Отын ретінде сутекті пайдалану

Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ АУЫЛ ШАРУАШЫЛЫҒЫ МИНИСТРЛІГІ
Жәңгір хан атындағы Батыс Қазақстан аграрлық-техникалық университеті

Индустриалды-технологиялық институт

Отындардың химмотологиясы және мұнай мен газды талдау
пәні бойынша курстық жұмыс
Тақырып: Синтетикалық сұйық отындар. Сутегі

Орындаған: студент Гатауова Г.
топ ХТ-21 (3ж) курс 2
Тексерген: Сатаева С.С.
Қорғау күні: ____ 20 _ж.
Бағасы:___

Орал - 2024
МАЗМҰНЫ:

1
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
3
2
Әлемдік сутегі нарығы даму сатысында ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .
5
3
Зиянды шығарулардың деңгейіне әсер ететін факторлар ... ... ... ... ... ... .. ... .
6
4
Баламалы отынға өтудің негізгі кезеңдері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ..
8
5
Отын ретінде сутекті пайдалану ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
9
6
Болашақ сутегі инфрақұрылымдарын реттеудің негізгі қағидаттары
11

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
18

Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
19

Кіріспе
Соңғы жылдары қалаларда көлік қозғалысының тығыздығының артуына байланысты ауаның қозғалтқыш жану өнімдерінен ластануы күрт өсті. Іштен жанатын қозғалтқыштардың (ІЖҚ) пайдаланылған газдары негізінен отынның жануының зиянсыз өнімдерінен - көмірқышқыл газынан және су буларынан тұрады. Дегенмен, салыстырмалы түрде аз мөлшерде оларда улы және канцерогендік әсерлері бар заттар бар. Бұл негізінен жоғары температура мен қысымда түзілетін көміртек оксиді, әртүрлі химиялық құрамды көмірсутектер, азот оксидтері.
Көмірсутекті отынды жағу кезінде улы заттар түзіледі, олар жану жағдайларымен, қоспаның құрамымен және күйімен байланысты. Мәжбүрлеп тұтандыратын қозғалтқыштарда отынға бай қоспада жұмыс істегенде отынды толық тотықтыру үшін оттегінің жетіспеушілігінен көміртегі тотығының концентрациясы жоғары деңгейге жетеді.
Қалада және еңістері өзгермелі және жылдамдықтары жиі өзгеретін жолдарда автокөліктерді жүргізгенде, беріліс қосылып, дроссель клапаны ашық болса, қозғалтқыштар жол жүру уақытының шамамен 13 бөлігінде мәжбүрлі бос жұмыс режимінде жұмыс істеуі керек. Мәжбүрлі бос жүріс кезінде қозғалтқыш қайтармайды, керісінше, автомобильде жинақталған энергияны сіңіреді. Бұл ретте жанармай ұтымсыз тұтынылады, оның сорылуының жоғарылауы атмосфераға улы газдардың CO және CH ең көп бөлінуіне әкеледі.
Жасыл сутегі (H2) Қазақстанның энергия өндіруші ел ретіндегі бизнесіне, экономикасына және жаһандық саяси беделіне зор мүмкіндіктер ұсынады. Жасыл сутегі жаңартылатын энергия көздерінің зор әлеуетін ашып, Қазақстанға көміртексіздендіру бойынша міндеттемелерді орындауға көмектесе алады. Сонымен бірге, жасыл газ экономикалық өсуді және Германия мен Еуропалық одақпен ұзақ мерзімді сауда қатынастарын ынталандыруы мүмкін. Осыған қарамастан, жасыл сутегі энергияға тиімді ауысудың жалғыз элементі емес. Ол сондай-ақ осы процестің ажырамас бөлігі болып табылады. Өндіріс электролизге негізделген - онда суды оттегі мен сутегі компоненттеріне бөлу үшін жел мен күн энергиясы сияқты жаңартылатын электр энергиясын пайдаланады. Бұл жағдайда соңғы сутегі өнімі жасыл болады.
Сутекті қолдануға қатысты, кем дегенде үш артықшылықты қолдану саласы ойға келеді:
Біріншіден, сутегі - бұл металлургия мен химия өнеркәсібінде, тыңайтқыштар өндірісінде қолдануға болатын өнеркәсіптік шикізат. Мысалы, қазіргі уақытта болат өнеркәсібі ТМД-ның көрші аймағына жеткізуге бағытталған, ал тыңайтқыштар өндірісі негізінен жергілікті қажеттіліктерге арналған өнімдер шығарады. Төмен көміртекті сутегі өткізу нарығын ЕО және Германияға дейін кеңейте отырып, осы салаларда бұрын пайдаланылмаған әлеуетті ашуға көмектеседі. Еуропалық одақтың Еуропа үшін Жасыл пакт аясында жалпы еуропалық заңды міндетті көміртегі шығарындыларына (CBAM) салық салуды жүзеге асырудағы амбициясын ескере отырып, неміс импорттаушылары бағаның бәсекеге қабілеттілігін қамтамасыз ету үшін төмен көміртекті металлургиялық өнімдерге көшуге мәжбүр болады.
Осының арқасында Қазақстан бірегей мүмкіндік ала алады. Жетекші сарапшылардың зерттеулеріне сәйкес, сутекті тазарту және әрлеу, сонымен қатар алюминий және мыс сияқты түсті металдарды өндіру және әрлеу кезінде қолдануға болады, өйткені сутегі жоғары калориялық құндылыққа, жақсы жылу өткізгіштікке және жоғары реакция жылдамдығына ие. Қазіргі уақытта басты назар болатты балқыту болып табылады, бұл сутекті үш технологиялық процесте қолдануға мүмкіндік береді, соның ішінде домна пештерінде сутекті пайдалану, тікелей темірді қалпына келтіру (DRI) және балқыту кезінде қалпына келтіру.
Сутегі технологияларын коммерцияландыру бойынша алғашқы халықаралық жобалар Жапонияда, Ресейде, Қытайда және Америка Құрама Штаттарында, сондай-ақ Германияда, атап айтқанда, Salzgitter AG (SALCOS) және Thyssenkrupp жүзеге асырылады. ArcelorMittal тәрізді қазақстандық мүдделі тараптар аталған тақырыпқа үлкен қызығушылық танытты. 2020 жылы Қазақстан шамамен 7,6 млн АҚШ доллары сомасына болат экспорттады, бұл экспорттың жалпы көлемінің 16%-ын құрайды. Бұл қаражатты сутегі экономикасын іске қосу үшін пайдалану Қазақстанға 2060 жылға арналған көміртексіздендіру бойынша өз міндеттемелерін іске асыруға және елдің күшті экспорттық салаларын жаңғыртуға көмектесер еді. Бұл 2012 жылы уағдаластыққа қол жеткізілген Германия мен Қазақстан арасындағы шикізат саласындағы ынтымақтастықты дамытуға одан әрі серпін бере алады.
Сутекті қолданудың екінші саласы H2-ге энергия тасымалдаушысы ретінде жатады, бұл оны жоғары қысымды резервуарларда немесе табиғи газдан қайта бейінделген жер асты қоймаларында жаңартылатын электр энергиясын ұзақ мерзімді сақтау ортасы ретінде пайдалануға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, H2 сұйытылған күйде - 253°C температурада оқшауланған криогендік резервуарларда немесе мұнай сияқты арнайы сұйық органикалық сутегі тасымалдаушысында (LOHC) сақтауға болады. H2 сақтаудың тағы бір дәлелденген әдісі - көміртегі, цеолит немесе кейбір металдар (металл гидридтерін сақтау) сияқты қатты тасығыштар.
Қазақстанның жел мен күн энергиясын өндіру саласындағы зор әлеуетін ескере отырып, Қазақстан үшін энергетикада H2 пайдаланудың салыстырмалы артықшылығы жаңартылатын көздер энергиясының артық көлемін сақтау болуы ықтимал. Кейінірек бұл артық қуат электр қуатының тапшылығын жою үшін қайта электрлендіру арқылы электр желісіне қайта жіберілуі мүмкін.
Бұл мақсатқа жетудің перспективалық әдістерінің бірі - екіжақты пайдалануды қамтамасыз ететін қайтымды жоғары температуралы отын элементтері (RSOC), сутекті қайта электрлендіру кезінде тиімділік деңгейіне 60%-дан жоғары және сутек өндірісі үшін электролиз түрінде 70% дан жоғары (Forschungszentrum Jülich). Егер Қазақстан үкіметі елдің электр желілерінің қуаты сутекті өндіруге мүмкіндік беретін жүктемелерді қабылдау үшін жеткіліксіз деп есептесе, электролизерлер сияқты сутекті өндіру жөніндегі жекелеген қондырғыларға қосымша жел энергетикалық және күн парктерін қосу орынды болар еді.
Осылайша, сутегі өндірісі энергетикалық сектордағы электр желілерінің кемшіліктеріне байланысты болмайды. Қазақстан Үкіметі мен әкімшілігі тарапынан икемді, ынталандырушы реттеушілік тәсілді талап етеді.

Сутегі Қазақстандағы неміс энергетикалық агенттігі (dena) қызметінің маңызды бөлігі болып табылады. Неміс энергетикалық агенттігі өз қызметін Қазақстанда 10 жыл бұрын жүзеге асыра бастады және қазіргі уақытта тек бір бағытпен шектелмейді. 2020 жылдан бастап неміс энергетикалық агенттігі 2012 жылғы Өзара түсіністік туралы үкіметаралық меморандумда бекітілген Германия Климаттың өзгеруіне қарсы күрес және экономика федералды министрлігінің атынан Қазақстан-Германия екіжақты энергетикалық диалогын жүзеге асыруда..
Қазақстандағы Германия Елшілігі, Орталық Азиядағы Неміс экономикасының өкілдігі, KEGOC, KOREM, EEDI, Жасыл Даму, IGTIC, сондай-ақ Qazaq Green, Қазақстанның жаңартылатын энергия көздері қауымдастығы, Қазақстанның экологиялық ұйымдарының қауымдастығы және EcoJer сияқты кәсіби қауымдастықтар басқа да маңызды әріптестер болып табылады. Бұдан басқа, Неміс энергетикалық агенттігі халықаралық талдау орталықтарына, сондай-ақ БҰҰДБ, GIZ, USAID, ЕҚДБ, АДБ және Дүниежүзілік банк сияқты халықаралық қаржы мекемелерінеМҚҰ жүгінеді.
H2-ді энергия тасымалдаушысы ретінде пайдаланудың үшінші әдісі - газды жағу үшін турбиналарды қайта құру. Австрияда алғашқы нақты пилоттық жоба іске асырылуда. Wien Energie компаниясы аралас жылу электр станциясына салынған газ турбинасында экологиялық таза сутектің 15 пайызын пайдалануды жоспарлап отыр. Алайда, бұл опция қазіргі уақытта технологиялық дайындық деңгейінің төмендігіне байланысты орташа және ұзақ мерзімді шешім болып табылады.
Энергетикалық отындағы басымдықтарды айқындау негізгі фактор болады. Экологиялық таза сутекті неғұрлым тиімді пайдалануды қамтамасыз ету үшін Германия мен Қазақстан өнеркәсіпке басым назар аударуы тиіс, өйткені басында батареямен қоректендірілетін электрлендіру көмегімен болат пен химиялық заттар өндірісін экономикалық тұрғыдан орынды тәсілмен көміртексіздендіру қиын (немесе тіпті, мүмкін емес) болады. Сонымен қатар, тасымалдау, авиация және сутегі отынымен жұмыс істейтін ершікті тартқыштар сияқты тасымалдау секторын назардан тыс қалдыруға болмайды. Бұл нұсқаның қарапайымдылығына қарамастан, Қазақстан жағдайында бұл әлдеқайда басқаша. Табиғи газдың едәуір қоры мен өндірістік қуатына байланысты метан негізіндегі көгілдір сутегі өндірісі, бір қарағанда, қысқа мерзімді перспективада Қазақстан үшін аз бейімделуді талап ететін қолайлы нұсқа болып табылады. Алайда, ілеспе газдан алынған сутекке көшу жасыл сутегі экономикасымен шешілуі мүмкін жаңа проблемаларды тудырады [1].

2. Әлемдік сутегі нарығы даму сатысында
Қазіргі уақытта әлемдік көлемдердің ағымдағы болжамдары мен бағалардың ағымдағы серпіні Қазақстанда әлемдік сұраныстың елеулі үлесін қанағаттандыруға қабілетті экологиялық таза сутегі өндірісін құру қажеттігін атап көрсетеді. Неміс энергетикалық агенттігі мен Лаппеэнрант технологиялық университетінің, Global Alliance Powerfuels (GAP) мәліметтері бойынша, 2050 жылға қарай нөлдік энергетикалық жүйеге 270 миллион тонна (9 000 ТВтсағ) жасыл сутегі қажет болады, ол кем дегенде 18 миллиард еуро көлемінде жалпы инвестицияны қажет етеді.
Сонымен қатар, табиғи газ бағасының өсуі жаңартылатын сутекке көшуге әкеледі. Скандинавиядағы гидроэнергетиканы немесе Намибия немесе Солтүстік Африкадағы жел мен күннің көп мөлшерін пайдалану сияқты арзан экологиялық таза энергия өндірісі ұсынылған елдерде жасыл аммиак сияқты энергияны сақтау өнімдері қазбалы отынға негізделген баламаға қарағанда арзанырақ.
Bloomberg New Energy Finance (BNEF) жақында жасаған есебіне сәйкес, жасыл сутегі Еуропа, Таяу Шығыс және Африканың кейбір бөліктеріндегі табиғи газдан алынған сутекке қарағанда арзанырақ. BNEF пікірінше, жеткізілген сутектің бағасы кг үшін 6.59 АҚШ доллары қазіргі уақытта жасыл аммиактың құнын табиғи газдан қысқа мерзімді негізде шығарылатын сұр аммиактың құнынан төмен төмендету үшін жеткілікті. Bloomberg агенттігі Испания, Үндістан және Қытай сияқты елдердегі бағалар бәсекеге қабілетті болады деп атап өтті, ал, тіпті, бұл баға деңгейі Германиядағы экологиялық таза аммиак зауытының бәсекеге қабілетті болуы үшін жеткілікті (PV журналы). Регенсбург техникалық университетінің қызметкері Майкл Стернердің айтуынша, бір тонна сұр аммиак шамамен 350 еуро тұрады, ал жасыл аммиактың бағасы - 600-ден 700 еуроға дейін (Handelsblatt). 2021 жылдың аяғынан бастап табиғи газ бағасының өсуіне байланысты бәсекеге қабілеттілікті бағалау түбегейлі өзгерді.
Бұл төңкеріс қаншалықты ұзақ болатыны әлі белгісіз. Алайда, сатып алу туралы кең ауқымды келісімдер жасау үшін жарыс басталғаны сөзсіз. Мысалы, Fortescue Metals және E.ON неміс энергетикалық тобы Германия импорттайтын ресейлік газдың үштен бірін австралиялық жасыл сутегімен алмастыру туралы келісімге қол қойды. Өзара түсіністік туралы меморандум Германия мен Нидерландыға 5 миллион тонна төмен көміртекті отын жеткізуді көздейді. Бастапқыда отын сұйық аммиак түрінде жеткізіледі.
E.ON - австралиялық миллиардер Эндрю Фортескьюмен сутегі келісіміне қол қойған жалғыз неміс компаниясы емес. Bayer Covestro еншілес компаниясы 2022 жылдың қаңтарында Fortescue Green Energy Fortescue Future Industries (FFI) еншілес компаниясынан 2024 жылдан бастап жылына 100 000 тонна экологиялық таза сутегі баламасын сатып алу ниетін жариялады (Financial Times). Жеткізушілер тарапынан жаһандық бәсекелестік шеңберінде Қазақстан өз позициясын дереу анықтап, егер Қазақстан сутегінің ірі жеткізушісі болғысы келсе, тиісті шаралар қабылдауға мәжбүр болады. Импорт есебінен қосымша 10 миллион H2 тонна сатып алу бойынша ЕО-ның 2030 жылға (барлығы 20 миллион тонна) жақында ғана өскен амбициясы, оған қоса өндірістің тағы 5 миллион тоннаға секіруі Қазақстанның жасыл сутегі экономикасына көшуіне жаңа серпін беруі тиіс.
Табиғи газдың бағасы қайтадан төмендегеннен кейін, жаңартылатын сутегі үшін күтілетін экологиялық сыйақы әлі де төленуі мүмкін. Бұл кезеңде бағаның айырмашылығын өтеу үшін H2Global неміс бағдарламасы сияқты қолдау схемалары көмекке келуі мүмкін.
900 миллион еуро мөлшеріндегі қаржыландырумен H2Global бағдарламасы бағаны бекіту туралы шарт (CfD) қағидаты бойынша сутегінің және оның үшінші елдерден туындыларының тіркелген көлемдерін беруге арналған аукционға негізделген тетік болып табылады. Бұл Германия үкіметі субсидиялар арқылы ұсыныс бағасы мен сұраныс бағасының арасындағы айырмашылықты өтейді дегенді білдіреді.
Бастапқыда аммиак, метанол және экологиялық таза авиациялық отын сияқты энергияны сақтау өнімдеріне басымдық беріледі, өйткені көлік логистикасы (теңіз, теміржол және автомобиль көлігі) дамыған, ал негізгі сутегі құбырлары әлі де салынуы керек. Hydrogen Intermediary Company GmbH компаниясы (HINT.CO) PtX өндіру консорциумдары үшін сауда-саттыққа шығарылатын ұзақ мерзімді сатып алу келісімшарттарын (он жылға арналған HPA) жасайды. Өнеркәсіп, көлік компаниялары және энергетика секторы сияқты сұраныс тараптары сутегі ортасы туралы келісімдер (HSA) түрінде шамамен бір жыл мерзімге қысқа мерзімді сату келісімшарттарын жасауға тырысады. Аукционның бірінші раунды 2022 жылға жоспарланған.
H2Global бағдарламасының тиімділігі үшін дамушы елдер халықаралық нарықты кеңейту процесіне қосылуы керек және осыған байланысты ынталандырылуы керек. Осы тұрғыда сутегі өндірісін дамыту және экологиялық таза сутекке деген сұраныс сутегі жобалары үшін мүмкіндіктерді анықтау, оларды нақты жобалық тәсілдерге енгізу және оларды іске асыруды қолдау, сондай-ақ қажет болған жерде саяси қолдау көрсету мақсатында атаулы қолдауды талап етеді.
Атаулы қолдау көрсету үшін Германия Экономика министрлігі Сутегі өндірісін ұлғайту жөніндегі халықаралық бағдарлама (H2Uppp) мемлекеттік-жекешелік әріптестік (МЖӘ) бағдарламасын іске қосты. Ол шағын және орта кәсіпорындарға (ШОК) экологиялық таза сутекті өндіру және пайдалану жөніндегі пилоттық жобаларды, әсіресе дамушы және серпінді дамып келе жатқан елдерде анықтау, дайындау және іске асыруда қолдау көрсетеді. Мақсат - инновациялық неміс және еуропалық технологиялық ноу-хауды қолдану және оларды қолдануға жарамды ету. Энергияны экспорттау бастамасы H2Uppp идеялар байқауына сәйкес келетін жобаларды таңдау үшін қолданыстағы құрылымдар (энергетикалық іссапар бағдарламасы, консорциум құру және жобаларды дамыту бағдарламасы) арқылы қолдау рөлін атқарады [2].

3. Зиянды шығарулардың деңгейіне әсер ететін факторлар
Автокөлік пайдаланылған газдар 200-ге жуық заттардың қоспасы болып табылады. Олардың құрамында көмірсутектер -- жанбаған немесе толық жанбаған отын құрамдастары бар, олардың үлесі қозғалтқыш төмен жылдамдықта жұмыс істесе немесе іске қосу кезінде жылдамдық жоғарылағанда күрт артады, т. кептеліс кезінде және қызыл бағдаршамда. Дәл осы сәтте, үдеткіш басылған кезде, ең көп жанбаған бөлшектер бөлінеді: қозғалтқыш қалыпты режимде жұмыс істеп тұрған кезден шамамен 10 есе көп. Жанбаған газдарға қарапайым көміртегі тотығы да жатады, ол бір нәрсе жанған жерде әртүрлі мөлшерде түзіледі. Қалыпты бензинмен және қалыпты жағдайда жұмыс істейтін қозғалтқыштың пайдаланылған газдарының құрамында орта есеппен 2,7% көміртегі тотығы бар. Жылдамдық төмендеген кезде бұл үлес 3,9%-ға, ал төмен жылдамдықта 6,9%-ға дейін артады.
Қозғалтқыштың зиянды шығарындыларының деңгейіне әсер ететін негізгі эксплуатациялық факторлар цилиндр-поршеньдік топ (ЦПГ) бөліктерінің жағдайын сипаттайтын факторлар болып табылады. КПГ бөлшектерінің тозуының жоғарылауы және олардың дұрыс геометриялық пішінінен ауытқуы пайдаланылған газдардағы (EG) және картерлік газдардағы (КГ) улы компоненттердің концентрациясының жоғарылауын тудырады.
Қозғалтқыштың өнімділігі мен қоршаған ортаға зиянсыздығы тәуелді болатын CPG негізгі бөлігі цилиндр болып табылады, өйткені жану камерасының тығыздығы цилиндрмен бірге сақинаның тығыздау қабілетіне байланысты. Сақиналар мен поршеньді ойықтар арасындағы саңылаулардың өсу қарқындылығы негізінен цилиндрлер мен поршеньдік сақиналардың техникалық жағдайына байланысты. Осылайша, жұмыс кезінде сақина мен цилиндр арасындағы алшақтықты бақылау және реттеу отынның жану жағдайларын жақсарту және поршень үстіндегі кеңістікте қалған майдың мөлшерін азайту арқылы пайдаланылған газдар мен цилиндрлердегі зиянды қоспалардың мөлшерін азайтудың маңызды резерві болып табылады [3].
Іштен жанатын қозғалтқыштардың улы шығарындылары пайдаланылған және картер газдары болып табылады. Олармен бірге жалпы шығарындылардан улы қоспалардың шамамен 40% атмосфераға түседі. Шығарылған газдардағы көмірсутектердің мөлшері қозғалтқыштың техникалық жағдайына және реттеулеріне байланысты және бос жүріс кезінде 100-ден 5000% дейін немесе одан да көп. Атмосфераның жалпы ластануындағы пайдаланылған газдардың 2-10% тең картер газдарының жалпы аз мөлшерімен картер газдарының үлесі шамалы тозған қозғалтқыштарда шамамен 10% құрайды, ал тозған цилиндрі бар қозғалтқышты пайдалану кезінде 40% дейін артады. -поршеньдік топ, өйткені картер газдарындағы көмірсутектердің концентрациясы қозғалтқыштың пайдаланылған газдарына қарағанда 15-10 есе жоғары. КГ саны, сондай-ақ олардың химиялық құрамы жану камерасын тығыздайтын ЦПГ бөліктерінің күйіне байланысты. Цилиндрден газдардың картерге және артқы жағына енуі КПГ үйкеліс бөліктері арасындағы саңылаулардың мөлшеріне байланысты. Сонымен қатар, мұнай қалдықтарының көбеюіне және картерлі желдету жүйесі арқылы картер газдарын тұтынудың артуына байланысты канцерогендік қасиеттері бар көмірсутектердің үлесі артады.
Қозғалтқыштың тозу шегіне жету арқылы шығарындылар орта есеппен 50%-ға артады. NAMI-да жүргізілген жеделдетілген сынақтардың мысалы негізінде қозғалтқыштың тозуы көмірсутектердің шығарындыларын 10 есеге арттыратыны анықталды. Пайдаланылған түтіннің жоғарылауы бар қозғалтқыштардың негізгі бөлігін күрделі жөндеуден өткен қозғалтқыштар құрайды.
Жану камерасының декомпрессия дәрежесі КПГ бөліктерінің тозуына және олардың макрогеометриясының дұрыс геометриялық пішіннен ауытқуына байланысты. Жану камерасының ағып кетуі ұлғайған сайын, отынның жану жағдайларының нашарлауы нәтижесінде СО және CH жоғарылайды және СО2 азаяды. Жұмыс процесін ұйымдастырудың сапасын төмендетумен қатар, сақина мен цилиндр арасындағы саңылаулар, сондай-ақ сақина мен поршень ойығы арасындағы саңылаулар жоғары поршеньге түсетін май мөлшерінің ұлғаюына әкеледі. кеңістікке, жану процесі кезінде жылу бөлінуінің берілген динамикасынан ауытқуының ұлғаюына, демек, улы шығарындылардың жалпы массасының ұлғаюына. Пайдаланылған газдардың құрамындағы бөлшектердің 30-40% мұнай құрайды [4].
ЦПГ-ның негізгі бөлігі цилиндр болып табылады, оған қозғалтқышты пайдаланудың экономикалық және экологиялық мүмкіндігі тәуелді. Цилиндр төсемдерінің тозуы айқын сопақ пішінге ие, оның негізгі осі шатунның тербеліс жазықтығында орналасқан. Цилиндр сопақтығының пайда болу себебі, негізінен, шатундардың айналу жазықтығында дәл лайнерлерге поршеньдердің жоғары жүктемесі болып табылады. Цилиндрлердің сопақтығына цилиндрлер блогын құрастыру технологиясының жетілмегендігі де әсер етеді. Қозғалтқышты құрастырғаннан кейін цилиндрлердің макрогеометриясының өзгеруі (сопақ және конустық) сонымен қатар поршеньдік сақиналардың цилиндр саңылауына сәйкестігінің нашарлауына әкеледі. Іштен жанатын қозғалтқыштардың әртүрлі маркаларының блоктарына лайнерлерді орнату кезінде цилиндрлердегі сопақтық 2-3 есеге арта түсетіні белгілі.
Құрастырудан кейін және пайдалану кезінде цилиндр төсемдерінің макрогеометриясының бұрмалану сипаты ылғал төсемдері бар цилиндр блоктарының көптеген конструкциялары үшін бірдей екенін атап өту өте маңызды. Поршеннің жоғарғы өлі центріндегі жоғарғы қысу сақинасының тоқтау аймағында құрастыру кезінде пайда болған цилиндр сопақшасының негізгі осі жұмыс кезінде пайда болған сопақшаның үлкен осімен бірдей бағытта болады. Цилиндр деформациясының бұл сипаты қаптамаларға арналған саңылаулар арасындағы орындарда блоктың үлкен деформациясымен түсіндіріледі.
Цилиндрлердің сопақтығын азайту сақиналар мен поршеньді ойықтардың тозу жылдамдығын азайтуға көмектеседі, бұл жалпы поршеньдік сақиналардың жұмысын жақсартады және жану камерасының тығыздалуын жақсартады. Май қырғыштың сақиналарын максималды қызмет ету мерзіміне жеткеннен кейін ауыстыру қозғалтқыштың уыттылығының орташа деңгейін белгілі бір дәрежеде қалпына келтіретіні белгілі. Сөзсіз, егер сақиналарды ауыстыру кезінде цилиндрлердің сопақтығы жаңа лайнерлерді жасау үшін максималды мән деңгейіне реттелсе, әсер әлдеқайда маңызды болады [5-8].

4. Баламалы отынға өтудің негізгі кезеңдері
Араластыру мен ерітудің жаңа әдістерін және мұнай отынындағы сәйкес қоспалар мен қоспалардың әсерінің математикалық сипаттамасын әзірлеу баламалы отынның жаңа құрамын жасау және олардың физика-химиялық қасиеттерін болжау уақытын айтарлықтай қысқартады, бұл қозғалтқыштың жұмыс процесін жақсартады. жаңа балама отынды пайдалану.
Отандық және шетелдік әдебиеттерді талдау отынның жаңа түрлеріне көшуді дамыту үш негізгі кезеңнен өтетінін көрсетті. Бірінші кезеңде стандартты мұнай отыны, спирттер, сутегі және құрамында сутегі бар отындардың қоспалары, газ отыны және олардың әртүрлі комбинациялары пайдаланылады, бұл мұнай отынын ішінара үнемдеу мәселесін шешеді. Екінші кезең көмірден, мұнай тақтатастарынан және т.б. өндірілетін мұнайға ұқсас синтетикалық отын өндіруге негізделеді. Бұл кезеңде қолданыстағы қозғалтқыштар паркін жанармайдың жаңа түрлерімен ұзақ мерзімді қамтамасыз ету мәселелері шешілетін болады. Соңғы, үшінші кезең энергетикалық ресурстар мен электр станцияларының жаңа түрлеріне көшумен сипатталады (қозғалтқыштардың сутегімен жұмыс істеуі, атом энергиясын пайдалану).
Іштен жанатын қозғалтқыштарды сутегі және құрамында сутегі бар отынға айналдыру күрделі әлеуметтік-экономикалық процесс болып табылады, оны жүзеге асыру бірқатар салаларды түбегейлі қайта құрылымдауды талап етеді, сондықтан бірінші кезеңде дизельдік қозғалтқыштарды пайдалану ең қолайлы нұсқа болып табылады. құрамында сутегі бар отын қоспалары бар. Дизельдік қозғалтқыштарда сутегі мен аммиак қосылған көмірсутекті отынның жану сипаттамалары туралы әдебиеттердегі өте шектеулі ақпарат құрамында сутегі бар отынның дизельді пайдалану процесінің өнімділігіне әсері туралы сұраққа біржақты жауап беруге мүмкіндік бермейді. .
Көмірден өндірілетін синтетикалық сұйық отынды (СМТ) дизельдік қозғалтқыштарда қолдану мәселесі де өте нашар зерттелген. Әртүрлі әдебиет деректері оның физикалық-химиялық қасиеттері шикізат пен өңдеу технологиясына өте тәуелді болғандықтан, жұмыс процесіне ГТЛ әсерін біржақты бағалауға мүмкіндік бермейді.
Мотор отынының ең ықтимал көзі алкоголь болып табылады, бірақ дизельдік қозғалтқыштарда қолданылған жағдайда олардың өте нашар мотор қасиеттерін ескеру қажет. Алкогольді отынды пайдалану үшін қолданылатын әдістер дизайнның қосымша күрделілігін (карбюраторларды, ұшқын шамдарын немесе екінші отын жүйесін орнату) немесе отынның қымбаттауын (цетан санын көбейтетін қоспаларды пайдалану) талап етеді. Бұл жағдайда ең оңтайлы әдіс дизельдік қозғалтқыштарда дизель отыны бар этанол немесе метанол ерітінділерін пайдалану болуы мүмкін.
Баламалы отынның әртүрлі түрлерінің әсерін зерттеу қоспаны қалыптастырудың әртүрлі әдістері бар жоғары жылдамдықты дизельді қозғалтқыштардың бірнеше түрі үшін жүргізілді, сондықтан отынмен қамтамасыз ету, жану, жану, отынмен қамтамасыз ету процестері туралы мүмкіндігінше толық ақпарат алу қажет болды. күйе түзілуі, уыттылығы және т.б. Сондықтан ДК негізінде ақпаратты жазу мен өңдеудің автоматтандырылған жүйесі әзірленді және енгізілді. Бұл кешен үшін қолданбалы бағдарламалар пакеті әзірленді, оның ішінде тестілеу кезінде әртүрлі сенсорлардан ақпаратты жинау бағдарламасы, индикаторлық диаграмманы талдау үшін алынған мәліметтерді өңдеу бағдарламалары, оптикалық индикация нәтижелері, отынмен қамтамасыз ету және режим параметрлерін есептеу.
Дизельдік отын мен газдың циклдік бөлігін цилиндрге бір мезгілде беру үшін автор арнайы қос отынды инжекторды әзірледі, ол газбен жабдықтау фитингінен және инжектор корпусындағы және тозаңдатқыштағы арналардан тұратын жеке желімен толықтырылды. Саптама корпусының арнасында серіппемен отырғышқа басылған кері клапан бар. Саптаманың ине астындағы қуысына қосылған араластырғыш және жинақтау камерасын құрайтын саптама арнасына бетінде бұрандалы жіпі бар цилиндрлік кірістіру басылады.
Әзірленген инжектордың негізінде отынға әртүрлі газ қоспаларын жеткізуге мүмкіндік беретін дизельдік отын жүйесі жасалды.
Күйе концентрациясы мен температуралық өрістердің кеңістікте таралуы туралы ақпаратқа ие бола отырып, балама отынды пайдалану кезінде жұмыс процесінің ерекшеліктерін ескеру тиімдірек. Бүгінгі таңда дизельдік цилиндрдегі температура мен концентрацияның гетерогенділігінің негізінен екі өлшемді көрінісі бар.
Нәтижесінде температуралық өрістердің кеңістікте таралуын және күйе концентрациясын тәжірибе жүзінде зерттеу міндеті қойылды. Жұмыста цилиндрлердің оптикалық индикациясына негізделген күйенің массалық концентрациясын анықтау үшін түпнұсқалық тәжірибелік жабдық және температуралық өрістерді анықтаудың бағдарламалық қамтамасыз етілген әдістері қолданылды.
Газдың ерігіштігін (сутегі, аммиак және т.б.) есептеу зерттеулері келесі болжамдарға негізделген: біріншіден, еріту процесі араластырғыш-жинақтаушы камерада және шашатын тозаңдатқышта жүреді; екіншіден, еріту бетінің жаңару үлгісіне сәйкес жүреді, яғни. отын-газ жанасу беті жоғары қысымды шығару құбырындағы отын қысымының ауытқу жиілігіне тең жиілікте жаңартылады.
Дизель отынының баламалары бар қоспаларды дайындаудағы қиындықтарды жеңу жолдарының бірі үшінші компонентті - дизель отыны мен спирттің бірлескен еріткішін пайдалану болып табылады. Бірлескен еріткіш дизельдік отын мен спирттің қасиеттеріне ие болуы керек, яғни. оның молекуласы көмірсутектермен байланыс түзу үшін полярлық қасиетке де, алифаттық компонентке де ие болуы керек [9-10].

5. Отын ретінде сутекті пайдалану
Сутекті іштен жанатын қозғалтқыштар үшін отын ретінде пайдалану әрекеттері ұзақ уақыт бойы белгілі болды. Мысалы, жиырмасыншы жылдары дирижабльдердің іштен жану қозғалтқыштары үшін негізгі отынға қоспа ретінде сутегін пайдалану мүмкіндігі зерттелді, бұл олардың ұшу қашықтығын арттыруға мүмкіндік берді.
* Іштен жану қозғалтқыштары үшін отын ретінде сутекті пайдалану - кең ауқымды мәселелерді қамтитын күрделі мәселе:
* :: заманауи қозғалтқыштарды сутегіге айналдыру мүмкіндігі;
* :: сутегімен жұмыс істегенде қозғалтқыштардың жұмыс процесін зерттеу;
* :: минималды уыттылық пен отынның максималды тиімділігін қамтамасыз ету үшін жұмыс процесін реттеудің оңтайлы жолдарын анықтау;
:: іштен жанатын қозғалтқыш цилиндрлерінде тиімді жұмыс процесін ұйымдастыруды қамтамасыз ететін отынмен жабдықтау жүйесін әзірлеу;
:: көліктердің бортында сутегін сақтаудың тиімді әдістерін әзірлеу;
:: іштен жанатын қозғалтқыштар үшін сутекті пайдаланудың экологиялық тиімділігін қамтамасыз ету;
:: қозғалтқыштарға жанармай құю және сутегін жинақтау мүмкіндігін қамтамасыз ету.
Бұл мәселелерді шешудің нұсқалық деңгейі бар, дегенмен осы мәселе бойынша зерттеудің жалпы жағдайын сутекті практикалық қолданудың нақты негізі ретінде қарастыруға болады. Бұл сутегімен жұмыс істейтін нұсқалық қозғалтқыштарды тәжірибелік сынақтар мен зерттеулермен расталады. Мысалы, Mazda сутегі айналмалы поршеньді қозғалтқышқа бәс тігуде.
Бұл саладағы зерттеулер сутекті сыртқы және ішкі қоспа түзуші қозғалтқыштар үшін пайдалану, сутекті қоспа ретінде пайдалану, отынды сутегімен ішінара ауыстыру және қозғалтқышты тек сутегімен жұмыс істеу нұсқаларының кең ауқымымен ерекшеленеді.
Зерттеулердің кең тізімі оларды жүйелеу және сыни талдау қажеттілігін анықтайды. Сутекті пайдалану мұнайдан шыққан дәстүрлі отынмен жұмыс істейтін қозғалтқыштарда, сондай-ақ балама отынмен үйлесімде белгілі. Мәселен, мысалы, спирттермен (этил, метил) немесе табиғи газбен. Сутекті синтетикалық отынмен, мазутпен және басқа отын түрлерімен бірге пайдалануға болады.
Бұл саладағы зерттеулер бензинмен де, дизельдік қозғалтқыштармен де, қозғалтқыштардың басқа түрлерімен де белгілі. Осы тақырып бойынша жұмыстардың кейбір авторлары сутегі сөзсіз деп санайды және бұл сөзсіз қанағаттандыруға жақсырақ дайындалу керек.
Сутегінің айрықша ерекшелігі оның жоғары энергетикалық деңгейі, бірегей кинетикалық сипаттамалары, экологиялық тазалығы және шексіз дерлік шикізат базасы болып табылады. Массалық энергия сыйымдылығы бойынша сутегі дәстүрлі көмірсутекті отыннан 2,5-3 есе, спирттерден 5-6 есе, аммиактан 7 есе асып түседі.
Сутекті іштен жанатын қозғалтқыштардың жұмыс процесіне сапалы әсер ету, ең алдымен, оның қасиеттерімен анықталады. Оның диффузиялық қабілеті жоғары, жану жылдамдығы жоғары және жанғыштық шегі кең. Сутегінің тұтану энергиясы көмірсутекті отындарға қарағанда біршама төмен. Нақты жұмыс циклі іштен жану қозғалтқышының жұмыс процесінің жоғарырақ жетілдіру дәрежесін, тиімділік пен уыттылық көрсеткіштерін анықтайды.
Поршеньді іштен жанатын қозғалтқыштардың, бензинді және дизельді қозғалтқыштардың қолданыстағы конструкцияларын негізгі отын ретінде сутегімен жұмыс істеуге бейімдеу үшін, ең алдымен, отынмен қамтамасыз ету жүйесінің конструкциясына белгілі бір өзгерістер ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.