1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Воздух и вода какой двигатель

Вода в воздухе и воздух в воде

Среди газов, составляющих атмосферу Земли, немало водяного пара – около 13 тысяч кубических километров. Это примерно стотысячная доля всех водных запасов Земли.

В отличие от других газов, входящих в состав атмосферы, содержание водяного пара в ней постоянно меняется от долей до четырех процентов.

Молекулы жидкости всегда находятся в движении и некоторым из них – самым быстрым – удается прорвать поверхность жидкости и уйти в воздух, превратившись в пар. С повышением температуры в жидкости становится все больше быстрых молекул, и жидкость испаряется интенсивнее. Когда температура понижается – то есть скорости молекул уменьшаются – испарение замедляется. Поэтому количество водяного пара в воздухе зависит от температуры водоема и от величины его поверхности.

Одновременно с испарением происходит и обратный процесс – возвращение молекул пара в воду (конденсация). Если количества уходящих и приходящих молекул оказываются равными, говорят, что пар стал насыщенным. Понятно, что эти количества зависят от температуры (чем ниже температура, тем меньше средняя скорость молекул, тем меньше их оказывается способно вырваться из воды) и от давления (чем выше давление воздуха, тем труднее молекулам перебраться в него из воды). При этом в воздухе не может содержаться пара больше, чем в состоянии насыщенности при данной температуре и данном давлении. Если каким–нибудь образом такой излишек все же образуется, часть пара немедленно конденсируется, превращаясь в капельки воды. Это явление хорошо известно всем нам – утренняя роса образуется потому, что в предрассветные часы растения охлаждены сильнее, чем почва. Из–за этого для достижения насыщенности возле них достаточно меньшего количества пара, чем имеется в воздухе. Излишек и превращается. в росу. Поэтому температуру, при которой – при определенном давлении – пар становится насыщенным, называют точкой росы. Если же пара в воздухе мало – излишка нет, соответственно не выпадает роса.

Конденсация пара

Точно так же объясняется запотевание очков или фотоаппаратов, если внести их с мороза в теплое помещение. И запотевание окон в автобусах или троллейбусах. И еще – образование облаков.

Если воздух, в котором всегда содержится некоторое количество водяного пара, остывает (например, поднимаясь вверх), и при этом проходит точку росы – в нем происходит конденсация пара и образуются облака. Этот процесс легко наблюдать, глядя на пролетающий самолет с реактивным двигателем. Не всегда, но очень часто вырывающийся из его сопла горячий воздух моментально охлаждается. Происходит конденсация, и за самолетом появляется облачный след.

А в воде океана содержится немало растворенных газов. Они поступают в океан из атмосферы, выделяются при химических и биологических процессах (гниении, дыхании и т.д.), при подводных извержениях вулканов.

Важнейшие из них – кислород, углекислый газ, азот и сероводород. Количество их зависит от температуры воды – чем она прохладнее, тем больше растворенного вещества может содержать. Поэтому весной и летом газов в воде меньше, чем осенью и зимой. А в арктических и антарктических водах – больше, чем в водах низких широт. Поэтому здесь много планктона, а за ним сюда приплывают те, кто им питается, – рыбы и другие существа (например, киты). А за ними – рыбоеды (пингвины, дельфины и другие птицы и животные).

Кислород выделяют водоросли, а некоторое его количество захватывается из воздуха. Углекислый газ поступает из атмосферы и из земной коры, образуется при дыхании обитателей океана и при разложении органических веществ.

Сероводород возникает в результате жизнедеятельности бактерий. Он губителен для всех остальных организмов. В Черном море им заражены глубокие горизонты (его содержание в придонных слоях доходит до 6,5 кубических сантиметров на литр) – и поэтому безжизненны.

Океан непрерывно обменивается газами с атмосферой.

Близзард

То, что воздух не находится в покое, всем нам хорошо известно. Но что заставляет его перемещаться с места на место? И есть ли в его перемещениях какие–нибудь закономерности, или предсказать его движение невозможно?

Главные причины движения воздуха заключаются в следующем.

Земная поверхность на разных широтах нагревается неравномерно. И эта неравномерность порождает разницу давлений воздуха и установление довольно стабильных воздушных течений, перемещений воздушных масс, стремящихся выровнять эти давления. Эту систему воздушных течений называют циркуляцией атмосферы Земли (от латинского circulatio – вращение).

В общем виде она выглядит так. Над жаркими экваториальными областями Земли воздух нагревается и поднимается. На освободившееся место приходят новые порции воздуха, и по направлению к экватору в течение всего года дуют очень устойчивые ветры – пассаты. Поднявшийся воздух расходится в разные стороны и постепенно остывает. Остыв, опускается к земной поверхности. Подобный процесс происходит и при отоплении жилья. Батареи (или печь) нагревают воздух, нагреваясь, он расширяется, плотность его уменьшается, и он «всплывает» в окружающем его холодном воздухе – так же, как поднимается наполненный горячим воздухом аэростат. Под потолком он остывает и опускается вниз. Такой же круговорот охватывает всю атмосферу Земли.

Циркуляцияатмосферы

Вовлечена в это круговое движение и атмосфера над Антарктидой. Но, в отличие от экваториальных областей, воздушные массы здесь опускаются. Встретив на своем пути антарктический ледник, они, конечно, не становятся теплее. Растекаясь от полюса во все стороны, холодные воздушные массы «стекают» с ледяного купола, рождая стоковые ветры.

Анимометрвращения

Скорости этих ветров таковы, что обычные для метеостанций приборы для их измерения выходят из строя. Приборы эти – либо вертушки, похожие на вентиляторы «наизнанку» (их крутит ветер, и зная, с какой скоростью они вертятся при разных скоростях ветра, можно посчитать скорость ветра), либо пластинки, качающиеся на горизонтальной оси (когда ветра нет, они висят отвесно, а когда ветер есть, они отклоняются от вертикали тем сильнее, чем выше скорость ветра). Для антарктических ветров больше подходит другой (может, не вполне научный) метод измерения скорости: устоял на ногах – 30–35 м/с; опрокинуло в сугроб – более 40, отбросило от двери дома – более 50 м/с. Самая ветреная в Антарктиде – Земля Адели. 24 мая 1912 года здесь была зарегистрирована скорость ветра 103 м/с.

Ураганные ветры (и в Арктике, и в Антарктике) превращают снежный покров в подобие асфальта: на поверхности его возникает жесткая плотная кора наста, такая прочная, что иногда даже тракторные гусеницы почти не оставляют на ней следа. Но пока снег не слежался и не уплотнился, ветер поднимает его в воздух и переносит с места на место. Метели и пурга – обычное явление в обеих полярных областях Земли. В начале XX века участники экспедиций Шеклтона, Скотта и Моусона дали название антарктической пурге – «близ–зард», что означает «ураганная пурга». За год с каждого километра антарктического побережья метели уносят в океан от 1 до 1,5 миллионов тонн снега. Примерно половина его оседает. на шельфовых ледниках, а другая половина тонет в океане. Так же обстоят дела и в Гренландии.

Воздух – как моторное топливо?

Воздух – как моторное топливо?

Вы можете представить себе машину, двигатель которой работает на воздухе? У которой в цилиндрах горит смесь, образованная из воздуха? Да, это мечта. Настоящая мечта. Огромная экономия и экологическая чистота. Полная независимость от заправочных станций. А боевые машины, которые почти не зависят от баз снабжения, с огромным запасом хода?

И это не фантастика. Двигатель от жигулевской «шестерки», который работает почти на воздухе, был показан в 2002 году в петербургском образовательном центре Минатома РФ. Он стал возможен благодаря новой физике Джабраила Базиева – той самой, которая, как и древняя алхимия, использует превращения элементов. Давно были известны случаи самопроизвольных взрывов пыли на угольных шахтах, элеваторах и мукомольных фабриках. Смесь воздуха с распыленным твердым веществом становилась детонирующей массой. Благодаря этому появилось новое представление о механизме горения. Основной принцип алхимии – утверждение единства материи, согласно которому все металлы состоят из трех элементов в разных пропорциях. С точки зрения Базиева, материя состоит из двух элементарных частиц – электронов и электрино – плюс способ соединения (взаимодействие положительного и отрицательного зарядов). Все остальные частицы – производные от них.

Алхимики утверждали, что в природе существует некая первичная материя. Они полагали, что минералы и металлы формируются на основе этой первичной материи точно так же, как формируется и развивается плод в материнской утробе. Согласно современным физическим представлениям все сущее также состоит из элемента праматерии и, по крайней мере, двух типов вихрей, определяющих положительно и отрицательно заряженные частицы.

Но если первичный состав материи един, значит, создавая определенные условия, можно «выращивать» из нее все, что угодно? Тогда почему воздух не превратить в топливо?! Так появился раздел новой физики – «электринная алхимия».

Читать еще:  Что за двигатель на сузуки ddis

Практическое значение этой теории колоссально. Ведь возникла реальная возможность создать генератор электрического тока, работающий без использования органического топлива (на воде, воздухе и т. п.). Однако практическое использование открытия затянулось – требовались большие деньги, и слишком явно чувствовалось противодействие официальных структур. Это продолжалось до тех пор, пока судьба не свела вместе ученого, в качестве хобби занимающегося «новой физикой», гениального инженера-изобретателя и бизнесмена, «отягощенного» физическим образованием и ученой степенью. Вначале было принято решение создать устройство, оптимизирующее процесс горения с целью его использования в генераторах электрического тока.

Вскоре от идеи разработки промышленного образца «оптимизатора» для генератора электрического тока пришлось отказаться. Тому было несколько причин: для решения столь масштабной проблемы были необходимы большие денежные средства; работы в этой области не могли пройти незамеченными; даже блестящий результат практически невозможно было продемонстрировать широкой публике.

Поэтому следующим решением стало создание «оптимизатора» для двигателя внутреннего сгорания (ДВС). В случае успешной реализации этого проекта можно было получить существенную экономию топлива и практически нулевое содержание вредных веществ в выхлопном газе. Польза от применения такого устройства была понятна каждому.

В силу особенностей родного автомобилестроения у нас до сих пор выпускаются автомобили с бензиновым карбюраторным двигателем. Практически полное отсутствие электронного управления в таких двигателях дало возможность без использования дорогостоящей аппаратуры получить результаты и отработать первые «оптимизаторы» на конкретном автомобиле – для этого был куплен «ВАЗ-2106». Работоспособной оказалась лишь пятая по счету конструкция. Результаты оказались не столь впечатляющими, как предсказывала теория, но достаточными для того, чтобы убедиться в необходимости продолжения работ. Впрочем, процитируем газету:

«…Первый стабильно работающий „оптимизатор“ давал 30-процентную экономию топлива в режиме холостого хода и около 40 % – в городском режиме езды. Положительным эффектом было и снижение уровня вредных веществ в выхлопном газе. Отрицательным эффектом, как ни парадоксально это звучит, было существенное повышение мощности двигателя. Дело в том, что разработка предполагалась как „дополнительное оборудование“ для имеющихся автомобилей, не меняющее их динамические характеристики. Работы по изготовлению „оптимизатора“ длились семь лет. „Промежуточно-окончательная“ конструкция (11-я по счету) появилась в мае 2002 года. А августе было зарегистрировано открытое акционерное общество „Инженерный Центр «Кронштадт“, которое взяло на себя дальнейшее продвижение изобретения…

…Функционально «оптимизатор» действительно напоминает философский камень, поскольку преобразует обычный воздух в топливо…Конструкция из неподвижных частей преобразует одни элементы периодической таблицы в другие.

Внешне «оптимизатор» представляет собой металлическое кольцо толщиной несколько сантиметров. Оно надевается на карбюратор и находится внутри воздушного фильтра. Для того, чтобы устройство заработало, необходимо перенастроить двигатель, изменив угол зажигания. «Оптимизатор» можно изготовить и для инжекторных двигателей. К сожалению, вопрос о том, как работает «оптимизатор», остался открытым – это ноу-хау, которое разработчики пока не раскрывают. Но о полученных результатах они рассказали достаточно подробно.

В результате испытаний выяснилось, что «оптимизатор» может работать в трех режимах – «холодном», «промежуточном» и «горячем». В первом случае экономия топлива составляет 30–50 %, во втором – 60–80 %, а в третьем случае двигатель работает без органического топлива, используя только воздух. На сегодняшний день «оптимизаторы», установленные на ВАЗ-2106 и ВАЗ-2108, работают в «промежуточном» режиме. Благодаря этому расход топлива составляет 1–2 литра на 100 километров. Двигатель становится менее шумным и более мощным, а вредные составляющие практически равны нулю.

Разумеется, наиболее интересным является «горячий» режим. Однако глубокие исследования в этом направлении пока не проводились, поскольку в этом случае теоретически возможно возникновение опасных излучений и невозможно гарантировать безопасность. Но предварительные исследования показали, что «горячий» режим достижим для автомобиля с обычным бензиновым двигателем.

Во время первого испытания возникли некоторые курьезы, например, двигатель продолжал работать даже при выключенном зажигании. Его пришлось останавливать «вручную», просто перекрыв доступ воздуха. К тому же разработчики долго ломали голову, что такое педаль «газа» для автомобиля, полностью работающего на воздухе.

После предварительных испытаний был сделан вывод, что для «горячего» режима работы необходимо создавать новый тип двигателя, а не заниматься совершенствованием и оптимизацией существующих конструкций…

В настоящее время все силы направлены на «доводку» оптимизатора, работающего в «промежуточном» режиме. Через два года разработчики хотят довести расход топлива до 0.5 литра на 100 километров. Параллельно идут работы по созданию автономной энергетической установки. При использовании «оптимизатора», себестоимость произведенной на ней электроэнергии соизмерима с гидроэнергетикой. В ближайшее время разработчики собираются совместно с производителями большегрузных автомобилей разработать «оптимизатор» для мощного двигателя, работающего на дизельном топливе.

Конечно, не все проблемы решены. Например, существенное влияние на работу «оптимизатора» оказывают погодные условия – давление, влажность, температура. Нет опыта длительной эксплуатации «оптимизаторов», поэтому нельзя сказать каков ресурс работы двигателя. Необходимо позаботиться о безопасности, поскольку мощность двигателя возрастает, а управление мощностью «по воздушному тракту» несколько отличается от стандартного подхода.

Планы у «Кронштадта» большие. Во-первых, он собирается построить завод и организовать серийный выпуск «оптимизаторов». Во-вторых, создать достойный научно-технический центр, работающий как по заказам сторонних организаций, так и над совместными проектами. В-третьих, привлекать новых разработчиков и изобретателей и налаживать мелкосерийное производство разнообразных устройств.

…Тем, кто сомневается в новой теории, разработчики «оптимизатора» поясняют: «Для нормальных людей не столь важно, какая теория используется в разработках, и какова конструкция конкретного агрегата. Допустим, в инженерном центре используют ошибочную теорию и не умеют создавать механизмы. В этом случае просто оцените эффективность использования готовых к серийному выпуску устройств. Серьезной группе экспертов мы готовы купить автомобиль и установить на него „оптимизатор“ – катайтесь, испытывайте, измеряйте».

Ну, а на законный вопрос, не бояться ли они нефтяных и газовых магнатов, был получен логичный ответ: «Ни для кого не секрет, что запасов нефти в среднем осталось на 35 лет. Лучше всего это понимают сами нефтяные магнаты. Поэтому сейчас самый благоприятный момент вкладывать деньги в новую энергетику, чтобы остаться „на коне“, когда нефть иссякнет»…»

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

Вода и воздух

Вода и воздух Вопрос об усыхании степей Центральной Азии вызвал острую полемику<19>. За усыхание в исторический период высказались Г. Е. Грумм-Гржимайло, Н. В. Павлов, В. А. Смирнов, В. М. Синицын и А. В. Шнитников, против — Л. С. Берг, К. Н. Марков и др.[11].Доводы сторонников

Глава 10. Внешняя политика, начало XX века: Россия как топливо для европейского костра

Глава 10. Внешняя политика, начало XX века: Россия как топливо для европейского костра Российская внешняя политика XIX века характеризовалась отсутствием устойчивых союзов и жестких договоренностей. Коалиции, договоры и союзы возникали, когда участие России в европейской

2. Страна и воздух

2. Страна и воздух Тот факт, что разнообразие стилей и воздействий изобразительного искусства на зрителя имеет место у всех народов и даже у одного и того же народа в разных фазах его существования, отмечен давно, но толкового объяснения этому феномену нет. Так как

Воздух

Воздух Одна из четырех стихий мироздания. В древних славянских представлениях воздух прежде всего рассматривался как среда, через которую насылается порча или распространяется болезнь. Считалось, что такой воздух возникает в моменты полного затишья, безлунные ночи или

«И В ВОЗДУХ ЧЕПЧИКИ БРОСАЛИ. »

«И В ВОЗДУХ ЧЕПЧИКИ БРОСАЛИ. » Бывший заключенный, критик Аркадий Беленков рассказывал.Зекам долго не сообщали о смерти Сталина. Потом, провели общее построение и поведали скорбную весть: «Умер вождь народов товарищ Сталин». Начальник лагеря приказал заключенным снять

ВОЗДУХ С ПОВЕРХНОСТИ

ВОЗДУХ С ПОВЕРХНОСТИ Однако ни опыт обнаженных водолазов-ныряльщиков, ни потребности в новых средствах ведения войны не стали тем стимулом, который позволил превратить водолазное дело из рискованной, полной приключений профессии в важнейший элемент спасательных работ.

ЗЛОВОННЫЙ ВОЗДУХ «ФОН ДЕР ТАННА»

ЗЛОВОННЫЙ ВОЗДУХ «ФОН ДЕР ТАННА» Работы продолжались, но Кокса уже толкало на это только уязвленное самолюбие. На данный момент он оставался в накладе, потеряв в общей сложности 20 тыс. фт. ст., и хотел закончить эпопею, по крайней мере не потерпев убытка. «Гинденбург» еще

Вода и воздух

Вода и воздух Вопрос об усыхании степей Центральной Азии вызвал острую полемику[29]. За усыхание в исторический период высказались Г.Е. Грумм-Гржимайло, Н.В. Павлов, В.А. Смирнов, В.М. Синицын и А.В. Шнитников, против — Л.С. Берг, К.Н. Марков и др.[30].Доводы сторонников теории

2. Страна и воздух

2. Страна и воздух Тот факт, что разнообразие стилей и воздействий изобразительного искусства на зрителя имеет место у всех народов и даже у одного и того же народа в разных фазах его существования, отмечен давно, но толково то объяснения этому феномену нет. Так как

Читать еще:  Что будет если вскипел двигатель

Воздух, пахнущий смертью

Воздух, пахнущий смертью Пожалуй, не было ни одной крупной европейской газеты или журнала, которые бы не уделили внимания замечательному от­крытию в Долине царей. Читатели с жадностью набрасывались на любой материал, рассказывающий о сокровищах, найденных в гробнице

Глава 27. Управляемые ракеты класса «воздух-воздух»

Глава 27. Управляемые ракеты класса «воздух-воздух» Значительно меньше усилий, чем при работе с ракетами класса «воздух — поверхность», было затрачено на создание другого типа авиационных управляемых ракет, служащих для борьбы с самолетами противника. Причин такого

Чистый воздух

Чистый воздух У жителей городов Рима, Средневековья и Европы XVII–XVIII веков не было двигателей внутреннего сгорания. Но у них были лошади, и они вынуждены были топить в своих жилищах. Воздух в городах и деревнях отравляли не только отходы жизнедеятельности людей, но и

Атмосферник или турбо – какой двигатель лучше

Вопрос о выборе автомобиля с турбированным или обычным атмосферным двигателем в какой-то момент остро встает перед автолюбителем, задумывающимся о приобретении нового транспортного средства. У обоих вариантов есть свои сильные и слабые стороны, которые следует учитывать. Мотор с турбиной обычно ассоциируется с мощью. Тогда как атмосферники ставят на бюджетные малолитражки. Но сегодня прослеживается тенденция, когда все больше авто даже в средней ценовой категории оснащены турбированными бензиновыми агрегатами.

Постараемся разобраться на нашем сайте Vodi.su с данной проблемой: какой же двигатель лучше — атмосферный или турбированный. Хотя, единственно правильного ответа не существует. Каждый выбирает для себя, исходя из своих потребностей, финансовых возможностей и желаний.

Атмосферные двигатели: их преимущества и недостатки

Атмосферными их называют по той причине, что воздух, необходимый для топливно-воздушной смеси засасывается в двигатель через воздухозаборник напрямую из атмосферы. Он проходит через воздушный фильтр, а затем во впускном коллекторе смешивается с бензином и распределяется по камерам сгорания. Данная конструкция отличается простотой и является примером классического ДВС.

Каковы же сильные стороны атмосферного силового агрегата:

  • более простая конструкция обозначает и более низкую стоимость;
  • такие агрегаты не слишком требовательны к качеству горюче смазочных материалов, особенно если ездите на отечественных авто;
  • пробег до капитального ремонта при условии своевременного прохождения техобслуживания с заменой масла и фильтров может достигать 300-500 тысяч километров;
  • ремонтопригодность — восстановление атмосферного мотора обойдется дешевле, чем турбированного;
  • расход меньших объемов масла, проводить его замену можно через каждые 10-15 тысяч км (данную тему мы недавно рассматривали на Vodi.su);
  • мотор быстрее прогревается при минусовых температурах, его легче запустить в мороз.

Если же говорить про негативные моменты по сравнению с турбиной, они состоят в следующем.

Во-первых, данный тип силовых агрегатов отличается меньшей мощностью при одинаковых объемах. В данном случае приводится простой пример: при объеме 1.6 литра атмосферный вариант выжимает 120 лошадиных сил. Турбированному мотору хватит и одного литра для достижения данного значения мощности.

Второй минус напрямую вытекает из предыдущего — атмосферники весят больше, что, конечно же, отображается на динамических характеристиках транспортного средства.

В-третьих, расход бензина будет тоже выше, если сравнивать два варианта с одинаковой мощностью. Так, турбированный мотор при объеме 1.6 литра сможет развивать мощность 140 л.с., сжигая 8-9 литров топлива. Атмосфернику же для работы на таких мощностях понадобится 11-12 литров горючего.

Есть еще один момент: в условиях гор, где воздух более разреженный, атмосферному мотору попросту не будет хватать мощности, чтобы передвигаться по сложному ландшафту с серпантинами и узкими дорогами под высокими углами уклона. Смесь будет получаться обедненной.

Турбированные двигатели: сильные и слабые стороны

У данного варианта силовых агрегатов довольно много положительных моментов. Прежде всего, их так широко начали использовать автопроизводители по той простой причине, что за счет дожигания отработанных газов достигается высокая мощность, а в атмосферу выделяется меньше вредных выбросов. Также за счет наличия турбины данные моторы весят меньше, что позитивно влияет на целый ряд показатель: динамика разгона, возможности компактной установки и уменьшения размеров самого авто, умеренный расход топлива.

Перечислим и другие плюсы:

  • высокий крутящий момент;
  • легкость передвижения по сложным маршрутам;
  • более оборотистый двигатель идеален для внедорожников;
  • при его работе выделяется меньше шумового загрязнения.

После прочтения предыдущего раздела и перечисленных выше преимуществ может сложиться мнение, что машины с турбированными двигателями практически не имеют недостатков. Но это будет весьма ошибочное мнение.

У турбины хватает слабых сторон:

  • нужно чаще менять масло, при этом довольно дорогостоящую синтетику;
  • ресурс работы турбокомпрессора — чаще всего 120-200 тыс. км, после чего предстоит дорогостоящий ремонт с заменой картриджа или всего турбонагнетателя в сборе;
  • бензин тоже нужно покупать хорошего качества на проверенных АЗС и строго с тем октановым числом, которое требует производитель в мануале;
  • работа компрессора зависит от состояния воздушного фильтра — любая механическая частица, попадающая в турбину, может причинить серьезные проблемы.

Турбина требует к себе довольно бережного отношения. Например, сразу же глушить мотор после остановки нельзя. Нужно дать компрессору немного поработать на холостых ходах до полного остывания. В мороз же требуется более длительный прогрев на низких оборотах.

Нужно отметить и такой момент: технологии непрерывно развиваются, поэтому двигатели обоих типов становятся более надежными и производительными. Ответ на вопрос, какой мотор лучше атмосферный или с турбиной, зависит от ваших потребностей: покупаете машину для поездок на работу, или желаете приобрести внедорожник для длительных путешествий по бездорожью. При покупке же б/у машины к турбированным двигателям относятся подозрительно, так как ремонт турбокомпрессора или полная замена — лишь вопрос времени.

Водород в автомобилях: Опасности и сложности использования

Плюсы и минусы использования водорода в качестве автомобильного топлива

Начало 21-го века, как и само начало XX века, также считается временем перемен. Вновь перед населением нашей Планеты замаячила технологическая революция и вновь главное место в ней занимают, как и всегда — автомобили. Как и сто лет назад быстрыми темпами начали развиваться альтернативные виды транспорта, не связанные с привычными нам двигателями внутреннего сгорания. Все чаще можно увидеть на дорогах мира автомобили гибриды, которые приводятся в движение электродвигателем и ДВС. В развитых странах Мира и Европы все чаще входят в обиход электрокары. Совсем еще недавно, каких-то 7 — 10 лет назад, ученные и инженеры пророчили таким машинам с ДВС большое будущее, работающим на самом распространенном элементе в нашей вселенной — водороде. Все это человечество уже проходило в начале прошлого столетия. А потому, заново и вновь подтверждает свою актуальность распространенное по всему белу свету изречение: «Все новое — это хорошо забытое старое».

Сейчас наша Планета переживает новый кризис,- нефтяной. Только связан он не с дефицитом черного золота ставшего на 100 лет локомотивом развития всего человечества, а с перенасыщенностью данного вида товара на рынке. Это быть может и есть тот первый сигнал говорящий нам о том, что «нефтяной век» подходит к своему концу. Как говорят, — каменный век закончился не потому что закончились камни. Поэтому нам так важно сегодня развивать запасной план (запасной источник знергии, для авто в том числе) на случай, если…

21 век в автомобильном мире будет веком распространения технологий будущего. Но не всем новым технологиям суждено выиграть в этом естественном отборе.

И так, приступим. Менее десяти лет назад единственной реальной альтернативой ископаемым видам топлива был по сути водород. Прошли годы, а никаких серьезных подвижек в этом направлении так сделано и не было. Наоборот, аутсайдер того времени то есть электрокар, из пешек, перешел в дамки, с появлением автомобиля Tesla и разработкой очень надежных и прогрессивных аккумуляторов, из которых всем стало ясно, что электрические автомобили — это всерьез и надолго.

Почему так получилось? Ведь водородный ДВС был практически идеальным способом приводить в движение автомобиль. Он не требовал больших вложений в разработку нового агрегата (водород может использоваться в качестве топлива в обычном двигателе внутреннего сгорания). По данным статистики, в случае использования водородного топлива мощность мотора упадет с 82 — до 65%, по сравнению с обычным бензиновым мотором. Но внеся небольшие изменения в саму систему зажигания, мощность того же двигателя сразу увеличится до 118%.

Первый плюс ДВС работающего на водороде: -необходимы минимальные изменения в конструкции двигателя для того, чтобы мотор перевести на новый вид топлива

Экологичность такого вида топлива тоже не подвергается сомнениям. Последняя серийная разработка японской автомобилестроительной корпорации «Toyota» доказала, что «выхлоп» водородного автомобиля можно…по-просту пить. Это лмчно продемонстрировал один зарубежный автожурналист. Он сделал несколько глотков воды поступающей прямо из выхлопной трубы автомобиля Toyota Mirai, и тут-же сказал, что на вкус данная вода вполне себе даже ничего, настоящая дистиллированная, без примесей.

Читать еще:  Генератор газ 3110 402 двигатель характеристики

Второй плюс этих ДВС — экологичность. Никакого загрязнения окружающей среды вредными выбросами в атмосферу. Значит, сведение к минимуму этих парниковых газов и спасение нашей прекрасной Планеты. Вот к чему может привести использование этого вида топлива.

Следующий фактор о водородных двигателях (его косвенно можно считать таковым). Исторически так уж сложилось, что водородом заправляли еще «автопионеров» среди ДВС. Первый такой водородный двигатель был построен французским конструктором Франсуа Исаак де Ривазом аж в 1806 году.

Не забудем и те героические времена истории Нашей с вами страны. В блокадном Ленинграде на водород было переведено более 500 автомобилей. И они без особых проблем несли свою непростую но нужную службу.

Получается, что водород, как топливо для сжигания в ДВС, используют уже достаточно давно. Значит и особых проблем в создании современного автомобиля не должно просто быть.

Четвертый значительный фактор говорящий за целесообразность использования вещества с формулой H2- это его колоссальная распространенность на планете. H2 (водород) можно получать даже из отходов и сточных вод.

Часто встречающиеся в природе вещества достаточно дешево стоят. Значит и водородное топливо не должно быть дорогим.

Пятый фактор. — Водород может использоваться не только в ДВС. Технологии также позволяют применять его в так называемом «топливном элементе».

Топливный элемент отделяет один электрон в атоме водорода от одного протона и использует электроны для получения электрического тока. Это электричество способно питать двигатель в электрокаре. В самих топливных элементах также не используется ископаемое топливо, поэтому таковые (топливные элементы) по-просту не загрязняют окружающую среду. И главное достоинство — они безопасны, водород не может сам по себе самопроизвольно испарится из них. Казалось бы, просто идеальный преемник двигателю внутреннего сгорания в качестве источника энергии для автомобилей 21-го века.

Использование водорода может происходить в различных силовых установках, делая его таким образом более гибким к развитию технологий. Разрабатываемые современные водородные автомобили в основном используют эту данную схему, как наиболее безопасную и продуктивную.

Не мало плюсов, неправда ли друзья? И они все очень даже весомые. Но почему тогда до сих пор мы не видим миллионы водородных самодвижущихся экипажей вокруг нас по всей планете? На то есть свои определенные причины, и они также очень сегодня важны.

Давайте рассмотрим некоторые из причин, в том числе серьезные опасности, которые могут быть связаны с водородной энергетикой.

Первый минус. -Да, это правда, водород самый распространенный элемент во всей Вселенной, однако на самой Земле в чистом виде газообразный водород найти сегодня практически невозможно. Этот газ необычайно легок. Поэтому в чистом виде он очень быстро (почти моментально) поднимается к верхним слоям атмосферы и уходит дальше в безвоздушное пространство.

В подавляющем большинстве случаев атомы водорода связаны с другими типами атомов в разнообразные молекулы, которые образуют после этого различные вещества. Вот например, H2O, более известная нам всем, как вода, или тот же СН4, также известный, как метан, оба эти элемента содержат в себе молекулы водорода.

Поэтому получается, прежде чем водород может быть использован в качестве альтернативного топлива, он сначала должен быть извлечен из этих самых веществ, а затем уже переведен в особое состояние, то есть как правило, в тот самый сжиженный и необходимый нам вид.

На все эти действия потребуются очень большие затраты энергии, а значит и коллосальные материальные средства. К примеру, для извлечения H2 (водорода) из воды с помощью электролиза требуется большое количество электроэнергии, что на данный момент просто нерентабельно. По разным подсчетам стоимость 1 литра сжиженного водорода составляет примерно от $2 долларов и до 8 Евро, в зависимости от способа его добычи.

Следующим звеном в цепочке под номером два идет: -отсутствие развитой структурной сети самих водородных заправок. Стоимость оборудования для таких заправочных станций в разы выше, чем у обычной АЗС. Существует различные проекты для водородозаправляющих станций, как от классических АЗС, так и до частных минизаправок. При сегодняшнем развитии смежных технологий все эти проекты чрезвычайно дороги и относительно опасны.

Развитие сети водородных заправок дело будущих десятилетий. Именно столько должно пройти времени, чтобы стоимость их постройки была целесообразной.

Существуют ли опасности, которые связаны с наличием большого количества чистого водорода скопившегося в одном месте? Безусловно существует. Когда жидкий водород хранится в резервуарах, это безопасно, но стоит ему просочится в окружающую среду, как он моментально превращается в гремучую смесь (гремучий газ).

В плюсах мы уже отметили, что водородом можно заправлять автомобили с обычным двигателем внутреннего сгорания (в домашних условиях не повторять! ОПАСНО. ), но однако, этот обычный двигатель проработает на чистом водороде не долго. Он быстро сломается. При сгорании водородной смеси выделяется большее количество тепла, чем при сгорании того же бензина, а это может привести под высокими нагрузками к перегреву клапанов и поршней двигателя. Помимо этого ,под воздействием высоких температур H2 (водород) может влиять на саму смазку в двигателе и на материалы из которых сделан мотор, что непременно приведет к повышенному износу рабочих частей агрегата.

Отсюда мы делаем неутешительный вывод: -без очень дорогостоящей модернизации ДВС, которая должна приспособить мотор к работе на этом виде горючего, использование водорода как топлива не приведет к ожидаемому результату.

А пока все построенные объекты для заправки автомобилей водородом скорее всего используются в качестве рекламного хода и для демонстрации возможностей будущего.

Топливные ячейки стоят на третьей позиции в качестве минусов. Эти вроде безопасные элементы тоже не избежали тернистого пути метода проб и ошибок. Как и с теми же заправочными станциями и с теми же двигателями ДВС, все упирается именно в стоимость применяемых на данный момент технологий.

Приведем один пример. В качестве катализатора в этих топливных элементах используется на данный момент платина. А теперь представляете друзья стоимость такой детали?!

Некоторые технологии для ДВС настолько дороги, что проще купить жене платиновое кольцо с бриллиантом, чем заменить сломавшуюся деталь в водородном автомобиле.

Хорошая новость в этом достаточно дорогом деле заключается в том, что ученные непрерывно день-изо-дня ищут замену этому драгоценному металлу. Разрабатываются все новые технологии, проходят тестирования новые современные материалы. В конечном итоге ученые надеются, что «топливные элементы будущего» могут существенно снизить себестоимость сегодняшних элементов в 1000 раз и более.

И наконец последними, возглавляющими наш список минусов водородных технологий являются: — смертельные опасности, связанные с жидким и газообразным водородом.

Возглавляет окончательный список проблем — само возгорание водорода. В присутствии окислителя, т.е. кислорода, водород может сам по-себе просто загореться. Иногда такое возгорание происходит в виде взрыва. Согласно проведенным исследованиям было установлено, что для воспламенения водорода достаточно всего одной 10(десятой) частички энергии, что требуется для воспламенения бензина. Проще говоря можно сказать, что достаточно всего маленькой искры от статического электричества, чтобы этот гремучий газ вспыхнул.

Еще одна проблема кроется в том, что это пламя водорода почти невидимо. При возгорании водорода пламя настолько тускло, что с ним не так-то просто бороться (справиться).

А вот друзья еще одно летальное свойство водорода: -он может привести к удушью. H2 конечно не ядовит, но, если вы начнете дышать чистым водородом, то можете просто задохнуться и все потому, что будете просто-напросто лишены обычного кислорода. И хуже того, распознать, что концентрация водорода в воздухе очень высока просто невозможно, так как он совсем невидим и не имеет запаха, так же как и сам кислород.

И наконец последняя причина. Как и любой сжиженный газ водород имеет очень низкую температуру. При утечке из бака и непосредственным контактом с открытыми участками тела человека, он может привести к серьезному обморожению.

Действительно ли водород на столько опасен?

Наверное, после всего прочитанного Вы будете уважаемые читатели просто в шоке, что водород на столько опасен. И возможно никогда не захочете покупать себе водородный автомобиль, если в будущем у вас появится такая возможность(?).

На самом деле не все так уж и плохо. Поскольку газообразный водород чрезвычайно легок, то при утечке он быстро рассеется в самой атмосфере. Тогда ни какой гремучей смеси не получится и опасность взрыва будет сведена к минимуму.

Что касается опасности удушья, то мы ответим вам так: –такая проблема может случиться только в замкнутом пространстве, например в гараже. Если же утечка водорода произойдет на открытом воздухе, то его концентрация будет незначительной и небольшой, опасности для жизни она не представляет.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector