной способности моторного горючего (Q) к стоимости 1 кг (С), умноженное на показатель КПД (h ) цикла тепловой машины: К =h Q/С. За 1 примем показатели бензиновых ДВС (Кб=1). Другие факторы: экологичность цикла, ограниченность сырьевых ресурсов, масса силовой установки, эксплуатационные затраты, безопасность – также существенно влияют на показатель эффективности. В качестве примера сравним конкурентоспособность бензина, этилового, метилового спирта и природного газа (ДВС по циклу Н.Отто), а также дизтоплива (ДВС по циклу Р.Дизеля). Результат представляет определённый интерес, т.к. во всём мире, отравляя биосферу, в ДВС сжигается свыше 1млрд.тонн углеводородных горючих в год. Всего извлекается из земных недр около 70 млн. баррелей нефти в сутки (~4 млрд. т ежегодно) . В бензиновых ДВС показатель КПД составляет h =30-35% (расширение продуктов вспышки в e ~8-10 раз). Низшая теплота сгорания (вода – пар) в "бесплатном" воздухе для бензина, этанола, метанола и метана составляет: (-СН2-) – 10500, С2Н5ОН – 7200, СН3ОН – 5300, СН4 – 13100 ккал/кг. Однако в условиях ДВС сгорают переобогащённые топливные смеси, поэтому реальную энергоотдачу горючих веществ, Q, примем на ~10% ниже: 9500, 6500, 4800, 12000 ккал/кг (с учётом потерь на образование СО и СНх). Стоимость 1кг горючих по уровню среднемировых цен в бензиновом эквиваленте ~1 доллар за 1 литр (~750г) составляет: этанол - 1,2, метанол - 2,0, метан ~0,1. Отношение Кальт./Кб – характеризует эффективность "альтернативного топлива" и составляет: для этанола: Кэт.с./Кб =0,57, для метанола: Км.с./Кб =0,25, для метана: Км/Кб =12,6. Достоинством "альтернативных топлив" является более экологичный выхлоп ДВС: для этанола до 3-5 раз, для метанола и метана – до 8-10 раз. Для этанола Кэт.с. оказывается почти в 2 раза ниже, но на опыте Бразилии, полностью перешедшей на этот вид возобновляемого моторного горючего, – этанол перспективен. Сырьевая база синтетического метанола ограничена ресурсами угля, метанол ядовит и требует защитных мер. Очень высокая эффективность метана – компенсируется увеличением массы и объёма (газобаллонного) бака в 10-15 раз, а также затратами на газобаллонное оборудование.
Кроме того, удельная мощность ДВС на газо-воздушном топливе ниже бензо-воздушных ДВС на ~20%. Наконец, все сжатые или криогенные горючие газы взрывоопасны. Особенно это относится к водороду. Перспективные гидридные баки интерметаллидов вмещают лишь до ~2-3% водорода по массе . Эффективность дизельного топлива оказывается выше бензина в Кд.т./Кб ~1,5 раза. Сгорание доз распыляемого горючего происходит в избытке воздушного заряда, расширение продуктов вспышки e ~20, КПД цикла Дизеля достигает h ~40%. Выхлоп дизелей менее опасен бензиновых ДВС, отработавшие газы могут очищаться через поглотительные растворы, но масса и стоимость дизелей несколько выше. Кроме того, в связи с уничтожением нефтяных ресурсов, все нефтяные горючие через ~20-30 лет будут неконкурентоспособны . Экономика "биодизельных", "биогазовых" и "синтетических жидких топлив" (СЖТ) – уступает сегодняшней эффективности бензина. Определённый интерес представляют паровые двигатели внешнего сгорания. Достоинством паровых машин является их "всеядность", вплоть до дешёвого каменного угля, уничтожение которого растянется на 100-150 лет. КПД паровых машин может достигать до 15-20% - при достаточном перегреве рабочего тела-пара перед подачей на газорасширительный механизм (цилиндр, турбину) и ранней "отсечкой" пара в расширительном цилиндре. Экологичность цикла внешнего сгорания превышает показатели ДВС на ~2 порядка и более. Однако, недостатки паровых машин – громоздкость испарителей, теплообменников и пароперегревателей, инерционность всего "оборотного" цикла – сложная конструкторская задача. Но оказывается, что существует "хорошо забытый" цикл работоотдачи унитарных топлив, изобретённых раньше ДВС и раньше паровых машин. Унитарные топлива – пороха, взрывчатые вещества и пиротехнические топлива – это смеси окислитель горючее. Топливо – окислительсодержащее, конденсированное, а не газофазное. Такты сжатия, продувки, зарядки – отсутствуют. Если жидкое топливо-порох превращается в газы на 100%, то расширение рабочего тела в цикле может достигать до e ~103, что до ~102 раз превышает расширение газофазных зарядов в атмосферных ДВС, или перегретого пара – в паровых цилиндрах и турбинах. Но оказывается, что расширение продуктов сгорания конденсированных топлив может быть выше газофазных зарядов в ДВС на 2 порядка (не только в 2 раза). Работоотдача топлива-пороха в адиабатном цикле вычисляется как: А =Q{1-(V1/V2)к-1} =Q{1-(Р2/Р1)(к-1)/к} =Q{1-(Т2/Т1)}, где: V1,P1, 1 и V2,P2, 2 – объём, давление и абс.температура газов соответственно в начале и в конце цикла расширения (вода – пар), Q – теплота сгорания (газопревращения) топлива-пороха, к~1,3 – показатель адиабаты выражение для КПД адиабатного расширения h = 1 –1/(V2/V1)к-1 равносильно вышеприведённому: h =А/Q = 1–(V1/V2)к-1, что при расширении рабочего тела в e ~V2/V1=50-100 раз соответствует КПД h =А/Q ~68-74%. Поскольку других "паразитных" тактов сжатия-продувки-зарядки и потерь уже нет, цикл топлива-пороха – это цикл чистого расширения, это прямое преобразование химической энергии в механическую работу. Оказывается, что в теории тепловых машин проще топлива-пороха быть не может ничего.
Изобрести топливо-порох целесообразно на водной основе, в виде раствора, где вода-растворитель – "хорошее" рабочее тело и регулятор температуры сгорания: ОКИСЛИТЕЛЬ ГОРЮЧЕЕ РАСТВОРИТЕЛЬ. Самый безопасный окислитель – нитрат аммония H4 O3 (аммиачная селитра, АС), а горючие – дешёвые растворимые вещества: карбамид СО( H2)2, спирты R-OH, аммиак H3, амины, каменноугольная пыль и пр. Стехиометрические водо-нитратные смеси (ВНС) из-за высокой плотности жидкой фазы могут только гореть (под давлением), но не детонировать. Но оказывается, что топливом могут быть растворы, дисперсии, пены, эвтектики и легкоплавкие смеси типа ОКИСЛИТЕЛЬ ГОРЮЧЕЕ. Процесс сгорания легкоплавкой (1080С) стехиометрической смеси АС/карбамид 80:20 описывается уравнением: 3 H4 O3 CO( H2)2 = 8H2O (пар) 4 2 CO2 760 ккал/кг. В отсутствии катализаторов при обычных условиях ВНС-топливо не горит, только плавится (воспламенение при ~2500C), водонаполненные смеси и плавы ВНС не детонируют, ВНС стабильны при хранении, ВНС безопасны для человека – на уровне растворов азотных удобрений (3-4-й класс опасности). Но оказывается, что унитарные топлива-растворы могут быть безопаснее бензина, газа, или спирта. Схема тепловой машины по циклу "чистого расширения" – как газорасширительной машины открытого цикла – это мини-реактор сгорания раствора паро-газовый исполнительный механизм. Пароперегреватели, топки, котлы и конденсаторы – отсутствуют. Рабочее тело пар газы с необходимыми начальными параметрами Р1, Т1 из реактора поступает в цилиндры или на турбину. Для 50-кратного адиабатного расширения газов (ε =V2/V1=50, КПД h =68%) до конечного давления Р2=1атм. при температуре Т2=1000С (вода – пар) необходимо начальное давление Р1=158 атм. и температура Т1~9000C (12000К). Это соответствует индикаторному давлению бензо-воздушных вспышек в существующих атмосферных ДВС со снижением теплонапряжённости цикла в 2,5–3 раза, что позволяет отказаться от охлаждения рабочей зоны – как в паровых машинах. Но оказывается, что "подвод давления" к рабочему телу – эффективнее классического "подвода тепла" в атмосферных циклах газо-тепловых машин. Диапазон регулируемых параметров в реакторе: Т1~400-23000С - регулируется содержанием воды в топливе-растворе (до ~50% воды); Р1~20-104атм. - регулируется расходом топлива-раствора (до ~10г/с и более). Отметим, что замена реактора испарения паровых машин на мини-реактор "жидкого пороха" – равносильна унификации окислителя, горючего, рабочего тела, системы охлаждения, пароперегревателей, топок, котлов и конденсаторов. Марки высоколегированной стали для аммиачных и азотно-кислотных реакторов крупнотоннажных азотных производств под высоким давлением и температуре чрезвычайно агрессивных сред служат ~10 лет . При сжигании нейтральных топлив-растворов срок эксплуатации мини-реактора без кап.ремонта будет сравним со сроком службы самого транспортного средства или силовой установки. Но оказывается, что идея паровой машины – изначально "подстроена" под растворы унитарных топлив с открытым циклом сверхкритического пара. Наконец, целесообразна утилизация отработавших паров и их "бесплатного" конденсационного тепла (1000С) на растворении и подогреве порций рабочего раствора во встречном теплообменнике труба-в-трубе.
Временной Код 17: геологические записи не содержат данных о том, что произойдет смена магнитных полей Земли до или непосредственно после даты конца 2012 г. Временной Код 18: образец Временного Кода показывает, что современные человеческие, астрономические условия и условия Земли находятся в том же диапазоне, что и ключевые исходные даты прошлого. Другими словами, происходящие сейчас изменения соответствуют нашим ожиданиям событий, происходящих в конце мировой эпохи. Временной Код 19: лучшие умы современности соглашаются по поводу того, что уничтожение природных ресурсов, экспоненциально растущее население, глобальная бедность и конкуренция за необходимое для жизни объединяются в «препятствие» во времени. Временной Код 20: результаты убедительные: внимание и жизнь, основанные на сердце, напрямую повлияют на то, как мы переживем 2012 г. и наше время перемен. Временной Код 21: встретив самое большое количество сильнейших за 5125-летнюю историю человечества вызовов, потенциально ведущих к концу мира, в настоящее время мы понимаем, что ключ к нашему переходу лежит в нашем коллективном восприятии перемен
2. Анализ риска - основа для решения проблем безопасности населения и окружающей среды
3. Биосфера и человечество. Основные проблемы охраны окружающей среды и пути их решения
4. Статистика трудовых ресурсов, занятости и безработицы
5. Статистика трудовых ресурсов и их использование
9. Охрана окружающей человека природной среды от производственных и бытовых отходов
10. Решение транспортной задачи линейного программирования в среде MS Excel
12. Территориальные особенности обеспеченности хозяйства Украины природными ресурсами (Контрольная)
14. Право собственности на природные ресурсы
15. Природные ресурсы - как основа функционирования мировой экономики
Игра "Удержи юлу". 
Штатив для создания снимков "сэлфи", голубой. 
Фоторамка С31-004 Alparaisa "Family" на 4 фотографии, 46,5x38 см (темно-золотой). 18. Понятие о природных условиях и природных ресурсах, их роль в развитии экономики РФ
19. Природные ресурсы и их рациональное использование
20. Комплексный территориальный кадастр природных ресурсов
21. Экономическая оценка природных ресурсов
27. Природный ресурс
29. Использование космических методов при исследовании природных ресурсов
30. Характеристика природных ресурсов Гродненской области
31. Экономическая оценка природных ресурсов и размещение производительных сил Монголии
32. Принципы ресурсоведения. Факторы, определяющие необходимость оценки природных ресурсов
Кепка "Zabivaka", взрослая, размер 58. 
Подгузники Huggies Elite Soft, (1), до 5 кг, 27 штук. 
Палатка игровая "Учим азбуку с Пеппой". 33. Природно-рекреационные ресурсы Уссурийского городского округа
35. Природные условия и природные ресурсы в макроэкономической модели
36. Население России. Трудовые и природные ресурсы
37. Незаконная торговля природными ресурсами как разновидность организованной преступной деятельности
41. Природные ресурсы и их рынки
43. Природные и историко-культурные туристские ресурсы Скандинавского полуострова и их использование
45. Исчисление налога на прибыль. Налоговые платежи за природные ресурсы
46. Защита земельных ресурсов от негативных природно-антропогенных процессов
47. Проблемы природных ресурсов России
48. Рациональное использование природных ресурсов
Набор из скатерти и салфеток "Рябина" 140x180/42x42 см. 
Ручка-стилус шариковая "Любимый дедушка". 
Кольцеброс с корзинами и мячами. 49. Система платежей за природные ресурсы
50. Национальные и международные природные ресурсы
51. Воспроизводство природных ресурсов и эффективность их использования
52. Примеры решения задач по статистике
53. Решение задач по статистике фирм
57. Биотехнология. Вклад в решение глобальных проблем человечества
58. Природные пожары, их характеристика,особенности лесных пожаров
59. Чрезвычайные ситуации мирного времени природного и техногенного характера
61. Природные зоны Северной Америки
62. Проблема занятости трудовых ресурсов, их численность. Центральный экономический район.
63. Статистика населения. Методы анализа динамики и численности и структуры населения
64. Энергетические ресурсы мирового океана
Игрушка пластмассовая "Умный телефон". 
Металлофон, 12 тонов. 
Настольная игра "Головоноги". 65. Минеральные ресурсы как определяющий фактор экономического роста в России
66. История изучения и использования природных вод на Урале
67. Природно-ресурсный потенциал и отраслевая специализация Тюменской области
68. Природно-ресурсный потенциал Ставропольского края
73. Мировые ресурсы и добыча алмазов и драгоценных металлов
75. Государственный долг России: проблемы и решения
76. Социальная политика Украины и оценка её эффективности
77. Международная организация труда- создание, структура, задачи и организация её работы
80. Задачи по семейному праву /условие-вопрос-решение/
Сумка-чехол транспортная для коляски-трость. 
Статуэтка "Мальчик на лошадке", 10 см. 
Точилка "Eagle", синяя. 82. Роль социального партнерства в решении проблем охраны труда
84. Культура, её структура и функции
85. Культура в современном её понимании
89. Решение транспортной задачи методом потенциалов
91. Мировые информационные ресурсы
92. Sportster Voice 28.8 Инсталляция & Проблемы и решения
94. Формирование структуры электронного учебника и решение задач на ней
95. Разработка программного обеспечения решения нелинейных уравнений
96. 10 задач с решениями программированием на Паскале
Матрас в овальную кроватку Bambola (125x75x8 см). 
Магнитная игра для путешествий "Умные утки", арт.SGT 270 RU. 
Сиденье для ванны (снежно-белое). 97. Решение математических задач в среде Excel
99. Краткие сведения о электронных таблицах. Решение уравнения
Совок большой. 
