cap 4 hidrogenul
TRANSCRIPT
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
1/14
Capitolul 4 HIDROGENUL
Cel mai rspndit element din Univers:- peste 70% din materia Universului;- pe Pmnt:
o n cantiti f. mici n aer;o cominat cu !" apa;
o cominat cu C #C.$escoperit de Cavendis n &7''(r. & n taelul lui )endeleev: nr. atomic &; mas atomic &*00+,ncolor* inodor -i insipid; cel mai u-or a/* putnd difu/a prin orificii fine.ste asorit de metale 12e* 3l* Cu etc.4 cu inserare n reeaua molecular.
4.1PROPRIETI FIZICE ALE HIDROGENULUI
Prinipal!l! on"tant! #i$i! al! H%Gr!utat! &ol!ular' "*0&5'Punt (! topir!1la p06 &*0& &05Pa4
temperatura tt6 8"59*"00Ccldura de topire topire6 5+*'&5 '0*55 5 )pa
*tar!a nor&al'1la p06 &*0& &05Pa -i ? 6 "7@4densitatea 6 0*0+9+7 =mdensitatea relativ la aer rel= 0*0'9+>
cldura specific cp6 &>*"5 &08' (s=m"
coef. de difu/ie n aer 0*' cm"=sRaportul 'l(urilor "p!i#i! cp=cv6 &*>&
Carat!ri"tii pri+in( ar(!r!a H%Carat!ri"tia H% ,!n$in' -otorin'Amin B(maer= (m#" "*+ &>*9aer=com &>*9aer=comiB"'90 >"'00i amestec stoiciometricB5 50 ... '00 >7 ... >9Dlaminar maE. = Fpropan
la p06 & &05Pa; ?06 "9@'*79
1"5+ cm=s40*9"
15 cm=s4Aimite de inflamailitate la p06 & &05Pa; ?06 "9@
am. sr."*9'%
srac6&0 &*&5 8am. o.
75%
oat60*9>0*7 8
33
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
2/14
$eoarece #"este f. mic* reducerea cu 0% a aerului admis n motor Picu 0%.
Gite/a de difu/ie a #"este de 7... + ori >la vaporii de en/in u-urareaamestecrii rapide cu aerul* ciar la do/aHe srace -i nmari
Ie comin cu !" la rece* n pre/ena unui catali/atorn pre/ena unei flcri
i amestec stoic.#"i amestec stoic. en/. Punctele de fierere -i critic avnd temperaturi f. sc/ute dificulti la
stocarea #"la ordul autove. Aimite de inflamailitate mai lari funcionare cu amestecuri mai srace
D ardere #">D ardere idrocaruri fa/a , a arderii se scurtea/*d
dp
?endin pronunat spre (!tonai!dificulti maHore la utili/area #"la )3C nerie minim de aprindere f. redus 1de aproE. &0 ori
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
3/14
%/.04.%014.%APRINDEREA 2I ARDEREA HIDROGENULUI 3N -.A.*.
Fard. laminar #"6 7 ... &0 ori Fard. laminar #Cfa/a iniial a arderii mai rapidFard. turulent #"6 " ori Fard. turulent #Cfa/a principal a arderii mai rapid
35
Pentru & vite/a de arde8re devine eEcesiv.Uneori arderea poate luaaspect de detonaie.! soluie o constituie utili8/area unui amestec maisrac.
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
4/14
$in cau/a vite/elor de ardere mai ridicate ale #"* se reduce dispersia ciclic.Aa utili/area inHeciei* c-tiul este mai important datorit uniformi/rii deitrii #".Ie poate funciona cu amestecuri f. srace 1"4.
C'i (! t!&p!rar! a (!a5'rii 'l(urii (! r!ai! Utili/area amestecurilor srace; la amestecuri prea srace* cre-te
dispersia ciclic; Jeducerea avansului la scnteie $eplasarea arderii n destindere
o Icade io Iuprancl/irea supapelor de evacuare
,nHecia de ap n cilindru
o Ie poate aHune la 6 &*> ... &*7 cud
dpacceptaile
o Itocarea apei la ordul automoiluluio Coro/iunea motorului de ctre ap
,nHectarea #"n cilindru* la sfr-itul comprimriio )rirea duratei inHeciei
Cominarea metodelor de formare a amestecului idroen aer neEteriorul -i interiorul camerei de ardere 1fumiare4
o 3mestec eEterior srac 4o ,nHectarea fraciunii principale n camera de ardere; se poate
funciona cu un 1,1n condiii normale Jecircularea a/elor de evacuare cu o rcire prealail
o Iuprimarea preaprinderilor -i ntoarcerii flcrii n aleria deadmisie
36
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
5/14
o fectul termic al a/elor de evacuare atenuea/ efectul dilurii
o fect sla asuprad
dp
Prevenirea formrii punctelor fierini pe peretele camerei de ardereo 3leerea unei uHii cu cifr termic corespun/toare 1uHie ct
mai rece4 s8a aHuns la funcionare acceptail cu 1,55o Jcirea supapei de evacuare -i a pereilor camerei de ardere
redimensionarea sistemului de rcireo Jcirea capului pistonului prin stropire cu Het de ulei
,nHectarea de #"rcit la 0 ... >0oC; se complic f. mult sistemul dealimentare
Utili$ar!a H%6n a&!"t! u )!n$ina Pentru pornirea motorului* m... -i sarcini mici numai #" 2uncionare la sarcini miHlocii cu alimentare miEt 8 #"K en/in Aa sarcini mari se utili/ea/ numai en/ina %7.04.%011
0/.0/.%014
4.APRINDEREA 2I ARDEREA HIDROGENULUI 3N -.A.C.
4..1 Partiularit'i al! aprin(!rii 8i ar(!rii 9i(ro!nului 6n &.a..
a4 $omeniul do/aHelor utili/aile este eEtrem de nust:
4 $ispersie ciclic foarte mare
c4 Lntr/iere mare la autoaprindere
37
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
6/14
4..% -i5loa! (! ontrol al ar(!rii 9i(ro!nului 6n &.a..La uzuale metode speciale de asistare a aprinderii
E: uHie de incandescen Lnceputul=sfr-itul inHeciei
B!J3C$urata inHeciei
B!J3CpiB)pa i
HIDROGEN : )u5i! (! inan(!"!n'5 &+ 8 5 = 9 >> 0*"7 0*9> "9 0 = 5 5 0* 0*9
*" &+ 8 > = >+ 5" 0*+ 0*>0 "9 8 = 9 >" 0*>> 0*>0
-OTORIN>*& &+ 8 &> = 8 > &0 0*&" 0*"'*" &+ 8 & = 8 " && 0*"& 0*""*' &+ 8 & = 0 & 0*0 0*"'
Pentru motorin:pi6 0*' = )pa la &*&
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
7/14
Injecia hidrogenului n dou etape injecie pilot!m.a.c. cu camer separat de vrteH:
pilotul la 50J3C naintea p.m.i.inHecia principal la 7*50J3C naintea p.m.i.
- Aa o cantitate prea mare de #" n pilot autoaprinderea pilotului funcionare rutal:
- )asa pilotului cu ct inj" pilot
- Aa un inj" pilotprea mare aprinderi necontrolate* de la puncte calde
#tilizarea combinat a hidrogenului cu motorinaa4 Pilot de motorin* do/a principal de idroen
Aimite definite de :
Galoarea maEim admisiil a luid
dp
Aimita autoaprinderii amestecului omoen idroen aer
39
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
8/14
)rirea do/ei pilot mers dur al motorului* ciarla do/aHe srace #"8aer;
Aa do/aHe oate apare #"n a/ele de evacuare; Pilot din motorin minim* att ct s se oin o
aprindere stail; Cre-terea temperaturii amestecului la admisiunea
n motor reducerea proporiei maEime de #"reducereape$daos de hidrogen n admisie
40
Aa sarcini mari i8ardere mai rapid Aa sarcini mici i8
ardere incomplet aidroenului Cre-terea B#" limitat
depma%-i demaE
d
dp
1limitarea /omotului4 Ie poate reduce fumul
emis
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
9/14
09.05.2012
4.4 *I*TE-E DE ALI-ENTARE CU HIDROGEN4.4.1 *toar!a 9i(ro!nului la )or(ul auto&o)ilului
A; *u) #or&' o&pri&at' 6n )ut!lii7&% din masa autoveiculului autoturisme cu cilindree mic;'0% din masa autoveiculului autoturisme cu cilindree medie;"% din masa autoveiculului autou/e.Coeficient de risc prea mare
,; *u) #or&' li9i('Poate fi stocat numai la "50C re/ervoare crioenice
Iistemul este complicat -i costisitor.masa re/ervorului fa de en/in de > orivolumul re/ervorului fa de en/in de 5 ori
C; 3n 9i(ruri &!tali! 1
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
10/14
)e# de temperaturi Hoase 8 &00C ... K &000C ncl/ire cu fluidul de rcire; de temperaturi nalte "500C ... 500C ncl/ire cu a/ele de evac.Condiii privind re/ervoarele cu )e#:
8 deitul de #"-i presiunea de alimentare;8 la distruerea re/ervorului* #"rmne locat n reeaua
cristalin a )e#
8 tolerana fa de impuriti provenite din procesele defaricare a #"1C!* #"!4
8 stailitate la ciclurile repetate de asorie desorie8 desprindere de particule metalice din idrur -i antrena8rea lor n motor8 siurana n funcionare -i fiailitatea )e#
D!n"itat!a (! "toar! a !n!ri!i=8 #"n )e#: 0*' "*5 D=
42
)e# de temp. nalte )e# de tem . oase
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
11/14
8 #"pur: D=8 en/in: && D=
*oluii on"truti+!=a4 1 r!ipi!ntcu )e# de Hoas temperatur tip 2e ?i; aent termic 8
licidul de rcire4 1 r!ipi!ntcu )e# de Hoas temperatur tip 2e ?i; aent termic 8
licidul de rcire >
>1 r!ipi!nt ?prinipalul;cu )e# de nalt temperatur tip ) (i; aent termic a/ele de evacuarec4 % r!ipi!nt! 6n "!ri!cu )e# de nalt temperatur K )e# de Hoas
temperatur; aent termic a/ele de evacuare
Ta)!l o¶ti+privind alimentarea unui autoturism cu comustiili diferii
Gt&*' dm; Gmed 6 75 m=; mauto900 ; autonomie de mers 6 500 m?ip comustiil Consum Bl=&00m Gre/ervorBl )re/ervorB
)otorin 5*' "+*& &Nen/in '*5 "*5 "
OPA 7*0 5 >0)etanol 1+0 &00%4 && &" '0 '+Oa/e naturale 8 &50 &50#idroen licid 8 ">0 "0#idroen din )e# 8 "00 '00
2luEul de ap perpendicular pe 2luEul de ap n lunul arelor de idrurarele de idrur
% r!ipi!nt! 6n "!ri!cu)e# de nalt temperatur K )e# de Hoas temperatur
43
1 r!ipi!ntcu )e# de Hoastemperatur tip 2e ?i; aenttermic 8 licidul de rcire
1 r!ipi!nt ?prinipalul;cu )e# denalt temperatur tip ) (i; aenttermic a/ele de evacuare
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
12/14
1%.0/.%014
44
1-rezervoare de H2cu hidrur Fe-Ti; 2-
robinee; 3-conduc co!ecoare; 4-
veni! e!ecro"a#neic; 5-reducor-
re#u!aor; 6-dozaor-a"e$ecor; 7-
circui de rcire a! "ooru!ui; 8-%o"%
de a%; 9-%o"% $u%!i"enar de a%;
10-rezervor %re$uriza de a%; 11-
rezervor aer co"%ri"a; 12-a&ua&e de
a%; 13-co!ecor de ad"i$iune; 14-
veni! e!ecro"a#neic %' re#!area
%re$iunii de %u!verizare a a%ei; 15-
re#u!aor; 16-radiaoru! $i$e"u!ui de
rcire a! "ooru!ui; 17-conduce de
a!i"enare; 18-re#u!aor de %re$iune;
19-veni! "anua!; 20-bue!iea!i"enare cu H2'
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
13/14
3 intrarea motorinei de la pompa de comand; N ie irea motorinei; C pierderi de motorini # "; & racord motorin; " arc; piston idraulic; > corp inHector; 5 supap de # ".
45
1-rezervor "oorin; 2-%o"% de in&ec ie
$andard; 3-conduc de (na! %re$iune; 4-
cu%!a&; 5-%o"% de in&ec ie $u%!i"enar;
6-in&ecor "oorin; 7 i 7 )-racorduri a%;
8-rezervor hidruri; 9-conduc "oorin %
ac ionarea in&ecoru!ui de H 2; 10-in&ecor
de H2'
1-arbore cu ca"e; 2-$u%a% de H2;
3-conduc de H2izo!a er"ic; 4-
oburaor; 5-co!ecor de evacuare
* + inroducerea H2(n i"%u! ad"i$iunii, !a
1-1,2 bar;
** + in&ecarea H2(n ci!indru, !a (nce%uu!
co"%ri"rii, !a 1,5-3 bar;
*** + in&ecarea H2(n ci!indru, !a $r iu!
co"%ri"rii, !a 50-90 bar'
*. + in&ec ia "oorinei;
*H + in&ec ia hidro#enu!ui'
-
7/26/2019 Cap 4 Hidrogenul
14/14
3 intrare motorin pt. comand; N retur motorin; C intrare #"; $ drenare #";& pulveri/ator; " piston8ac; 8 aie de relaH; > corpul inHectorului; 5 8 uru de relaH; '
inele de etan are; 7 arc.
46
1 + $u%a% de H2; 2 + racord a!i"enare
cu H2; 3 + raducor de %re$iune; 4 +
bu&ie incande$cen; 5 + a&ua&; 6 +
ca"'
1 + "iez "a#neic; 2 i 5 + !a#re de #hidare; 3 + acu! in&ecoru!ui; 4 + $ediu! %u!verizaoru!ui;
6 + bobin de ac ionare'