ВВЕДЕНИЕ 4
1 Выбор основных характеристик стационарной гибридной
установки 6
1.1 Рекомендации по выбору элементов гибридной установки 7
1.2 Выбор первичного источника (двигателя внутреннего сгорания) 11
2 Описание конструкции базовых элементов ГУ 16
2.1 Силовая установка 16
2.1.1 Двигатель 16
2.1.2 Генератор 18
2.1.3 Муфта 18
2.2 Каркас электроагрегата 18
2.3 Шкаф аккумуляторных батареи и пусковое устройства 18
2.4 Система управления, контроля и защиты 19
3 Концепция повышения эффективности стационарной гибридной
установки 20
3.1 Различия между двигателями с гомогенным и гетерогенным видами
горения 20
3.1.1 Двигатели с гомогенным типом горения 20
3.1.2 Двигатели с гетерогенным типом горения 21
3.2 Применение водородосодержащего газа 21
3.3 Обзор методов получения водородсодержащего синтез-газа путем
каталитической конверсии углеводородов 23
3.4 Схема гибридной силовой установки 36
4 Результаты экспериментальных исследований и их анализ 41
4.1 Эффективность системы ДВС-ГСГ 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 58
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 60
ПРИЛОЖЕНИЕ А 64
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 67
ПРИЛОЖЕНИЕ В 69
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 76
Результаты исследований газового двигателя с добавками водорода 76
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 79
1 Назначение системы 79
2 Технические данные 79
3 Состав системы подачи «гремучего» газа и его компонентов 79
4 Принцип работы системы
Одним из перспективных направления развития энергетики является развитие малой энергетики. Сегодня данное направление практически не развито. В основе малой энергетики лежат установки, которые должны отвечать определенным требованиям, таким как высокая экономичность, экологичность, надежность и т.д. При этом, основной задачей малой энергетики является обеспечение энергетической независимости различных потребителей, особенно таких потребителей, которые являются общественно важными составляющими гражданского общества. К таким потребителям можно отнести, например, удаленные единичные технические и населенные объекты, больницы и др.
При решении вопроса энергетической независимости необходимо решить комплекс задач, это экономическая доступность (низкая цена), дешевая и простая эксплуатация энергетической установки. Таким образом, целью магистерской диссертации является анализ возможности повышение эффективности стационарных гибридных установок.
Для достижения поставленной цели, необходимо выполнить следующие задачи исследования:
- провести анализ существующих гибридных установок;
- определить перспективные направления развития гибридных систем;
- разработать рекомендации на основе проведенного анализа по повышению экономических показателей стационарных гибридных установок.
Объектом исследования является процесс, обеспечивающий повышение эффективности стационарной гибридной установки.
Предметом исследования являются стационарная гибридная установка.
Научная новизна. Научная новизна заключается в обосновании метода, обеспечивающего повышение эффективных показателей установки.
Практическая значимость. Практическая значимость работы заключается в разработке технического предложения, обеспечивающего улучшенные показатели гибридной установки.
На защиту выносится:
- направления возможности повышения эффективных показателей гибридных установок;
- рекомендации по дальнейшему совершенствованию стационарных гибридных установок, в частности двигателя внутреннего сгорания как основного элемента гибридной установки.
Апробация работы: основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры «Энергетические машины и системы управления» ТГУ.
Публикации: по теме диссертации опубликовано 3 печатных работ.
Структура и объем диссертации.
Диссертации состоит из введения, четырех глав, заключения включающего основные результаты и выводы и списка используемых источников.
В ходе диссертации были получены следующие результаты:
- изучено состояние вопроса на сегодняшний день по теме использования водородосодержащих газов в качестве топлива и добавок к традиционному моторному топливу и установлен уровень развития и степени проработанности водородной тематики. Было выявлено отсутствие систематизированной и полной информации по теме применения водорода с целью улучшения экономических параметров;
- проведен анализ возможности повышения экологических и экономических показателей гибридной установки путем частичной замены основного топлива синтез газов.
- предложена схема гибридной установки реализующий принцип использования синтез-газа.
- получены и обработаны результатов исследования влияния добавок водородосодержащих газов на экономические и экологические показатели ДВС при разных способах смесеобразования;
- установлена зависимость влияния добавок водородосодержащих газов на экономические и экологические показатели ДВС при разных способах смесеобразования:
- установлена зависимость влияния добавок водорода на экономические показатели двигателя, которая позволяет определить расход топлива при добавке водорода в зависимости от расхода водорода:
GHm = k GT - GH(HUH/НиТ);
- зависимость позволяет учитывать способ формирования ТВС и эффективность применения водорода за счет присутствия в ней коэффициента k;
- установлено, что коэффициент k имеет сложную функциональную зависимость и изменяется в диапазоне от 0,8 до 1, в частности:
- для двигателей с гетерогенным смесеобразованием (дизельные
двигатели) к = 1;
- для двигателей с гомогенным смесеобразованием (работающие на
газовом топливе двигатели) к = 0,8...0,97 для исследованных диапазонах
режимов и добавок.
- экспериментально установлено, что наибольший эффект добавка водорода оказывает на двигатели с гомогенным способом формирования ТВС.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
