ВВЕДЕНИЕ 4
Глава 1 Обзор эффективности добавка водорода 6
1.1 Обзор способов получения и хранения водорода 6
1.2 Обзор эффективности применения добавки водорода в автомобильных
ДВС 7
1.2.1 Обзор результатов, представленных в диссертации Мисбахова Рината
Шаукатовича 7
1.2.2 Обзор результатов, представленных в диссертации Павлова Дениса
Александровича 10
1.2.3 Обзор результатов, представленных в диссертации Галышева Юрия
Виталиьевича 13
1.2.4 Обзор результатов, представленных в диссертации Талда Геннадий
Борисович 17
1.2.5 Обзор результатов, представленных в диссертации Румянцева Виктора
Валентиновича 20
1.2.6 Обзор результатов, представленных в диссертации Бортникова
Лионида Никитовича 24
Вывод по главе 1 27
Глава 2 Анализ эффективности добавки водорода 28
Выводы по Главе 2 49
Глава 3 Обобщения стоимости добавки водорода 51
3.1 Водород и сжатый природный газ, смешенное тестируемое биотопливо . 51
3.3 Новая технология переработки отходов пластмасс в углеводородное
топливо в США 58
Выводы по Главе 3 60
Глава 4 Влияние добавки водорода на стоимость топлива в ДВС с
искровым зажиганием 62
4.2 Оценка экономической эффективности добавки водорода в качестве
активатора горения сжатого природного газа 64
Выводи по Главе 4 67
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 68
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 69
ПРИЛОЖЕНИЕ А 73
Применению водорода в ДВС посвящено большое количество экспериментальных работ, выполненных как отечественным авторами, как и за рубежном. Однако, практически все работы имеют исследовательский характер и не доведены до практического применение. Следует отметить, что все проведенные исследования четко показывают эффективность добавок водорода в ТВС с возможность снижения токсичности ОГ при повышении экономичности. Сложность практического применение данного метода заключается в реализации системы хранения водорода на автомобиле или его получения с помощью бортового генератора.
Вместе с тем жесткость перспективных нормативов на автомобильные ДВС требует поиска новых путей и новых технологий решения данной проблемы. В связи с этим целью данной работы являлось получения достоверных данных о возможности снижения расхода топлива при добавке водорода с оценкой возможности его практического применения.
Целью магистерской работы является оценка влияния добавки водорода на стоимость потребляемого горючего при сохранении энергетических параметров работы двигателя.
Для достижения поставленной цели, необходимо выполнить следующие задачи исследования:
1 провести анализ возможности получения водорода и его стоимости в розничной продаже;
2 провести анализ экспериментальных данных по выявлению влияния добавки водорода на изменение расхода основного горючего;
3 выявить условия экономической эффективности применения водорода в качестве добавки к основному топливу.
Объектом исследования является процесс сгорания в ДВС.
Предметом исследования являются эффективность применения добавок водорода к основному топливу.
В работе были использованы методы статистической обработки известных экспериментальных данных, математического анализа, моделирования рабочих процессов ДВС.
Достоверность полученных результатов исследования обусловлена сходимостью полученных результатов и применением методов статистической обработки данных.
Научная новизна исследования состоит в полученных закономерностях влияния добавки водорода на экономические показатели работы ДВС.
Практическая ценность научных результатов заключается в предложенной методике оценки экономической эффективности добавки водорода на стадии проектирования новых силовых агрегатов, что позволит существенно снизить затраты на проведение испытаний автомобиля.
На защиту выносится:
1 анализ экспериментальных данных по выявлению влияния добавки водорода на изменение расхода основного горючего;
2 условия экономической эффективности применения водорода в качестве добавки к основному топливу.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Энергетические машины и системы управления» ТГУ, а также на конференции, в 2016-2017 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 печатных работы.
Структура и объем диссертации.
Диссертации состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы из 33 наименований. Работа изложена на 92 страницах машинописного текста, 40 приложениями, иллюстрированного 21 таблицей и 31рисунками, общий объем составляет 92 страницы.
В ходе исследования был проведен анализ возможности экономически эффективного применения добавки водорода в топливо.
В результате проведенный анализ возможности получения водорода и его стоимости в розничной продаже показал отсутствие дешевых вариантов приобретения водорода, так минимальная цена на 40 л баллона водорода газообразного технического марки А составляет 991,2 руб, что с учетом плотности водорода (р = 0,09 кг/м3) получили стоимость 1 кг водорода равную 1748 руб.
Проведенный анализ экспериментальных данных по выявлению влияния добавки водорода на изменение расхода основного горючего, показал, что наибольший эффект от добавки водорода наблюдается в зоне низких нагрузок и холостого хода, что показывает нецелесообразность постоянной подачи водорода на всем диапазоне режимов работы двигателя.
Выявлены условия экономической эффективности применения водорода в качестве добавки к основному топливу, показавшие, что экономическая эффективность применения добавок водорода возможна лишь при значительном повышении стоимости бензина до 150-200 руб. за 1 л. При этом количество добавляемого водорода должна быть минимальна и варьироваться до 0,02 кг/ч, что указывает об актуальности исследований именно небольших добавок водорода, что также соответствует возможностям бортовых электролизеров.
Обобщая сказанное следует сделать вывод, что экономически оправданным применение добавки водорода станет в том случае если значительно снизится его стоимость (в 3-4 раза), или значительно подорожает бензин при сохранении стоимости водорода.
