На головну | Пишіть нам | Пошук по сайту тел (063) 620-06-88 (інші) Укр | Рус | Eng   
Сила інтелекту не в тому, щоб все знати, а в тому щоб знати, де в даний момент можна знайти необхідну інформацію
  новини  ·  статті  ·  послуги  ·  інформація  ·  питання-відповіді  ·  про Ващука Я.П.  ·  контакти за сайт: 
×
Якщо ви помітили помилку чи похибку, позначте мишкою текст, що включає
помилку (все або частину речення/абзацу), і натисніть Ctrl+Enter, щоб повідомити нам.
×

Альтернативне , синтетичне паливо та інноваційні паливні суміші. Експертна порівняльна оцінка їх ефективності з точки зору ТРВЗ

2013-10-10
Андрій ( Гавріель ) Лівшиць

З кожним днем метанол як паливо або добавка до паливної суміші привертає все більшу увагу фахівців і господарників
У розрахунок береться безліч факторів , таких як комерційно- технічні , екологічні та економічні , а також все більш вагомий сьогодні фактор енергетичної незалежності

З причини того , що на жаль багато експертів абсолютно не знайомі з ТРИЗ і АРИЗ , є сенс провести короткий попередній аналіз можливостей і загальної ефективності застосування метанолу при виготовленні і використанні паливних сумішей
Сьогодні тільки абсолютний оптиміст не звертає уваги на тривожні факти забруднення навколишнього середовища продуктами , які залишаються при всіх видах виробництва енергії

Винахідники формують системні інноваційні рішення , які з різним ступенем успіху дозволяють і отримати необхідну кількість енергії і при цьому не забруднювати середовище проживання до незворотного межі

Для порівняльного аналізу повернемося до визначень і характеристик , відомим по Теорії рішення винахідницьких завдань
Системний підхід є відображенням і розвитком діалектичних принципів « загального взаємозв'язку » і «розвитку » і , по суті справи , є один з принципів діалектичного методу пізнання. Методологія системного підходу передбачає подання будь-якого об'єкта у вигляді системи і всебічне її розгляд .

2 . Система - комплекс елементів , закономірно організованих у просторі та часі , взаємопов'язаних між собою і утворюють певну цілісну єдність . Система характеризується складом елементів , структурою і виконує певну функцію.

3 . Елементи - це відносно неподільні частини цілого ; об'єкти , які в сукупності утворюють систему. Елемент вважається неподільним в межах збереження певного даної якості системи .

4 . Структура - закономірна стійкий зв'язок між елементами системи , що відображає форму , спосіб розташування елементів і характер взаємодії їх сторін і властивостей. Структура робить систему деяким якісно певним цілим , відмінним від суми якостей складових її елементів ( т. к. передбачає взаємодію елементів один з одним по -різному , тільки певними сторонами , властивостями , а не в цілому . )

5 . Функція - зовнішній прояв властивостей об'єкта ( елемента ) в даній системі відносин; певний спосіб взаємодії об'єкта з навколишнім середовищем , «здатність » об'єкта . Системи володіють багатьма функціями.

6 . Підсистеми ( субсістеми ) - частини системи , що представляють собою деякі довільно або природно виділені групи елементів. Виділення підсистем проводиться за функціональною ознакою . Один елемент іноді може збігатися з деякою підсистемою або входити відразу в декілька різних підсистем . При цьому зв'язок між елементами всередині підсистем і всередині системи відрізняється від характеру зв'язку між самими підсистемами . Елементи і підсистеми об'єднуються поняттям компоненти системи .

7 . Надсістема ( метасистема ) - система вищого порядку по відношенню до даної , і в яку дана система вписана і функціонує « на правах » підсистеми .

8 . Технічна система (ТС ) є штучно створене матеріальне єдність закономірно організованих у просторі і в часі і знаходяться у взаємному зв'язку елементів , що має метою свого функціонування задоволення деякої суспільної потреби . Елементи МС можуть бути як штучними , так і природними . Будь ТЗ входить у дві системи відносин . З одного боку - це об'єкт матеріального світу , що підкоряється законам природи ( в першу чергу законами фізики як найбільш загальним) , з іншого боку , ТЗ виступає як елемент суспільних відносин , т. к. техніка є лише засобом для здійснення соціальних цілей. Якщо ТЗ характеризується просторовим розташуванням елементів , то ТЗ - пристрій чи речовину . Якщо ТЗ характеризується організацією елементів у часі - маємо справу зі способом .

Поняття ТЗ дозволяє сформулювати основний ознака технічного рішення (ТР) : ТР вказує конкретну ТЗ , функціонування якої дозволяє досягти поставлену мету , тобто вказує на ставлення ТЗ до деякої мети .
Виходячи з поширеного розуміння того , що запаси природних вуглеводнів не безмежні , багато винахідників одинаки і винахідницькі колективи шукають будь-які шляхи для того щоб запропонувати альтернативне паливо , не завжди думаючи про те як це рішення буде працювати саме в системі , як комплексі елементів
Невелика британська компанія виробила перші паливо з повітря , використовуючи революційну технологію , яка може допомогти вирішити енергетична криза , пише видання Independent. Компанія Air Fuel Synthesis виробила 5 літрів палива з серпня , коли вона запустила невелику установку для виробництва рідкого палива з вуглекислого газу і водяної пари , повідомляє автор статті Стів Коннор .

Компанія сподівається , що за два роки їй вдасться побудувати більш велику установку , здатну виробляти тонну палива на день. "Хоча процес поки перебуває на ранніх етапах і потребує електриці з національної мережі , компанія вважає , що в підсумку буде можливо використовувати силу поновлюваних джерел , вітрових електростанцій або приливних гребель " , - підкреслює журналіст.

" Ми взяли вуглекислий газ з повітря і водень із води і перетворили ці елементи в паливо. Ніхто не робить нічого подібного ні в нашій країні , ні за її межами , наскільки нам відомо " , - говорить глава компанії Пітер Харрісон. "Наше паливо здатне працювати в існуючих двигунах. Це означає , що може бути використана існуюча транспортна інфраструктура " , - продовжує він. Він вважає , що це паливо може змінити природний і економічний ландшафт Великобританії .

Спочатку передбачається вироблене новаторське паливо змішувати зі звичайним. Технологія також ідеально підходить для віддалених районів , які володіють достатніми джерелами відновлюваної енергії , але обмеженими можливостями для їх зберігання , відзначає Харрісон.

Хоча прототип системи розроблено для виділення вуглекислого газу з повітря , дана частина процесу поки занадто неефективна з точки зору комерційного використання , підкреслює автор статті. Проте професор Клаус Лакнер з Колумбійського університету Нью - Йорка відзначає , що висока вартість будь-якої нової технології завжди з часом різко скорочується.

Повідомлення про це з'явилися в багатьох інтернет виданнях , і , як мені здається в різних інтерпретаціях
Ось ще одне повідомлення про це ж методі вирішення енергетичної проблеми
Британська компанія Air Fuel Synthesis розробила технологію виробництва бензину шляхом синтезу вуглекислого газу з випарами води , повідомляє газета The Daily Mail.

За словами представників компанії , з серпня на побудованому її дослідниками мініатюрному переробному комплексі вдалося створити 5 літрів бензину.
У Air Fuel Synthesis вважають , що їх розробка здатна стати рішенням для наростаючої світової енергетичної кризи. На сьогоднішній день виробництво однієї тонни бензину за новою технологією обходиться приблизно в 400 фунтів стерлінгів ( 644 долари ) , пише Motor.ru .
Технологічний процес фірми включає в себе змішування повітря з гідроксидом натрію. Одержаний в результаті цього гідрокарбонат натрію піддають електролізу , що дозволяє створити натуральний вуглекислий газ. Згодом він змішується з витягнутим з води воднем для отримання вуглеводневої суміші . Після змішання з паливними добавками , таким пальним можна заправляти автомобіль .

В даний час компанія використовує електрику від мережі , але в майбутньому розраховує стати повністю автономної за рахунок власних відновлюваних джерел енергії.

У Air Fuel Synthesis розраховують через 2 роки збудувати повноцінний переробний комплекс , який зможе виробляти тонну бензину на день, а ще через 15 років компанія планує виробляти синтезований бензин в промислових масштабах.

У зв'язку з цими повідомленнями абсолютно не зайвими є нагадування про те , що давно відомі ефективні поновлювані джерела енергії , одним з найбільш дешевих і ефективних з яких є метанол
недоліки
• Метанол труїть алюміній. Проблемним є використання алюмінієвих карбюраторів і інжекторних систем подачі палива в ДВС. Це відноситься в основному до метанолу - сирцю , який містить значні кількості домішок мурашиної кислоти і формальдегіду. Технічно чистий метанол , що містить воду , починає реагувати з алюмінієм при температурі вище 50 ° C , а зі звичайною вуглецевою сталлю не реагує зовсім.
• Гідрофільність . Метанол втягує воду , що є причиною розшарування паливних сумішей бензин- метанол .
• Метанол , як і етанол , підвищує пропускну здатність пластмасових випарів для деяких пластмас ( наприклад , щільного поліетилену ) . Ця особливість метанолу підвищує ризик збільшення емісії летючих органічних речовин , що може призвести до зменшення концентрації озону і посиленню сонячної радіації.
• Зменшена летючість при холодній погоді : мотори, що працюють на чистому метанолі , можуть мати проблеми із запуском при температурі нижче +10 ° C та відрізнятися підвищеною витратою палива до досягнення робочої температури. Дана проблема проте , легко вирішується додаванням в метанол 10-25 % бензину .
Низький рівень домішок метанолу може бути використаний в паливі існуючих транспортних засобів з використанням належних інгібіторів корозії. Т. н . європейська директива якості пального ( European Fuel Quality Directive ) дозволяє використовувати до 3% метанолу з рівною кількістю присадок в бензині , продаваемoм в Європі. Сьогодні в Китаї використовується більш 1000 млн галонів метанолу на рік як транспортного палива в сумішах низького рівня , що використовуються в існуючих транспортних засобів , а також високорівневі суміші в транспортних засобах , призначених для використання метанолу в якості палива.
При застосуванні метанолу в якості палива слід зазначити , що об'ємна і масова енергоємність (теплота згоряння ) метанолу на 40-50 % менше , ніж бензину , однак при цьому теплопродуктивність спіртовоздушних і бензинових топлівовоздушних сумішей при їх згорянні в двигуні розрізняється незначно з тієї причини , що високе значення теплоти випаровування метанолу сприяє поліпшенню наповнення циліндрів двигуна і зниження його теплонапруженості , що призводить до підвищення повноти згоряння спіртовоздушной суміші. У результаті цього зростання потужності двигуна підвищується на 10-15 %. Двигуни гоночних автомобілів що працюють на метанолі з вищим октановим числом ніж бензин мають ступінь стиснення , що перевищує 15:1 , в той час як у звичайному ДВС з іскровим запалюванням ступінь стиснення для неетильованого бензину як правило , не перевищує 11,5:1 . Метанол може використовуватися як в класичних двигунах внутрішнього згоряння , так і в спеціальних паливних елементах для отримання електрики.
Важлива якість метанолу полягає в тому , що у відпрацьованих газах в2 -3 рази менше токсичних компонентів , ніж при використанні бензину. Проте зазначені вище недоліки і малі ресурси метанолу практично не дозволяють використовувати його сьогодні як самостійне паливо.
Тому його застосовують як добавки до бензину. В експериментах використовувалися суміші з вмістом метанолу від 5 до30 %. При цьому концентрація окису вуглецю у відпрацьованих газах знижується на 14-72 %. Суміш метанол - бензин трохи знижує характеристики потужності двигунів. Але слід мати на увазі , що добавка метанолу , наприклад , у кількості 15 % підвищує октанове число суміші з 88 до 95,8 . За відповідної переробці двигуна з метою підвищення на ньому ступеня стиснення можна отримати навіть економію на витраті палива.
У зв'язку з тим , що завдяки впровадженню інноваційної технології видобутку сланцевого газу , ресурси цієї сировини для виробництва метанолу істотно зросли і цей фактор дозволяє сподіватися що обмежені ресурси повітря не будуть навіть у фантазіях і експериментах любителів сенсацій використовуватися для виробництва вже існуючих і більш ефективних продуктів
Для приготування паливної суміші передбачається застосувати пристрій для динамічного змішування і активування паливної суміші
Варіант 1 , - попереднє змішування за допомогою вказаного пристрою і подача на пальник бойлера без будь-яких змін до конструкції та робочому циклі пальника і бойлера
Варіант 2 , - попереднє змішування за допомогою вказаного пристрою і подача на , встановлене на вході в пальник бойлера такий же пристрій , звідки після гомогенізації суміш надходить на пальник (при цьому ніяких змін в конструкції бойлера та пальники не проводиться )
Варіант 3 , - змішування проводиться на встановленому на вході в пальник бойлера пристрої для динамічного змішування і активування паливної суміші (при цьому ніяких змін в конструкції бойлера та пальники не проводиться )
На базі методів і прийомів регламентованих і рекомендованих ТРИЗ і АРИЗ і на базі застосування поняття ідеальний кінцевий результат пропонується система попередніх тестів і випробувань , які можуть підтвердити факти досягнення ідеального кінцевого результату при використанні як паливної суміші - суміші з дизельного тоопліва та метанолу
МЕТА ПЕРШОГО ЕТАПУ ВИПРОБУВАНЬ
Метою першого етапу випробувань є перевірка впливу паливної суміші у вигляді емульсії з дизельного палива та метанолу на концентрацію сажі у вихлопних газах дизельного двигуна
Додатковою метою першого етапу випробувань є перевірка впливу паливної суміші у вигляді емульсії з дизельного палива та метанолу на концентрацію чадного газу , вуглекислого газу і кисню у вихлопних газах дизельного двигуна
Додатковою метою першого етапу випробувань є перевірка впливу паливної суміші у вигляді емульсії з дизельного палива та метанолу на концентрацію окислів азоту ( NOx) у вихлопних газах дизельного двигуна
Непрямими цілями випробувань є:

  • Перевірка можливості роботи сучасного серійного дизельного двигуна з емульсією з дизельного палива та метанолу замість звичайного дизельного палива
  • Перевірка можливості роботи системи управління сучасного серійного дизельного двигуна з емульсією з дизельного палива та метанолу замість звичайного дизельного палива
  • Перевірка можливості роботи сучасного серійного дизельного двигуна з пристроєм для динамічного приготування емульсії з дизельного палива та метанолу , вбудованого в паливну систему двигуна між паливним фільтром і насосом високого тиску
  • Перевірка можливості роботи паливної системи сучасного серійного дизельного двигуна з емульсією з дизельного палива та метанолу замість звичайного дизельного палива
  • Перевірка можливості вести ефективне регулювання системи уприскування і запалення сучасного серійного дизельного двигуна , при використанні емульсії з дизельного палива та метанолу , замість звичайного дизельного палива
  • Перевірка можливості ефективного підключення трубопроводу ведучого емульсію від виходу з пристрою для динамічного приготування емульсії до входу в насос високого тиску сучасного серійного дизельного двигуна
  • Перевірка можливості контролювати баланс витрати емульсії на виході з пристрою для динамічного приготування емульсії і на вході в насос високого тиску сучасного серійного дизельного двигуна
  • Перевірка можливості сталої роботи сучасного серійного дизельного двигуна при подачі в нього емульсії з дизельного палива та метанолу при зміні витрати емульсії і пропорцій між дизельним паливом і метанолом в емульсії
  • Перевірка роботи пристрою для динамічного приготування емульсії з дизельного палива та метанолу при зміні робочих параметрів пристрою в частині наявності або відсутності вихрового виходу з пристрою і при зміні зазору в конічному кільцевому каналі пристрої з 100 мікрон на 25 мікрон
  • Перевірка роботи пристрою для динамічного приготування емульсії з дизельного палива та метанолу при зміні робочих параметрів пристрою в частині наявності або відсутності вихрового виходу з пристрою і при зміні розмірів і кількості каналів для подачі води в зону приготування емульсії
  • Перевірка змін у величині крутного моменту, що розвивається сучасним серійним дизельним двигуном , при використанні в ньому замість звичайного дизельного палива , - паливної емульсії з дизельного палива та метанолу
  • Перевірка рівня тиску в циліндрах сучасного серійного дизельного двигуна при використанні замість звичайного дизельного палива , - емульсії з дизельного палива та метанолу
  • Перевірка рівня тиску парів паливної суміші у вигляді емульсії з дизельного палива і води після уприскування в циліндри сучасного серійного дизельного двигуна
  • Порівняння рівнів концентрації сажі у вихлопних газах сучасного серійного дизельного двигуна при використанні як паливної суміші , - емульсії з дизельного палива та метанолу з вимогами стандартів

- Порівняння рівнів концентрації сажі у вихлопних газах сучасного серійного дизельного двигуна при використанні як паливної суміші , - емульсії з дизельного палива та метанолу та звичайного дизельного палива
Обладнання для проведення випробувань
Обладнання для проведення випробувань відповідає схемі прикладеної до технічним завданням
Сучасний серійний дизельний двигун для проведення випробувань
Для проведення випробувань застосовується стандартний серійно випускається дизельний двигун будь-якої моделі з робочим об'ємом циліндрів в 2.4 літра :
Максимальна витрата дизельного палива : 7.5 галонів на годину
Мінімальна витрата дизельного палива : 2 галона на годину
Максимальний обертовий момент : відповідно з паспортом двигуна
Концентрація сажі : для порівняння приймаємо обмежувальні вимоги діючих екологічних стандартів
Пристрій для динамічного приготування емульсії з дизельного палива і води
Для випробувань призначений пристрій з максимальною продуктивністю : 10 галонів пального на годину
Пристрій виготовлено згідно з технічною документацією , яка додається до справжньому технічним завданням
Характеристика емульсії , призначеної для випробувань на сучасному серійному дизельному двигуні
Варіанти і пропорції між компонентами емульсії :
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 5% і 95 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 10 % і 90 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 15 % і 85 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 20 % і 80 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 25 % і 75 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 30% і 70 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 35 % і 65 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 40 % і 60 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 45 % і 55 %
Співвідношення між метанолом і дизельним паливом в суміші , як 50 % і 50 %
Порядок проведення випробувань
Порядок проведення випробувань повинен бути викладений в додатковому документі
Вихідні технічні вимоги до сучасного дизельному двигуну , який буде застосовуватися для випробувань
Вихідні технічні вимоги до дизельного двигуна повинні бути викладені в додатковому документі
Загальні технічні вимоги до випробувань
Загальні технічні вимоги до випробувань повинні бути викладені в додатковому документі

корисний матеріал? Натисніть:




інші статті...
© Ярослав Ващук, 2003-2011
при використанні будь-яких матеріалів сайту посилання на джерело обов'язкове
[pageinfo]
сайты Хмельницкого bigmir)net TOP 100