16 видов топлива, на котором могут передвигаться автомобили

49_raps1_

Рапсовое поле Рапсовое поле

Наши исследователи тоже не лыком шиты и не теряют времени даром. Ученые из Иркутского национального исследовательского технического университета и Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН наглядно доказали, что можно не только сжигать солярку на полях во время посевной и уборочной, но и превратить зеленые нивы в возобновляемые экологически чистые источники биодизтоплива. В ходе экспериментов ученые сделали ставку на выращивание масличных растительных культур как наиболее подходящих, по их мнению, для производства биологического горючего. Горчица, рапс, масличная редька, крамбе, сурепица и рыжик — все эти растения (а точнее, масла, извлеченные из них) в скором времени могут превратиться в горючее, на котором поедут российские автомобили. По предварительным оценкам, стоимость такого топлива составит не больше 20 руб. за литр. Теперь дело за предпринимателями, которые смогут воплотить это изобретение в жизнь.

***

Многие страны могут похвастаться своими разработками альтернативного топлива. Так, в Латвии научились производить бутанол из борщевика, злостного и к тому же ядовитого сорняка, доставляющего массу проблем жителям сельской местности. Уникальность созданной латышскими учеными установки в том, что для расщепления биомассы они применяют не химические вещества, а энзимы, извлеченные из грибов. Во Вьетнаме придумали, как делать горючее из скорлупы кокосовых орехов. А еще можно вырабатывать топливо из водорослей, древесной щепы, отработанного пищевого масла, бытового мусора и много чего еще. Так что в случае истощения нефтяных запасов топливный коллапс человечеству точно не грозит.

Конец эры бензина: что будем заливать в баки в будущем — шесть альтернатив

Классификация топлив и их краткая характеристика

Жидкое топливо производится преимущественно двумя способами: физическим и химическим. Первый протекает без нарушения структуры углеводородов, второй — с изменением ее. Физический способ, или прямая перегонка нефти, представляет собой процесс разделения ее на отдельные фракции, отличающиеся температурой кипения. Для этого нефть нагревают в нефтеперегонных установках до температуры 300…380 °С, а образовавшиеся пары отбирают и конденсируют по частям в колоннах. В результате перегонки получают топливные дистилляты и остаток, называемый мазутом, который может быть использован для химической переработки или получения смазочных масел. Легкокипящие фракции в паровой фазе достигают верха колонны и вместе с испарившимся оросителем отводятся из колонны в конденсатор — газоотделитель. Более тяжелые топливные фракции отводят из колонны через холодильники и отбирают дистилляты: бензиновый (40…200 °С), керосиновый (140…300 °С), газойлевый (230…330 °С), соляровый (280…380 °С) и в остатке — мазут.

Жидкие топлива подразделяются на:

• карбюраторные (авиационные и автомобильные);
• реактивные;
• топлива для дизелей — дизельные топлива (зимние, летние, арктические), моторное топливо, соляровое масло;
• котельные (мазут флотский, топочный мазут).

Карбюраторные топлива состоят из низко- и среднекипящих фракций нефти (фракции, выкипающие при температурах 35…200 °С) и легких продуктов вторичной переработки. В качестве топлив для карбюраторных двигателей используются также сжиженные углеводородные газы.

Топлива для авиационных карбюраторных двигателей представляют собой смесь бензиновых фракций каталитического крекинга и риформинга (фракции, выкипающие при температурах 40…180 °С), алкилата и других высокооктановых компонентов с добавкой антидетонационных и антиокислительных присадок. Выпускаются авиационные бензины марок Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115 (в числителе — октановое число, в знаменателе — сортность на богатой смеси). Октановое число определяется по моторному методу. Сортность — это тоже октановое число, оно оценивает прирост мощности по сравнению с чистым изооктаном.

Реактивные топлива (авиационные керосины) получают, как правило, прямой перегонкой нефти (фракции, выкипающие при температурах 200…300 °С). Выпускаются топлива для летательных аппаратов с дозвуковой скоростью полета (Т-1, Т-2, ТС-1) и для сверхзвуковых самолетов (Т-6, Т-8).

В реактивном двигателе процесс сгорания топлива происходит иначе, чем в двигателях внутреннего сгорания. В реактивном двигателе топливо подается непрерывно, сгорание происходит в потоке воздуха, двигающегося со скоростью 135 м/с. Поэтому главными факторами для нормальной работы являются скорость и полнота сгорания топлива.

Дизельные топлива, применяемые в двигателях с воспламенением от сжатия, подразделяются на три группы:

• для быстроходных дизелей (ДЗ, ДЛ, ДС);
• для автотракторных, судовых дизелей (А, С);
• для среднеоборотных дизелей (ДТ, ДМ).

Дизельные топлива состоят из средних фракций нефти, перегоняющихся в пределах 180…350 °С, легких газойлей каталитического и термического крекинга и гидрокрекинга.

Просмотров: 7 565

Виды топлива для автомобилей

Российские производители горючего стараются следовать новым тенденциям. Разрабатывают топливо с большой теплотой сгорания. Добавляют к углеводородам омывающие присадки и модификаторы, улучшающие свойства бензина или дизтоплива.

Сначала несколько слов об энергетической составляющей:

• бензин – смесь углеводородов, выкипающих в температурном интервале от 35 до 2000 градусов;
• дизтопливо по составу отличается, в нём молекулы, разрушающиеся при нагреве свыше 180 градусов, температурный максимум – 3600 градусов.

Сразу стало понятно, почему ДТ заправляют мощные «крузаки», джипы, а бензином – аккуратные седаны и хэтчбеки. Некоторые моторы хозяева переводят на газ, у него есть свои плюсы и минусы. На газ выгодно переходить при постоянной эксплуатации машины. Он обойдётся дешевле. Но придётся всегда возить с собой баллоны, они весят до 100 кг. Если лишний центнер в багажнике не помеха – тогда вперёд! Переходим на газ.

Виды топлива

Альтернативное топливо, несмотря на свое разнообразие, является дорогостоящим и скорее экспериментальным. Поэтому потребители используют привычное, относительно недорогое горючее: дизтопливо, бензин и т.д. А топливные карточки позволят водителю оптимизировать затраты используемого топлива и проконтролировать его потребление.

Ученые очертили следующие виды топлива.

• Природный газ. Такое топливо сгорает полностью и дает меньше выбросов, загрязняющих окружающую среду. Для использования газа в автомобиле специально перепроектируются двигатели. Природный газ, как топливо, может применяться в виде сжатого газа, так и в виде жидкого газа.
• Электричество. Автомобиль работает от батарей, заряжающихся при его подключении к обычному источнику питания. Электричество – самый дешевый вид топлива.
• Водородное топливо – эффективный аккумулятор энергии. Водород опасен, поэтому используется в сочетании с другими видами топлива.
• Сжиженный нефтяной газ (пропан). Такой газ используется в двигателе после небольших его модификаций. Газ полностью сгорает и его выбросы меньше загрязняют природу по сравнению с бензином.
• Биодизельное топливо, изготовленное на основе растительных масел (подсолнечное, соевое, рапсовое) и животных жиров. Любое транспортное средство с дизельным двигателем может работать на биодизельном топливе.
• Метанол (древесный метиловый спирт), который может использоваться в транспортных средствах с метаноловыми двигателями.
• Этанол (этиловый спирт), получаемый в результате брожения кукурузы, пшеницы, ячменя и дистилляции. Его смешивают с бензином, в результате чего выхлопные газы, полученного таким образом топлива, практически не загрязняют атмосферу.
• Виды топлива серии Р – это соединение этанола, природного газа и метилтетрагидрофурана. Относительно чистое топливо с высоким октановым числом.

Как альтернативное экспериментальное топливо используются жидкий азот, солнечная энергия, биогаз, газовый конденсат, водяной пар (паровые автомобили), аммиак, диметиловый эфир и т.д.

Некоторые виды альтернативного топлива уже применяются на автозаправочных станциях для заправки автомобилей наряду с бензином и дизтопливом. На АЗС осуществляется заправка по безналу и за наличные.

Компания «РусПетрол» предлагает услуги по оформлению топливных карт для возможности приобретения горючего на выгодных условиях и контроля расхода топлива.

Машины с газовыми турбинами

Газовая турбина — вид двигателя, в котором горячий газ, образующийся при сгорании топлива, своим движением раскручивает лопасти турбин, а затем выбрасывается через сопло. Этот двигатель может выдавать очень большую мощность при небольших размерах, поэтому вскоре после своего появления он прочно обосновался на самолётах и вертолётах. Однако нашлись и энтузиасты применения газовых турбин на наземном транспорте. В первую очередь привлекала их именно мощность.

Газотурбинными двигателями стали оснащать танки, грузовики, автобусы и легковые автомобили. В 1950-е в США на буме увлечения футуристическими проектами был выпущен мелкой серией газотурбинный Firebird, своим дизайном больше напоминавший истребитель.

Машина развивала скорость более 300 км/ч, но имела и весомые недостатки. Прежде всего это был огромный расход топлива, а также мощный гул, напоминавший гул реактивного самолёта.

В последующие годы эксперименты с газотурбинными двигателями продолжались. Вот только некоторые из реализованных проектов.

Сухопутный поезд LeTourneau TC-497, построенный в США, имел грузоподъёмность 400 тонн и был оснащён газотурбинными двигателями суммарной мощностью 5000 л. с.

Газотурбинный автобус, построенный в СССР, развивал скорость 160 км/ч

Также в СССР поставили газотурбинный двигатель на танк Т-80

Jaguar C-X75 с двумя газовыми турбинами мощностью 778 л. с., выпущенный в 2010 г., может разгоняться до 330 км/ч

В целом идея оснащения газовыми турбинами наземного транспорта в последние десятилетия потеряла популярность. Виной этому огромный расход топлива, дороговизна и меньшая надёжность газотурбинных двигателей по сравнению с обычными ДВС.

Аммиак

Аммиак использовался для питания двигателей внутреннего сгорания еще в 1943 году. С тех пор он не оказал большего влияния, потому что обладал низкой плотностью энергии – где-то в два раза ниже, чем у бензина.

Однако аммиак можно производить дешево и в больших количествах, его можно использовать в качестве топлива для поршневых двигателей или в топливных элементах для выработки электроэнергии. В аммиаке нет углерода, поэтому он производит нулевые вредные выбросы углекислого газа. То, что удерживает его от использования в качестве топлива в настоящее время, касается его безопасности при хранении на автозаправочных станциях и на борту автомобилей.

Влияние на окружающую среду

Эмиссия CO₂

Сжигание ископаемых видов топлива приводит к выбросам диоксида углерода (CO₂) — парникового газа, который сохраняется в атмосфере столетиями и вносит наибольший вклад в глобальное потепление. Климатические исследования надежно установили близкую к линейной связь между величиной глобального потепления и количеством накопленного в атмосфере диоксида углерода CO₂. Для ограничения глобального потепления величиной 2 °C с назначенным шансом на успех, необходимо установить предельную величину будущих совокупных выбросов CO₂, которые, таким образом, представляют собой конечный по величине общий глобальный ресурс. Эмиссионный бюджет СО₂, определяемый из цели предотвращения неприемлемого глобального потепления, означает, что 60 — 80 % запасов ископаемого топлива должны оставаться нетронутыми, для чего требуется немедленное и резкое снижение текущих темпов добычи и сжигания ископаемого топлива.

В то же время мировые финансовые рынки в основном игнорируют необходимость ограничения эмиссии CO₂. Добыча ископаемого топлива продолжает субсидироваться правительствами многих стран, большие средства продолжают расходоваться на разведку новых запасов. Инвесторы склонны полагать, что все запасы углеродного сырья могут стать объектом добычи и коммерческого использования.

Начиная с 2012 года, ряд экологических групп проводят глобальную кампанию за бойкот инвестиций в ископаемое топливо, логику которой её инициаторы формулируют следующим образом: «если неправильно разрушать климат, то неправильно и получать прибыль от этого разрушения».
Масштабы кампании быстро расширяются, её официально поддержала ООН. Несколько транснациональных инвесторов (например, крупнейшая страховая компания Франции AXA) объявили о полном деинвестировании своих средств из добычи угля.

Роль выбросов природного газа

Природный газ, основную часть которого составляет метан, также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20—25 раз сильнее, чем у молекулы CO₂, поэтому с климатической точки зрения сжигание природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу.

Другие воздействия

На долю предприятий топливно-энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.

Требования к автомобильным топливам (технико-эксплуатационные)

 В качестве автомобильного топлива в наше время используется бензин, сжиженный или сжатый газ, а также дизельное топливо. И от качества топливных материалов зависит состояние топливной системы автомобиля.

 Качественное топливо должно обеспечивать следующие эксплуатационные свойства:

 — противоизносные – обладать хорошей смазывающей способностью и вязкостью;

 — горючесть и воспламеняемость – детонационная стойкость, температура воспламенения, концентрационные и температурные пределы воспламенения, отсутствие жестокой работы, теплота сгорания, индикаторные характеристики;

 — охлаждающие свойства – теплопроводность, теплоемкость;

 — прокачиваемость – содержание ПАВ (поверхностно-активных веществ), фильтруемость, показатели чистоты топлива, вязкостно-температурные свойства;

 — совместимость с неметаллическим материалами и коррозионная активность – воздействие на резину, содержание серы, водорастворимых кислот, сероводорода, кислотность, воздействие на различные прокладки и диафрагмы, герметики;

 — испаряемость – оценивается  давлением насыщенных паров и фракционным составом;

 —  склонность к образованию отложений – химическая и термическая стабильность потлива, возможность лако–,  смоло-, нагарообразования и интенсивность.

Разновидности автомобильного топлива

Особенность бензина состоит в том, что для удачной работы должен смешиваться с воздухом, чтобы процесс возгорания происходил лучше и проще. Высокая детонационная стойкость исчисляется с помощью октанового числа, которое и определяет данные параметры. Высокий показатель октанового числа говорит о наивысшем качестве бензина, данное топливо безвредно для автомобиля и имеет низшую степень детонации.

Дизельное топливо имеет свои минусы. Данное вещество не терпит холодов, что усложняет жизнь автомобилистам, так как в зимний период нужно устанавливать специализированные насадки, которые снижают вероятность замерзания топлива.

Эко — топливо является настоящим трендом, так как модель правильного образа жизни и защиты природы- наиболее популярное веяние современности.

Машины на экологическом горючем имеют меньшую скорость для разгона, но основная проблема состоит в том, что в мире очень мало эко — заправок, а заряда нужно ждать достаточно длительное время.

Газовое топливо — популярный вид горючего, который не имеет губительных веществ для атмосферы. Однако, газ является более взрывоопасным и не все заправочные станции могут помочь вам с заправкой автомобиля данным топливом. Данная сфера активно развивается и все больше автомобилистов занимаются вопросом переведения своего автомобиля на газ.

У каждого автомобилиста возникает вопрос о том, какое топливо выгоднее. Лидером в данном вопросе остается газобаллонное горючее.

Основные характеристики топлива.

Основной
характеристикой топлива является его
химический состав, который выражается
в процентах от общей массы или объема
топлива. Для газообразного топлива его
состав устанавливается в виде предельных
и непредельных углеводородов и химических
элементов в составе топлива. 

Эти
элементы по-разному участвуют в процессе
горения, выделяя различное количество
тепла при его сжигании. Основными
элементами твердого и жидкого топлива
является углерод C , водород H , сера S ,
кислород O , азот N , минеральные примеси
А, влага W.

C
, H и S составляют горючую массу топлива
.

О
и N составляют внутренний балласт топлива
(чем их больше, тем сильнее ее слабые
качества). 

А
и W — внешний балласт топлива . 

C
+ H + S+ O + N + A + W = 100 % 

В
зависимости от содержания балластных
элементов в топливе и общей массы
топлива, элементарный состав в справочниках
и таблицах приводиться в 4-х видах:

-состав
на рабочую массу, когда присутствуют
все элементы:

-на
сухую массу:

-топливо
на горючую массу:

Все
расчеты, производимые в процессе горения
топлива, необходимо выполнять с
элементарным составом топлива, заданным
на рабочую массу. Поэтому для перерасчета
различных масс топлива на рабочую массу,
необходимо пользоваться следующими
расчетными уравнениями, которые приведены
в следующей таблице: 

ПРИМЕР:
В справочнике дано:

В
справочных таблицах может быть
обозначено  –
сера летучая :

,

где —
сера органическая, участвует в процессе
горения;

( )
— колчеданная, не горит (выпадает в
золу). 
Влажность
топлива –
количество воды (влаги), присутствующее
в топливе и отведенное к массе топлива.
Она зависит от связи с органическим
материалом топлива и подразделяется
на внешнюю влагу (поверхностная влага
и капиллярная) и внутреннюю, входящую
в коллоидные частицы топлива и гидратные
соединения: (CaSO₄∙2H₂O,
MgSO₂∙2H₂O).

Внутренняя
влага не удаляется из топлива при внешнем
подогреве, а лишь при прокаливании (при
102ºС и выше). 

Внешняя
влага удаляется при температурах выше
ее низких. 

Различные
виды топлива имеют различное значение
влажности. Для сравнения различных
видов по влажности приводиться в
справочниках понятие приведенной
влажности ,приходящейся на 1000 кДж теплоты
(низшей) сгорания топлива: 

,

где  —
низшая теплота сгорания топлива.
Зольность
топлива –
характеристика, которая устанавливает
соединение минеральных примесей в
топливе, которое не участвует в процессе
горения. 

Основной
характеристикой золы, выделившейся в
процессе горения, является ее тугоплавкость,
т.е. температура, при которой начинается
процесс расплавления твердой золы в
текучее состояние. Температура
тугоплавкости золы зависит от месторождения
добычи и определяется опытным путем .
Для сравнения различных топлив по
зольности устанавливается величина
относительной (приведенной) зольности
, т.е. зольность приходящаяся на 1000 кДж
низшей теплоты сгорания:

^Содержание
летучих газообразных продуктов сгорания
топлива.

Летучие
вещества есть газообразные продукты,
выделяемые из твердого и жидкого топлива
при температуре в диапазоне 870-1070 К без
доступа кислорода — окислителя. После
выделения летучих из топлива остается
кокс , содержащий углерод и твердую
минеральную часть топлива . В состав
летучих веществ входят: ^Низшая
и высшая теплота сгорания топлива.

Высшая –
общее количество тепла, выделяемое при
сгорании 1 кг топлива с учетом превращения
водяных паров выделяемых продуктов
сгорания в жидкость. Эта теплота учитывает
тепло , затрачиваемое на процесс
парообразования .

Низшая –
определяется путем вычитания из высшей
теплоты сгорания теплоты, пошедшей на
процесс парообразования. 

Опытным
путем теплоту сгорания топлива определяют
в лабораторных условиях в так называемых
каллориметрических бомбах. Теоретически
ее рассчитывают с помощью уравнения Д.
И. Менделеева согласно элементарного
состава топлива на рабочую массу с
учетом теплоты сгорания отдельных
элементов:

,
[Дж/кг]

Cp,
Нр и
др. – в %

Различные
виды топлива имеют различную теплоту
сгорания. Для сравнения тепловой ценности
различных топлив используют понятие
теплоты сгорания условного топлива ,
для которого принимается теплота
сгорания 29350 кДж /кг .

Для
пересчета любого натурального топлива
на условное используется следующий
коэффициент пересчета:

,
[КДж/кг]

^

Разберём подробнее

Думаю, каждому автолюбителю полезно знать некоторые химические подробности о жидком «корме» для железных лошадок.

Бензин

Смесь молекул получают:

• при разделении нефти на фракции путём возгонки;
• переработке твёрдых видов топлива и мазута;
• в процессе осушки природного газа (удаляют длинные, малоподвижные цепочки).

Основная рабочая характеристика бензина: стойкость к детонации, достигается сбалансированным фракционным составом, характеризующимся октановым числом. Быстро детонируют парафины. Ароматические углеводороды сдерживают горение.

В российском ГОСТе фигурируют марки бензина: А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95, АИ-98. О многих видах владельцы современных машин даже не слышали.

Процесс детонации во многом зависит от степени сжатия газовой смеси в цилиндре (это в школе по физике проходили). Чем дольше двигаются поршни (их в блоке может быть до двенадцати) в момент возгорания бензина, тем мощнее моторы. Бензиновые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) создаются под определённую марку топлива. Степень сжатия цилиндров отличается на 1-2 единицы.

От фракционного состава бензина зависит рабочий ресурс двигателя. У нас в стране разрабатывают два вида топлива: летнее и зимнее, с меньшей влажностью.

Теперь о содержании вредных компонентов:

• серы – до 0,1,%, при её сгорании повышается кислотность бензина, повышается риск коррозии;
• смол – 100 мг/л, они норовят осесть на детали двигателя.

Механических примесей и воды быть не должно.

Дизтопливо

Это смесь прямого и очищенного дистиллятов нефти (легко воспламеняющегося цетана и заглушающего горение метилнафталина). Энергетический потенциал ДТ оценивается цетановым числом, это процент цетана. Топливо с ЦЧ ниже 45 считается жёстким. Если ЦЧ выше 55 – смесь полностью не прогорает, увеличивается расход дизтоплива. По Росстандарту в нашем ДТ цетана от 35 до 45%. В Швеции от 47 до 50, калифорнийцы заправляются ДТ с 48 процентами цетана.

Для дизтоплива важными показателями считают:

• прокачиваемость;
• температуру помутнения (Тп);
• фильтруемость (Тф);
• предел застывания (Тг).

На мощных двигателях стоят многоступенчатые системы очистки, чтобы не забивались форсунки, впрыскивающие топливо в камеру сгорания. Летнее топливо (маркируется «Л») заливают до заморозков. «З» эксплуатируется до 20-градусных морозов. Для Крайнего Севера выпускают топливную смесь, не застывающую при минус 45°(она обозначается буквой «А»).

На состояние деталей влияет:

• йодное число (характеризует концентрацию ароматических веществ);
• зольность (несгораемые углеводороды).

Вода и мехпримеси в ДТ недопустимы.

Топливо для бензиновых двигателей и его характеристики

Бензины АИ и Евро различаются процентным соотношением трудно- и легко- закипаемых фракций. От данного параметра зависит способность перегорания. В топливе, применяющемся для бензиновых моторов, содержится сразу несколько фракций.

Некоторые из них могут закипать при 27°C. Таким образом, первичное воспламенение возможно даже при пуске холодного двигателя. Другие фракции закипают при 100°C. Они подходят для поддержания стабильной работы двигателя. Кроме того, в состав топлива входят фракции, закипающие при 200 °C. Одни необходимы для поддержания процесса выключения мотора.

Состав бензинов

 Бензин  — наиболее легкий из всех жидких продуктов нефтепереработки.

Поскольку фракционный состав бензина оказывает прямое влияние на свойства, технология его получения очень важна, поэтому она определяется соответствующим стандартом.

Состав бензина влияет на следующие характеристики:

• То, насколько ровно и без перебоев будет работать двигатель;

• Время, необходимое на прогрев двигателя;

• Полнота сгорания бензина;

• Частота ремонта двигателя. Чем ниже качество горючего, тем быстрее будут изнашиваться детали. И тем чаще будет требоваться ремонт;

• Пусковые свойства горючего, которые разливаются в разное время года. Именно поэтому существует два состава бензинного топлива: летний и зимний. Летний бензин имеет более тяжелый фракционный состав.

Биогаз

Биогаз – это газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы.

Метановое брожение биомассы происходит под воздействием трех видов бактерий. В цепочке выработки биогаза последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид – бактерии гидролизные, второй – кислотообразующие, третий – метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида. Одной из разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород.

Рис. 8. Заводы производящие биогаз

Человечество научилось использовать биогаз очень давно. В 1 тысячелетии до н. э. на территории современной Германии уже существовали примитивные биогазовые установки. Алеманам, населявшим заболоченные земли бассейна Эльбы, чудились Драконы в корягах на болоте. Они полагали, что горючий газ, скапливающийся в ямах на болотах – это дыхание Дракона. Чтобы задобрить Дракона, в болото бросали жертвоприношения и остатки пищи. Люди верили, что Дракон приходит ночью и его дыхание остается в ямах. Алеманы додумались шить из кожи тенты, накрывать ими болото, отводить газ по кожаным же трубам к своему жилищу и сжигать его для приготовления пищи. Оно и понятно, ведь сухие дрова найти было трудно, а болотный газ (биогаз) отлично решал эту проблему.

Первая задокументированная биогазовая установка была изготовлена и построена в Бомбее (Индия, 1859 год). В 1895 году биогаз активно применяли в Великобритании для уличного освещения. В 1930 году, с развитием микробиологии, были обнаружены бактерии, участвующие в процессе производства биогаза.

Рис. 9. Модель биогазовой установки по сравнению с человеком

В СССР основные исследования начались в 40-х годах прошлого века. В 1948-1954 гг. была разработана и построена первая лабораторная установка. В 1981 году при Госкомитете по науке и технике была создана специализированная секция по программе развития биогазовой отрасли. В рамках чего в Запорожском конструкторско-технологическом институте сельскохозяйственного машиностроения были построены 10 комплектов оборудования. Из современников в области биогаза отметились Andreas Krieg, Torsten Fischer, Walder Schmid. Биогаз используют в качестве топлива для производства: электроэнергии, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива.

Рис. 10. Схема применения биогаза

Биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах. Биогазовая установка может заменить ветеринарно-санитарный завод, т. е. падаль может утилизироваться в биогаз вместо производства мясо-костной муки.

Рис. 11. Схема получения биогаза из навоза

Ведущее место по производству и применению биогаза среди промышленно развитых стран по относительным показателям принадлежит Дании – биогаз занимает почти 18 % в ее общем энергобалансе. По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия – 8000 установок. В Западной Европе более половины всех птицеферм отапливаются биогазом.

Просмотров: 3 356

Азот

Азот – самый распространенный газ в атмосфере, составляет около 78% воздуха. Мы им дышим. Использование его для питания автомобилей имеет смысл, поскольку у него будет очень мало вредных выбросов при использовании в качестве топлива. Помещенный в резервуар в жидком виде, он работает подобно «воздушным» двигателям.

Когда азот впрыскивают из резервуара, он расширяется при резком переходе из жидкого в газообразное состояние, и эту почти мгновенную реакцию расширения можно использовать для того, чтобы привести в действие турбину. Турбина будет вращать генератор для выработки электричества, которое будет использоваться для приведения в движение автомобиля. Недостатками является то, что жидкий азот является очень опасной жидкостью, а также то, что пока нет никакой инфраструктуры для его заправки.

Что такое бензин

Бензином называют горючую смесь легких углеводородов с различными примесями. Температура кипения от 33°C до 205°C. Средняя плотность составляет 0,71 г/см3. Начало кристаллизации -60°C. Получают бензин путем переработки нефти и в основном используют в качестве моторного топлива. Смесь легко испаряется уже при температуре 30°C, а с ростом температуры этот процесс ускоряется.

Автомобильный бензин

Точную химическую формулу вывести сложно, так как это смесь углеводородов со следами серы, азота, кислорода и других соединений. Бензин имеет низкие детонационные свойства. Это одна из его важнейших характеристик, поскольку такие понятия, как октановое число, детонация и степень сжатия являются ключевыми в работе двигателя и топлива.

Разберем кратко понятия октанового числа и детонации, которые связаны между собой. Чем выше октановое число бензина, тем он устойчивее к детонации, то есть, способен гореть без взрыва при сжатии. Углеводород изооктан, входящий в состав, имеет антидетонационные свойства. Его значение берут за 100. Н-гептан легко взрывается и имеет значение 0. Соотношение этих углеводородов и образует октановое число.