Виды топлива автомобилей проект по физике 9 класс
Презентация к уроку «Виды автомобильного топлива»
Тема урока. Виды автомобильного топлива.
Цели урока:
Просмотр содержимого документа
«Презентация к уроку «Виды автомобильного топлива»»
ВИДЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА
ЦЕЛЬ УРОКА: ОЗНАКОМИТЬСЯ С ВИДАМИ АВТОМОБИЛЬНОГО ТОПЛИВА И ЕГО ОСНОВНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ
Актуализация опорных знаний:
в) «доступность». 2.Виды автомобильного топлива, которые Вы знаете.
Главные требования к автомобильному топливу:
-экологичность; -экономичность; -доступность.
Дизельное топливо (ДТ) получают путем грубой перегонки нефти.
Основные характеристики ДТ: — цетановое число (Л ─ 40…50) определяет способность этого топлива к самовоспламенению (способность топлива к воспламенению в камере сгорания) .
— прокачиваемость (амон. жидкотекучесть, вязкость, густота, плотность) ─ способность ДТ преодолевать путь между баком и форсунками.
ДТ доступный и экономичный вид топлива, однако, и наиболее «грязный».
Биодизель — биотопливо на основе растительных или животных жиров (масел), а также продуктов их этерификации (реакция образования сложных эфиров при взаимодействии кислот и спиртов)
Экологически чистый вид топлива.
увеличение срока службы двигателя.
В холодное время года необходимо подогревать топливо, идущее из топливного бака в топливный насос, или применять смеси 20 % биодизеля и 80 % солярки марки В20.
Долго не хранится (около 3 месяцев)
Производство топлива из растений занимает сельскохозяйственные площади.
Октановое число показывает способность бензина к
Концентрация Pb, г/л, не более
Концентрация Mn, мг/л, не более
Концентрация фактических смол, мг/100 см³, не более
Индукционный период бензина, мин, не менее
Массовая доля серы, %, не более
Объемная доля бензола, %, не более
Испытания на медной пластине
Выдерживает, класс 1
Природный газ (пропан)
более экологически чистый и дешёвый, чем бензин или дизельное топливо. ОСНОВНЫЕ НЕДОСТАТКИ: -установка дополнительного оборудования; -опасность взрыва баллона; -недостаточное количество АЗС.
Спирт как топливо применяют только в специальных двигателях, например некоторых гоночных автомобилей. Однако во многие марки бензина добавляют спирт как присадку, чтобы увеличить октановое число.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ: — при сгорании водорода в двигателе образуется практически только вода, что делает двигатель на водородном топливе наиболее экологически чистым; -высокие энергетические свойства водорода (1 кг водорода эквивалентен почти 4,5 кг бензина; -неограниченная сырьевая база при получения водорода из воды.
Использование водорода : -можно использовать только сам водород; -можно использовать водород вместе с традиционными топливами; -можно применять водород в топливных элементах.
Проблемой использования водорода в качестве моторного топлива является его хранение на автомобиле.
Закрепление полученных знаний. 1. Основные требования к АТ. 2.Основные характеристики ДТ. 3. Основные характеристики бензина. 4. Преимущества и недостатки электричества, природного газа и водорода.
Проработать изученный материал по конспекту и других, рекомендованных источников информации.
Реферат «Топливо автомобилей» (физика)
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Выбранный для просмотра документ ВЫСТУПЛЕНИЕ ЛЕША.doc
Слайд 1. Здравствуйте! То́пливо в широком смысле слова — это вещество, способное выделять энергию в ходе определённых процессов, которую можно использовать для технических целей.
Актуальность работы в том, что в современном мире необходимо заботиться об окружающей среде, поэтому необходимо выбрать такое топливо, которое будет наносить наименьший урон экологии.
Слайд 2. Цель: изучение видов топлива для выявления самого экологически чистого.
Задачи: 1. Рассмотреть традиционные виды автомобильного топлива
2. Рассмотреть виды альтернативного топлива
3. Выявить самые безопасные и экологически чистые виды топлива.
Проблема: какие виды топлива менее всего загрязняют окружающую среду.
Для решения проблемы обратились к разным источникам информации.
Слайд 3. Традиционные виды автомобильного топлива.
Бензины применяются в двигателях с принудительным зажиганием. Долгое время бензин получали путём перегонки и отбора фракций нефти, выкипающих в определённых температурных пределах. Однако общим свойством этих бензинов является низкое октановое число. Автомобильные бензины должны обладать испаряемостью, чтобы обеспечивались легкий пуск двигателя (особенно зимой), его быстрый прогрев, полное сгорание топлива. Существует 4 вида бензина. Различают «Нормал-80», «Регуляр-92», а также «Супер-98» и «Премиум-95». Основным потребителем АИ-80 является грузовой, малотоннажный и внутригородской пассажирский транспорт.
Слайд 4. Ди́зельное то́пливо — жидкий продукт, использующийся как топливо в дизельном двигателе внутреннего сгорания. Дизельные двигатели в силу особенностей рабочего процесса на 25-30% экономичнее бензиновых двигателей, что и предопределило их широкое применение. Основные потребители дизельного топлива — железнодорожный транспорт, грузовой автотранспорт, водный транспорт, военная техника, дизельные электрогенераторы, сельскохозяйственная техника, а также легковой дизельный автотранспорт. Наиболее важными эксплуатационными свойствами дизельного топлива являются его испаряемость, воспламеняемость и низкотемпературные свойства
Слайд 5. Газообразные топлива.
По физическому состоянию горючие газы делятся на две группы: сжатые и сжиженные.
Сжиженные газы. Основные компоненты – пропан и бутан. Получают из попутных нефтяных газов, из газообразных фракций при переработке нефтепродуктов и каменных углей. Поэтому они получили название сжиженных нефтяных газов. Для их обозначения часто используют аббревиатуру «СНГ». Промышленность выпускает СНГ для автомобилей двух марок: смесь пропана и бутана техническая зимняя и смесь пропана и бутана техническая летняя.
В состав СНГ добавляют специальные вещества, имеющие сильный запах, т.к. СНГ не имеет ни цвета не запаха, и обнаружить их утечку сложно.
Слайд 6. Альтернативные виды топлива.
Использование газовых конденсатов в качестве моторного топлива сведено к минимуму из-за следующих недостатков: вредное воздействие на центральную нервную систему, недопустимое искрообразование в процессе работы с топливом, снижение мощности двигателя (на 20%), повышение удельного расхода топлива.
Диметилэфир является производной метанола, который получается в процессе синтетического преобразования газа в жидкое состояние. Существуют разработки по переоборудованию дизельных двигателей под диметилэфир. При этом существенно улучшаются экологические характеристики двигателя. И на сегодняшний день в мире потребление диметилэфира составляет около 150 тыс. т в год.
Сырьем для его производства могут быть уголь, природный газ и другие вещества. Наиболее перспективным считается синтезирование бензина из природного газа. Топливные элементы
Слайд 7.Биодизельное топливо
В последние годы в США, Канаде и странах ЕС возрос коммерческий интерес к биодизельному топливу, в особенности к технологии его производства из рапса (возможно также производство из отработанного растительного масла).
Водород является эффективным аккумулятором энергии. Применение водорода в качестве топлива возможно в разнообразных условиях, что может дать существенный вклад в мировую энергетику, когда ресурсы ископаемого топлива будут близки к полному истощению. По сравнению с бензином и дизельным топливом водород более эффективен и меньше загрязняет окружающую среду.
Среди альтернативных видов топлива в первую очередь следует отметить спирты, в частности метанол и этанол, которые можно применять не только как добавку к бензину, но и в чистом виде. Их главные достоинства – высокая детонационная стойкость и хороший КПД рабочего процесса, недостаток – пониженная теплотворная способность, что уменьшает пробег между заправками и увеличивает расход топлива в 1,5-2 раза по сравнению с бензином. Кроме того, из-за плохой испаряемости метанола и этанола затруднён запуск двигателя.
Водорослевое топливо — экзотичный способ получения энергии для автомобиля. Рассматривать водоросли в качестве биотоплива стали, прежде всего, в США и Японии. Не так давно в японском городе на улицах появился пассажирский автобус, который передвигается на топливе, часть которого получена на основе водорослей. В США тоже плотно занялись вопросом биотоплива на базе водорослей. Топливо получают из водорослей путем их сбраживания и последующего выделения углеводородов. Изобретатели биотоплива обещают двадцатипроцентное уменьшение выбросов углекислоты и заметное снижение токсичности по другим показателям.
Слайд 7. Всем известно, что на сегодняшний день основным видом топлива для автомобилей являются нефтепродукты. По результатам международных исследований нефти из используемых ныне месторождений хватит всего на 30 лет, из еще неразведанных – на 10 лет. Что же ждет человечество потом? Мы выявили самые экологически чистые виды топлива для автомобилей.
Двигатель, работающий на сжатом воздухе. В Австралии уже выпускаются микро грузовые машины, работающие «на воздухе» с грузоподъемностью в пол тонны. Движет грузовичком сила сжатого воздуха под давлением в 300 атмосфер, которая подается в двигатель из баллона.
Двигатель, работающий на газе от экскрементов (биогаз). Представляет собой смесь метана и углекислого газа и является продуктом метанового брожения органических веществ растительного и животного происхождения. Биогаз относится к топливам, получаемым из местного сырья. Хотя потенциальных источников для его производства достаточно много, на практике круг их сужается вследствие географических, климатических, экономических и других факторов. Биогаз как альтернативный энергоноситель может служить высококалорийным топливом. Биогаз, представляющий собой продукты брожения отходов биологической деятельности человека и животных.
Слайд 8. Двигатель, работающий на животном жире. Защитникам фауны сразу поясним, что убивать животных ради топлива не нужно. Здесь речь пойдет о жире, который остается после приготовления разных блюд. Во многих странах готовят не на растительном масле, а на животном жире. В Японии уже налажено целое производство такого топлива, что значительно уменьшает вредоносное влияние токсичных выхлопов.
Электрическая энергия. Заслуживает внимания применение электроэнергии в качестве энергоносителя для электромобилей. К недостаткам электроэнергии как вида электроносителя можно отнести: ограниченный запас хода электромобиля, увеличенные эксплуатационные расходы, высокая первичная стоимость, высокая стоимость энергоемких аккумуляторных батарей.
Слайд 9. Развитие мирового научно-технического прогресса, рост численности населения и улучшение его благосостояния привели к резкому увеличению энергопотребления, обратной стороной которого является истощение углеводородных сырьевых ресурсов. Экологические проблемы, связанные с использованием традиционного топлива в двигателях транспортных средств, актуальны не только для России. Во многих странах мира приняты жесткие требования по экологизации автотранспорта. Их многолетний опыт показывает, что добиться этого можно только в случае использования альтернативных (не нефтяных) видов моторного топлива. Мы рассмотрели виды топлива для автомобилей и выявили самые безопасные и экологически чистые: сжатый воздух, биогаз, животный жир, солнечные батареи, электрическая энергия. Надеемся, что эти виды топлива в будущем будут использоваться гораздо чаще, чем традиционные, чтобы сохранить и защитить окружающую среду.
Выбранный для просмотра документ Муниципальное образовательное учреждение.pptx
Описание презентации по отдельным слайдам:
Муниципальное образовательное учреждение «Семёновская средняя общеобразовательная школа» Амурская область Свободненский район с. Семёновка ул. Дзержинского, 46 Топливо автомобилей Выполнил ученик 9 класса Горюнов Алексей Руководитель учитель физики Суслина Анна Прокопьевна
То́пливо — это вещество, способное выделять энергию в ходе определённых процессов, которую можно использовать для технических целей.
Актуальность работы в том, что в современном мире необходимо заботиться об окружающей среде, поэтому необходимо выбрать такое топливо, которое будет наносить наименьший урон экологии. Цель: изучение видов топлива для выявления самого экологически чистого. Задачи: Рассмотреть традиционные виды автомобильного топлива 2. Рассмотреть виды альтернативного топлива 3. Выявить самые безопасные и экологически чистые виды топлива. Проблема: какие виды топлива менее всего загрязняют окружающую среду.
Традиционные виды топлива: Бензины Дизельные Газообразные
Альтернативные виды топлива: Газовый конденсат Диметилэфир Синтетический бензин Топливные элементы
Альтернативные виды топлива Биодизельное топливо Водород Спирты Зеленые водоросли
Двигатель, работающий на сжатом воздухе Двигатель, работающий на газе от экскрементов (биогаз)
Двигатель, работающий на животном жире Двигатель, работающий на солнечных батареях
Спасибо за внимание!
Выбранный для просмотра документ ПРОЕКТ.doc
Муниципальное образовательное учреждение
«Семёновская средняя общеобразовательная школа»
Амурская область Свободненский район с. Семёновка ул. Дзержинского, 46
Выполнил ученик 9 класса
Руководитель учитель физики
Суслина Анна Прокопьевна
с. Семёновка
2018 г.
1. Традиционные виды топлива………………………………………4
2. Альтернативные виды топлива……………………………………8
3. Самые безопасные виды топлива……………………………….12
Список используемой литературы………………………………… 15
То́пливо в широком смысле слова — это вещество, способное выделять энергию в ходе определённых процессов, которую можно использовать для технических целей.
Актуальность работы в том, что в современном мире необходимо заботиться об окружающей среде, поэтому необходимо выбрать такое топливо, которое будет наносить наименьший урон экологии.
Цель: изучение видов топлива для выявления самого экологически чистого.
Задачи: 1. Рассмотреть традиционные виды автомобильного топлива
2. Рассмотреть виды альтернативного топлива
3. Выявить самые безопасные и экологически чистые виды топлива.
Проблема: какие виды топлива менее всего загрязняют окружающую среду.
Для решения проблемы обратились к разным источникам информации.
1. Традиционные виды автомобильного топлива
В состав СНГ добавляют специальные вещества, имеющие сильный запах, т.к. СНГ не имеет ни цвета не запаха, и обнаружить их утечку сложно.
Исследовательский проект «Современные и альтернативные виды топлива»
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
Как известно двигатель – это устройство, преобразующее какой либо вид энергии в механическую. Работа многих двигателей невозможна без топлива. То́пливо в широком смысле слова — это вещество, способное выделять энергию в ходе определённых процессов, именно эта энергия и преобразуется двигателем в механическую. Без использования двигателей невозможна наша жизнь. От того какое топливо используется зависит многое: КПД, экология, затраты и т.д. Человечество заинтересовано в том, чтобы минимизировать отрицательное влияние токсичных выбросов, увеличить КПД тем самым снизив затраты в эксплуатации двигателя.
Конструкторы и инженеры стремятся избавиться от этих проблем. Они совершенствуют двигатели внутреннего сгорания. Да, частично от этих проблем удаётся избавиться. Однако исключить их полностью на данный момент невозможно. К тому же запасы нефти и газа постепенно истощаются, как следствие цены на существующее топливо растут. Это тормозит развитие человечества. Поэтому поиск и дальнейшее использование принципиально новых видов топлива неизбежно.
На первый взгляд ситуация плачевна, новых видов топлива нет. Но мы попробуем доказать обратное…
Истощенные запасы нефти и газа, загрязнение экологии, высокие цены на существующее топливо подталкивают человека на поиск новых видов топлива.
Проблема: (Дизельное топливо, бензин, газ) стандартные виды топлива не могут удовлетворить потребности современности, как бы ни старались инженеры.
Исходя из актуальности мы определили цель работы: найти такой вид топлива, который бы удовлетворял всем приведенным критериям, а так же узнать готово ли общество использовать это топливо.
Для реализации поставленной цели определены задачи:
Обосновать идеальную модель двигатели и удовлетворяющего этой модели модель идеального топлива.
Выявить все недостатки и достоинства используемых видов топлива.
Поиск новых видов топлива.
Изучить достоинства и недостатки найденных видов топлива.
Сравнить традиционные и альтернативные виды топлива.
Получить данные общественного мнения и соотнести с полученными данными.
Наблюдение и сравнение
Статистическая обработка данных
Гипотеза : Если мы сможем найти «идеальное» топливо, то и идеальная модель двигателя так же станет реальностью.
Практическая значимость исследования состоит в том, что теоретические выводы и практические предложения работы могут быть использованы для ознакомления людей с новыми видами топлива, а так же побудить автозаводы и сельхоз предприятию к установке оборудования для использования нетрадиционных видов топлива. Ряд теоретических и практических положений может применяться при составлении учебных спецкурсов для студентов ВУЗов с техническим направлением.
РАЗДЕЛ 1. ТРАДИЦИОННЫЕ ВИДЫ ТОПЛИВА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.
Общие сведения. Причины поиска нового топлива.
К традиционным видам автотранспортного топлива относятся:
В проекте мы касаемся только автотранспортного топлива. Это сделано для того, чтобы сделать исследование более прозрачным и полезным для науки и общества в целом.
Этому способствует ряд причин.
Автомобильный транспорт является одним из основных загрязнителей среды.
Так по состоянию на 2009 год 25% выбросов углекислого газа в атмосферу Земли пришлось на автомобильный транспорт. Число автомобилей продолжает расти и вместе с этим растут их токсичные выбросы, что крайне отрицательно влияет на экологию. К тому же кроме углекислого газа, в атмосферу попадает еще целый ряд газов, что приводит к кислотным дождям, ухудшению здоровья человека и т.д.
Другой причиной являются высокие цены на существующие виды топлива.
Чтобы понять какие преимущества и недостатки имеют эти виды топлива – разберемся с каждым индивидуально.
Бензин был и остается самым популярным видом топлива.
Бензин имеет высокую энергетическую плотность, вследствие чего можно получить большее количество работы, в сравнении с аналогами.
двигатели обладают хорошим показателем в соотношении объём – мощность.
У многих бензиновых двигателей плохая эластичность на низких оборотах, что не позволяет их использовать на грузовиках, тракторах и другой тяжелой технике.
– При сгорании выделяется парниковый газ.
– Высокая цена, закрепленная под стоимостью нефти.
– Вырабатывается из сырой нефти, которая является невозобновляемым источником энергии.
Сравнительно с бензиновыми двигателями более высокий КПД.
Высокий крутящий момент у двигателя, поэтому грузовые автомобили оборудуются именно такими двигателями.
Цена этого топлива пусть ненамного, но ниже.
Более низкий расход топлива, нежели бензиновый двигатель.
– Топливная аппаратура у таких двигателей не всегда надёжна.
– Двигатели обладают низким показателем в соотношении объём – мощность. Т.е литровая мощность
– Вырабатывается из сырой нефти, которая является невозобновляемым источником энергии.
Проанализировав все достоинства и недостатки этих видов топлива и двигателей, на которых они работают можно сделать вывод о том, что эти виды топлива «доживают свой век», несмотря на старания инженеров эти двигатели скорее всего полностью не избавятся от выбросов. К тому же, с каждым годом запасов нефти становится всё меньше и меньше, как следствие цена такого топлива будет расти, а в последующем оно и вовсе исчезнет. Поэтому замена традиционного топлива на альтернативное неизбежна.
РАЗДЕЛ 2. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВИДЫ ТОПЛИВА И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.
2.1 Атомная энергетика.
низкие и устойчивые (по отношению к стоимости топлива) цены на электроэнергию;
воздействие на экологическую среду минимально.
– Сложность утилизации ядерного объекта.
– Авария такого объекта оказывает катастрофические последствия.
Среди безопасных и экономичных путей развития атомной энергетики, можно выделить два основных направления. Сторонники первого полагают, что все усилия должны быть сосредоточены на устранении недоверия общества к безопасности ядеpных технологий. Для этого необходимо разрабатывать новые реакторы, более безопасные, чем существующие легководные. Здесь представляют интерес два типа реакторов: «технологически предельно безопасный» реактор и «модульный» высокотемпературный газоохлаждаемый реактор.
Прототип модульного газоохлаждаемого реактора разрабатывался в Геpмании, а также в США и Японии. В отличие от легководяного реактора, конструкция модульного газоохлаждаемого реактора такова, что безопасность его работы обеспечивается пассивно – без прямых действий операторов или электрической либо механической системы защиты. В технологически предельно безопасных реакторах тоже применяется система пассивной защиты. Такой реактор, идея которого была предложена в Швеции, по-видимому, не продвинулся далее стадии проектирования. Но он получил серьёзную поддержку в США сpеди тех, кто видит у него потенциальные преимущества пеpед модульным газоохлаждаемым реактором. Но будущее обоих вариантов туманно из-за их неопределённой стоимости, трудностей разработки, а также спорного будущего самой атомной энергетики.
Сторонники другого направления полагают, что до того момента, когда развитым странам потребуются новые электростанции, осталось мало времени для разработки новых реакторных технологий. По их мнению, первоочередная задача состоит в том, чтобы стимулировать вложение средств в атомную энергетику.
Но помимо этих двух перспектив развития атомной энергетики сформировалась и совсем иная точка зрения. Она возлагает надежды на более полную утилизацию подведенной энергии, возобновляемые энергоресурсы (солнечные батаpеи и т.д.) и на энергосбережение. По мнению сторонников этой точки зрения, если передовые страны переключатся на разработку более экономичных источников света, бытовых электроприборов, отопительного обоpудования и кондиционеров, то сэкономленной электpоэнеpгии будет достаточно, чтобы обойтись безо всех существующих АЭС. Наблюдающееся значительное уменьшение потребления электроэнергии показывает, что экономичность может быть важным фактором ограничения спроса на электроэнергию.
2.2 Биотопливо.
Существует два подхода к биотопливу. Один из них подразумевает, то что биотопливо можно сделать практически из любого растения. На специальных заводах оно перерабатывается в чистый спирт. И уже этот спирт идет в качестве топлива для автомобилей.
Другой подход подразумевает использование рапсового масла в смешении с дизельным топливом. Большое количество биотоплива производится из семян рапса. В настоящее время на ключевом этапе получения биотоплива из растительных масел, в большинстве случаев, требуется добавление метанола, что для небольших объёмов производства не представляет коммерческого интереса у сельскохозяйственных предприятий с малой потребностью в топливе. Решая проблему с повышенными вязкостью и плотностью рапсового масла путём нейтрализации при температуре 65 – 70 °С, горячего отстаивания и фильтрации до степени 5 мкм, новый метод позволяет опустить вышеназванный этап и достичь желаемых свойств получаемого топлива.
На мировом рынке предложен большой спектр комплектов оборудования по производству растительных масел, некоторые из них без особых проблем можно переоборудовать в минизаводы для получения биотоплива.
Высокая стоимость предлагаемых комплектов оборудования связана с наличием ряда машин для подготовки семян перед извлечением из них масла, но учитывая, что такое оборудование имеется практически в каждом хозяйстве, появляется возможность снизить цену на минимаслозавод и включить в линию машины по производству биотоплива, такие как: пресс-фильтр, нейтрализатор-смеситель и дополнительные ёмкости под сопутствующее сырьё.
Более доступным и апробированным в условиях АПК является прессовый способ прессования шнековыми прессами. Поскольку выход прессового масла более 30% приведёт снижению его качества, в технологической линии по производству биотоплива следует исключить двойной отжим.
Для получения 300 – 500 т. в год биотоплива на основе рапсового масла, производительность линии (по семенам) должна составлять 200 – 250 кг/ч.
Достижение желаемых свойств биотоплива определяется необходимыми требованиями к сырью и техническими условиями каждой стадии производства.
Основные требования, предъявляемые к семенному материалу: влажность семян перед прессованием должна составлять не более 7 %, вес 1000 семян 3 – 4 г, степень очистки 95 – 99 %, кислотное число масла в семенах – не более 5 мг КОН.
Далее кратко представим технологию получения биотоплива на основе рапсового масла.
Соответствующие требованиям семена рапса из засыпной ямы винтовой конвейером подаются к шнековому прессу под углом 30 градусов. Жмых перемещается ленточным транспортёром в бункер. Масло из поддона пресса перекачивается центробежным насосом в свободный отстойник, где производится восьмичасовое горячее отстаивание. Отстой сливается с помощью сливного крана снизу конусного дна отстойника. Слив контролируется с помощью смотрового патрубка, установленного перед сливным краном. После отстаивания масло перекачивается в рамный фильтр. Конструкция фильтра предусматривает наличие насоса, тонкость фильтрации должна составлять не больше 5 мкм. После фильтрации масло центробежным насосом перекачивается в нейтрализатор-смеситель, где сначала добавляется 0,3 % (от общего объёма масла) раствора щёлочи КОН, затем через 7 минут с помощью сливного крана сливается до 6 % осадка (тяжёлые кислоты), после чего добавляется 30% дизельного топлива.Температура масла во время реакции нейтрализации и отстаивания должна составлять 60 – 65 °С, что достигается электрическим нагревателем мощностью 3 кВт. Для ускорения реакции в нейтрализаторе-смесителе предусмотрена лопастная мешалка без перегородок с тремя лопастями. Ёмкость для хранения дизельного топлива следует разместить на 1.5 м нейтрализатора-разделителя, это позволит не использовать дополнительный насос. Для определения объёмного соотношения рапсового масла и дизельного топлива при смешивании в данной линии предлагается использовать номограмму номограмму и разместить её на стенке нейтрализатора-смесителя. По номограмме и мернику оператор с точностью до 1 л определяет нужное количество дизельного топлива, добавляемого в рапсовое масло. Готовая смесь (биотопливо на основе рапсового масла) центробежным насосом перекачивается в ёмкость для готовой продукции. Для определения щелочного и кислотного числа в масле предназначена экспресс мини-лаборатория, взятие проб производится до и после нейтрализации. По кислотному и щелочному числу определяют количество нейтрализатора (в среднем по данной технологии оно должно составлять до 0,3 % от общего объёма масла).
Технические характеристики комплекта оборудования для производства 300 – 500 т. в год биотоплива на основе рапсового масла приведены в таблице.
Для расчёта прогнозируемой экономической эффективности от внедрения предлагаемой технологии производства биотоплива в АПК выбрано предприятие с годовой потребностью ДТ в количестве 300 т. Чтобы произвести такое количество топлива необходимо переработать 1080 т семенного материала, трудоемкость переработки последнего составит 4320 ч. Для удовлетворения годовой потребности хозяйства в биотопливе, необходимо получить 233 т очищенного масла плотностью 897 кг/м3 и закупить 70 т дизельного топлива. Себестоимость производства топлива предлагается снизить путём реализации побочной продукции – рапсового шрота и солей тяжёлых кислот (осадка после нейтрализации). Стоимость всего рапсового шрота после переработки 1080 т семян с выходом 60 % составит 7808,4 тыс. руб. при цене реализации 12,05 руб./кг. Прибыль от реализации осадка определяется спросом. В среднем по заинтересованным отраслям промышленности цена на тяжёлые кислоты и их соли составляет 70 руб./кг. При стоимости семян рапса 12,4 и щёлочи (КОН) 9,57 руб./кг, тарифе на электроэнергию – 1,50 руб./кВт, заработной плате обслуживающего персонала – 30 руб./ч (одного работника) и доходах от реализации побочной продукции, себестоимость производства биотоплива составит 15,3 руб./кг а экономия денежных средств на топливо (в сравнении с дизельным) – 11,8 руб./кг. Срок окупаемости приведённого оборудования для условно принятого хозяйства составит не более года.
В одном из хозяйств Кирсановского района существовала практика использования биотоплива. Она показала, что двигатели, работающие на этом топливе вполне работоспособны, но лишь на чистом биотопливе, для создания которого требуется создание целого завода. Поэтому цена его будет высока или равна цене дизельного топлива. Использование чистого рапсового масла приводит к резкому снижению ресурса мотора, что не оправдано экономически.
2.3 Водородное топливо
Одним из приоритетных новых видов топлива является водородное топливо. Водород может использоваться в качестве топлива в обычном ДВС. Важным достоинством этого топлива является то, что при его использовании мощность двигателя увеличивается на 112%. Однако ресурс двигателя становится в разы меньше из – за возросшей нагрузки на узлы и детали. Обычные ДВС плохо подходят для использования такого топлива, но вот специально приспособленные роторные ДВС отлично работают на нем и показывают прекрасный КПД. Внедрение такого двигателя ограничиваются высокой ценой самого этого топлива. В перспективе этот двигатель отлично подойдет для любого вида техники – от мопеда, до корабля! Возможно в скором будущем это топливо будет использоваться. Уже сейчас разрабатываются стандарты безопасности, ведь водород очень летуч и взрывоопасен. Стоимость такого топлива порядка 300 рублей.
2.4. Электромобили.
Электромобиль – одна из важнейших наработок в области использования альтернативного топлива. Ученые не одно десятилетие бьются над тем, как приручить к электромотор к автомобилю. По сути электромотор полностью экологичен, у него низкий уровень шума, да и само по себе электричество гораздо дешевле, нежели те же самые нефтепродукты. Однако, у электромотора есть и свои проблемы. Во-первых, это малый запас хода, во вторых это неразвитая инфраструктура, что особенно применимо к РФ. На западе такие автомобильчики на электрической тяги стали весьма популярны, ведь в узких городских улочках не нужна большая мощность и запас хода, да и лисья на деревьях от использования таких авто только зеленее! Решив проблему с инфраструктурой такие автомобили можно использовать и в нашей стране. Так же существуют автомобили – гибриды. Другими словами автомобиль на попеременной тяге, совмещающий в себе ДВС и электромотор. Электромотор заряжается посредством бензинового. Однако проблему полного замещения жидкого топлива такой двигатель не решит!
В теоретической части мы взяли только самые перспективные наработки в области использования топлива. Оценить эту самую перспективу нам помогло социологическое исследование.
РАЗДЕЛ 3. СОЦИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1. Идеальный двигатель.
Чтобы узнать, какие же критерии наиболее важны в использовании топлива, я решил сформулировать собственную модель идеального двигателя. Эту модель я составляю на основе социологического исследования мнения учеников 11а физико –математического направления, опроса в социальной сети, а так же на основе вышеизложенных исследований теоретической части.
Модель идеально двигателя получилась следующей конфигурации. Это двигатель с
1) КПД 100%
2) Нулевым выбросом в атмосферу.
3) Крайне низким расходом топлива.
4) низким уровнем шумов и вибраций
5) низкой ценой и стоимостью владения.
За каждый критерий начисляется до 5 баллов.
Критерий 1. КПД 25-30%2 балла
Критерий 2. Выброс в атмосферу велик. 2балла
Критерий3 средний расход топлива около 6-8 литров на 100 км на двигателе объемом 1.6 литра. 2балла
Критерий 4. Шумы и вибрации находятся на среднем уровне. 3 балла
Критерий 5. Стоимость владения высока. 2 балла
КПД больше чем у бензинового. 30-40% 3балла
Выброс в атмосферу велик (больше бензинового) 2 балла
Шумы и вибрации высоки 2 балла
Стоимость владения высока, но все таки ниже бензинового. 3 балла
Ну а теперь двигатели работающие на альтернативных источниках.
2) Выброс в атмосферу нулевой 5 баллов.
3) 8 грамм топлива хватит на милллионы километров 5 баллов
4) данных нет 0 баллов.
5) Стоимость владения низка (не считая стоимости покупки такого авто) 5 баллов.
2) Выброс в атмосферу,но не столь велик, так как само горючее вещество не токсично.4 балла (если не смешивать биотопливо с традиционным)
3) Средний расход топлива выше на 10 – 20% в сравнении с двигателями на традицонных видах топлива.2 балла
5. Следует отметить, что я получил информацию о том, что в одном из хозяйств Тамбовской области существовала практика использования такого топлива. Она показала, что двигатели, работающие на этом топливе вполне работоспособны, но лишь на чистом биотопливе, для создания которого требуется создание целого завода. Поэтому цена его будет высока или равна цене дизельного топлива. Использование же скажем чистого рапосвого масла приводит к резкому снижению ресурса мотора, что не оправдно экономически, поэтому 1 балл.
Водородное топливо.(двигатель с измененной системой зажигания, либо роторный мотор)
КПД более 100%. 5 баллов.
Низкая вредность выбросов. Окислы Озота все же выбрасываются в атмосферу. 4 балла.
Расход топлива невелик 4 балла
Высокий уровень комфорта соответствующий 4 баллам.
Низкие расходы. 5 баллов.
Двигатель на электротяге.
КПД не менее 90% 5 баллов
Выброс нет. 5 баллов
Запас хода мал 1 балл
В плане шума – это комфортные двигатели 4 балла
Расходы на эксплуатацию невелики, но так требуется развитая инфраструктура для использования таких авто. 3 балла.
Итак, в такой последовательности расположились двигатели, работающие на различном топливе.
1-е Место Водородное топливо.(22балла)
– место Двигатель на электротяге (18 баллов)
3– место Ториевый двигатель (15 баллов)
4– место дизельный двигатель (13баллов)
5– е место Биотопливо (12 баллов)
6- е место бензин (11 баллов)
Но наше исследование на этом не заканчивается. Мы знаем что нефть, из которой производятся бензин и дизельное топливо является невозобновимым природным ресурсом, следовательно они выпадают из конкурсной борьбы.
Теперь мы проведем опрос в социальных сетях, среди автолюбителей и узнаем их мнение.
Опрос: Какое альтернативное топливо вы считаете наиболее востребованным и удобным в будущем.
Результаты показали, что большинство 53% опрошенных считают, что будущее за электротягой.
21% респондентов выбирают торий в качестве топлива.
17% водородное топливо
Сопоставив результаты, опросы и баллов полученных благодаря моей методике получим следующий объективный результат.
Окончательно первое место занимает электротяга и водородное топливо.
Таким образом, электротяга и водородное топливо получают первое место. У каждого из них есть свои недостатки. Но решить их просто. Моя рекомендация состоит в том, чтобы использовать эти два лучших среди альтернативных видов топлива в одном двигателе. Другими словами создать гибридный двигатель.
Список литературных источников.
Электромобиль. Техника и экономика. В.А Щетинина
Вечный двигатель – прежде и теперь. В. М Бродянский
А. И Краснов- Возможен ли вечный двигатель?