ВВЕДЕНИЕ 7
1 ВИДЫ ТОПЛИВА И АНАЛИЗ ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ
ВИДОВ АЛЬТЕРНАТИВНЫХ ТОПЛИВ НА ТРАНСПОРТЕ 9
1.1 Виды топлив 11
1.2 Анализ применения топливно-водородных смесей для повышения
эффективности рабочего процесса бензиновых двигателей и методика исследований 25
1.3 Способы получения водорода и анализ генераторов водорода 33
Выводы по разделу один 47
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРА
АВТОНОМНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА
2.1 Описание схемы системы электролизёра автономной генерации
водородного топлива 49
2.2 Энергетическая эффективность процесса электролиза (КПД
электролизёра) 55
2.2.1 Физико-химические основы получения водорода 56
2.2.2 Термодинамика процесса разложения воды в процессе
электролиза 59
2.2.3 Расход электроэнергии и воды в процессе электролиза 61
2.3 Обратный огнепредохранительный клапан 62
2.4 Выбор фильтра-осушителя 65
Выводы по разделу два 66
3 КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРА АВТОНОМНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ВОДОРОДНОГО ТОПЛИВА
3.1 Общие положения 67
3.2 Общие размеры деталей установки 3.2.1 Расчет необходимого количества и размера пластин ячеек
и материала прокладок установки для получения кислородно-водородной газовой смеси 67
3.2.2 Общий вид установки для получения кислородноводородной газовой смеси 71
3.3 Выбор генератора для работы электролизёра автономной
генерации водородного топлива на автомобиле 75
3.4 Исследования электролизёра на эффективность генерации
водородной смеси 76
Выводы по разделу три 80
4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ 81
4.1 Определение перспективности и конкурентоспособности объекта
дипломного проектирования 81
4.2 Расчет затрат на производство детали 84
4.3 Оценка экономической состоятельности дипломного проекта 87
Выводы по разделу четыре 95
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 96
5.1 Область применения автомобиля 97
5.2 Анализ опасных и вредных факторов 98
5.2.1 Анализ механических опасностей 98
5.2.2 Анализ термических опасностей 99
5.2.3 Анализ опасностей от материалов и веществ 99
5.2.4 Анализ опасности возгорания газа 100
5.2.5 Анализ опасностей, связанных с выбросом в окружающую
среду электролита 100
5.3 Меры по устранению существующих опасностей и защитные меры по снижению риска
5.3.1 Комплекс применяемых мер по устранению механических опасностей 5.3.2 Комплекс применяемых мер по устранению термических
опасностей 101
5.3.3 Комплекс применяемых мер по устранению опасностей от
материалов и веществ 102
5.3.4 Комплекс применяемых мер по устранению опасности
возгорания 102
5.3.5 Комплекс применяемых мер по устранению опасности,
обусловленной выбросом в окружающую среду электролита 103
5.4 Требования, предъявляемые к безопасности и охране
окружающей среды 103
5.5 Информация для конечного потребителя 105
Выводы по разделу пять 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
БИБИЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 108
В настоящее время во всем мире насчитывается не один миллион автомобилей с двигателями внутреннего сгорания, и производство такого транспорта постоянно растет. В ближайшие несколько лет производство легковых автомобилей будет еще больше увеличено, и соответственно все острее будет стоять топливно-экологическая проблема. В последние годы наблюдались тенденции увеличения производства нефти странами мира, в том числе входящими в ОПЕК, в том числе и для политико-экономического давления друг на друга. Но разум, приводящий к консенсусу между ними, приводит и к пониманию, что экологическая проблема из года в год только обостряется, и поэтому необходимо взять курс на снижение потребления нефтяных моторных топлив, а также заниматься разработкой и замещением их альтернативными энергоносителями.
К сожалению, такое природное богатство как нефть - невозобновляемый природный ресурс, и ввиду истощения данных запасов нефти на автомобильном рынке все больше и больше находят свое широкое применение альтернативные виды топлива.
К альтернативным видам топлива (альтернативным энергоносителям) относят топлива, которые не являются продуктами переработки нефти, и традиционные нефтяные топлива, которые модифицированы различными добавками. К наиболее перспективным альтернативным топливам относятся: природный газ,
синтетические моторные топлива, в том числе спиртовые, биотоплива и водород, который может использоваться как основное топливо, так и в качестве высокоэффективной добавки к горючим смесям, а также как компонент, который необходим при производстве синтетических моторных топлив.
Уровень современной техники предлагает множество путей перевода существующих двигателей на другое топливо: с использованием штатных приборов приготовления смеси (карбюраторные системы), с использованием дополнительных приборов приготовления смеси (смеситель-испаритель, дополнительные форсунки), разработка и установка многотопливных систем питания.
Актуальность темы. Применение водорода в качестве источника возобновляемой энергии является одним из наиболее перспективных направлений альтернативной энергетики.
В результате проведенной работы была предложена система электролизной установки автономной генерации водородного топлива, которая позволяет решить некоторые проблемы при эксплуатации и обслуживании транспортного средства. К данным предложенным решениям можно отнести: уменьшение расхода топлива от 10 до 20%, повышение детонационной стойкости топлива, уменьшение отложения нагара на стенках камера сгорания, клапанах, днища поршня, впускных и выпускных каналах головки блока цилиндров, снижения концентрации вредных веществ в отработавших газах транспортного средства.
Произведя работы по исследованию установки, мы установили, что процессом генерации объема водородной смеси можно управлять.
Таким образом, применяя на практике данные конструкторские решения можно существенно снизить количество выбросов в окружающую среду, за счет уменьшения количества использованных нефтяных топлив. А также предотвратить выход из строя уже существующих на транспортном средстве систем снижения токсичности.
Выполненная работа имеет практическую ценность, так как исходя из общемировой практики замещения нефтяных топлив и сохранения окружающей среды, водородное топливо будет становиться все более востребованным в мире.
