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

Что такое био двигатель

Биотопливо для авто. Топливо XXI века?

Дата публикации: 6 октября 2020

  • Биоэтанол – самое распространенное биотопливо для авто
  • Биотопливо на практике
  • Биобутанол
  • Биодизель
  • Биогаз

До сих пор не утихают споры между сторонниками «зеленых», считающих биотопливо топливом будущего и учеными, имеющими более пессимистический взгляд на использование этого продукта в народном хозяйстве. Однако ряд проектов по использованию биотоплива как в энергетической, так и автомобильной отрасли, внесли свои коррективы в этом противостоянии и доказали эффективность его применения.

Принцип действия [ править ]

Принцип работы БРД основан на преобразовании энергии покоя биореактивного топлива (далее — топлива) в кинетическую, создающую мощную реактивную тягу, обеспечивая поступательное движение пердолёта, оборудуемого БРТ.

Топливо поступает через топливозаборник и фильтр через гибкий прямой шланг в компрессор, где под действием химических реактивов, главным образом, соляной кислоты, разнородные элементы топлива смешиваются и сжимаются. Здесь же производится их первичная конвертация. После этого получившаяся субстанция проходит через конвертер. Именно здесь происходит получение энергии, обеспечивающей требуемую тягу. После чего через форсажную камеру и сопло выхлопы выводятся наружу. Бывают случаи, когда топливо выходит не в газообразном состоянии, а в плотном. Алкаш и мухи собирают ППТ (Плотное Переработанное топливо ), поглощает и делают свои выхлопы.

  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Чуть больше столетия назад человечество добровольно ввергло себя в нефтяную зависимость. Сначала нам было хорошо, но к тому моменту, когда наступило окончательное привыкание, мы прочно запутались в сетях нефтеторговцев. Теперь нам становится все хуже, и мы ищем, чем заменить нефть и ее продукты, так как нас не удовлетворяют цены на продукты нефтепереработки, а также последствия от их использования.

Поэтому в последнее время способам получения энергии с помощью не традиционных и возобновляемых источников энергии уделяются все больше внимания. Большой выброс вредных газов в атмосферу традиционными источниками топлива — это экологическая проблема для всего мира, а биологическое топливо снизит уровень этих выбросов. Интерес к развитию технологий с применением, в частности, биологического топлива в последнее время постоянно растет. В этом и заключается актуальность нашей работы.

Цель: синтез БИО – дизеля, исследование его влияния на окружающую среду.

Изучить литературу по теме исследования;

Сделать синтез БИО — дизеля в лабораторных условиях;

Провести эксперимент по выявлению сравнительных характеристик дизеля и БИО – дизеля на окружающую среду.

Объект исследования: Биологическое топливо.

Предмет исследования: Био – дизель и его влияние на окружающую среду.

Гипотеза: БИО — дизель не оказывает вредного воздействия на окружающую среду и живые организмы.

Методы исследования: моделирование, сравнение, наблюдение, анализ, эксперимент.

1.Теоретическая часть

1.1.БИО-дизель. История создания.

БИО-дизель, или БИО-дизельное топливо — жидкое моторное БИОтопливо, представляющее из себя смесь моно-алкильных эфиров жирных кислот. БИО-дизель получают из триглицеридов (реже свободных жирных кислот) реакцией пере-этерификации (этерификации) одноатомными спиртами (метанол, этанол и др.). Источником триглицеридов могут служить различные растительные масла или животные жиры [1].

БИО-дизель имеет растительное происхождение. Подчеркнем, что он не обладает бензоловым запахом и изготавливается из масел, сырьем для которых служат растения, улучшающие структурный и химический состав почв в системах севооборота.

Известно, что минеральное дизтопливо при устранении из него сернистых соединений теряет свои смазочные способности. БИО-дизель же, несмотря на «обделенность» серой, характеризуется хорошими смазочными свойствами. Это обуславливается его химическим составом и содержанием в нем кислорода.

Высокая температура воспламенения. Еще один технический показатель, интересный для организаций, хранящих и транспортирующих ГСМ: точка воспламенения. Для БИО-дизеля ее значение превышает 100°С, что позволяет назвать БИО-горючее относительно безопасным веществом. В настоящее время уже 48 стран мира нормативно закрепили и активно развивают производство «чистой» энергии биологического типа. Активно используются возобновляемые источники энергии из сельхоз-сырья в США, Бразилии, Японии, Китае, Индонезия, Германия, странах ЕС [3].

История создания БИО – дизеля началась в 1826 году . Американский изобретатель Сэмюель Мори предложил модель двигателя, который работал на спирте и скипидаре.

Немецкий изобретатель Николас Отто в 1876 году создал первый в мире четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, работавший на этаноле.

Слово «дизель» давно стало нарицательным. Немецкому инженеруизобретателю Рудольфу Дизелю человечество оказало высокую и довольно редкую в истории техники честь, начав писать его имя со строчной буквы и называя так созданный Р. Дизелем поршневой двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Р. Дизель предложил тип мотора, использующего в качестве топлива арахисовое масло, и продемонстрировал его работу на Всемирной выставке в Париже в 1900 году.

Читать еще:  Датчики температуры для двигателя скутера

Американский изобретатель Генри Форд изготовил в 1896 г. свой первый автомобиль. Он носил название «Квадрицикл» (Quadricycle), двигатель которого работал на спирте. А в 1908 г. Форд выпустил в продажу знаменитую «Модель Т» — первый в истории массовый автомобиль, который мог работать на бензине, этаноле и смеси обоих видов топлива. Форд использовал этанол, исходя и из экономических соображений: он считал, что «спиртовое» автомобилестроение предоставит фермерам возможность использовать при эксплуатации автомобилей дешевое топливо [3].

В начале ХХ века на планете были обнаружены значительные запасы нефти, объемы ее добычи увеличивались, бензин дешевел. Это определило потерю интереса к БИО-топливу. Правда, эпоха его забвения длилась недолго URL: http://www.sciteclibrary.ru/ris-stat/st614/image684.gif.

Вскоре спирт подешевел, поскольку его начали изготавливать из отходов сахарной промышленности. Этанол как топливо активно использовался многими странами мира во время. Первой мировой войны (1914-1918 гг.). Уже после окончания войны, в 20-х годах, в Соединенных Штатах и многих европейских странах получают распространение смеси бензина и спирта [2].

В течение многих последующих лет этанол упорно пытался вытеснить бензин с господствующих позиций, но почти всегда проигрывал ему, окончательно исчезнув с рынка лишь после. Второй мировой войны. В данный момент применение альтернативных источников энергии все еще ограничено, поскольку существующие до сих пор технологии использования этой энергетики, по сравнению с традиционными, являются довольно дорогими и недостаточно эффективными. В глобальном масштабе роль источников альтернативной энергии пока еще очень мала.

К настоящему времени производство БИО-топлива в развитых странах фактически вступило в третий этап своего развития. На первом этапе, с 80-х годов и до конца XX века, в центре внимания науки и бизнеса находилось производство биогаза.

Производства БИО-топлива в начале XXI века заключался в производстве жидкого моторного топлива в виде БИО-этанола и БИО-дизеля, соответственно из зернового, сахаросодержащего и масличного сырья. На смену второму этапу уже идет третий, характеризующийся переходом к производству жидкого БИО-топлива в виде БИО-бутанола, БИО-нефти и других продуктов горения [1].

1.2.Сравнительные характеристики дизеля и БИО-дизеля

Дизель и БИО-дизель — это два продукта, которые могут выполнять ту же функцию, но поступают из самых разных источников. Как дизель, так и БИО-дизель могут использоваться для топлива дизельных транспортных средств, таких как автомобили, грузовики, тракторы и газонокосилки. Основным отличием этих двух источников топлива является то, что дизельное топливо поступает из нефти, невозобновляемых побочных продуктов из ископаемого топлива, тогда как БИО-дизель извлекается из растительных, семенных и животных масел. Дизель и БИО-дизель также различаются по доступности; в то время как дизельное топливо обычно является стандартным продуктом на большинстве АЗС, поставщиков БИОдизеля часто бывает мало и далеко друг от друга.

БИО-дизель является возобновляемым из дизеля, изготовленного из БИО-разлагаемых масел, таких как соевое или арахисовое масло. В сочетании с некоторыми спиртами жир в этих маслах создает длинные цепи химического вещества, известного как сложные эфиры, которые делают масло пригодным для использования в качестве топлива. БИО-дизель можно использовать практически в любом дизельном двигателе с несколькими модификациями и без повреждений двигателя. Помимо поступления из возобновляемого источника, БИО-дизель выпускает в воздух крайне незначительные уровни загрязняющих веществ URL: https://ru.qwe.wiki/wiki/Environmental_impact_of_biodiesel.

Сравнивая дизельное и БИО-дизельное топливо, легко предположить, что дизельное топливо является злом, а БИО-дизелем — чудесным, безопасным для окружающей среды продуктом. Фактически, дизель был первоначально создан для повышения эффективности двигателя, таким образом, сокращая потребление топлива. БИО-дизель, имея много преимуществ в плане сокращения загрязнения, требует отвода продовольственных культур в добычу нефти. В развивающихся странах некоторые обеспокоены тем, что утечка урожая, необходимая для производства БИО-дизеля и другого БИО-топлива, может привести к снижению предложения продовольствия и увеличению уровня голода. Хотя ни дизель, ни БИО-дизель, похоже, не дают идеальных ответов на будущее топлива, оба являются важными шагами на длинном пути к чистым, возобновляемым и эффективным источникам энергии для транспортировки.

2.Практическая часть

2.1 Синтез БИО-дизеля в лаборатории.

Читать еще:  В чем минус двигателя 1zz

Реактивы и оборудование: соевое масло, этиловый спирт, гидроксид калия, вода, растение в земле, пробирки, шприц, трубка, мерный цилиндр , пустая бутылка объемом 0,5, спиртовка ,штатив , железные чашки , банки с отверстиями, вата, электронные весы (рис.1).

Рис.1 Реактивы и оборудование

В мерный стакан налили 100мл соевого масла, затем перелили в пустую бутылку объемом 500мл, далее измерили 50 мл этилового спирта и прилили к 100мл соевого масла, для перемешивания смеси встряхнули бутылку (рис.2).

Перемешанную смесь нагрели до 55 °С, затем в подстывшую смесь добавили 3,75 г гидроксида калия и перемешивали до полного растворения гидроксида (рис.3).

Рис.3 Нагревание смеси и взвешивание щелочи

После перелили смесь в бутылку и в течение 2 часов перемешивали (использовали центрифугу), для осаждения глицерина смесь отстаивалась 20 часов (рис.4).

Рис.4 Переливание смеси

Уравнение проводимой реакции:

Рис.5 Темное пятно глицерина

2.2 Влияние биодизеля и дизеля на атмосферу.

В железные банки (нижняя часть конструкции) налили испытуемые образцы: дизельное топливо и биодизель. Накрыли металлической банкой с отверстиями снизу и сверху, подожгли топливо (Таблица 1).

Верхняя часть конструкции

Нижняя часть конструкции

Вывод: В результате горения на банке, которой накрывали дизельное топливо, образовался черный налет, а банка, которой накрывали биодизельное топливо, осталась чистой. Следовательно, биодизельное топливо сгорает без образования сажи и вредных веществ.

Уравнение горения биодизельного и дизельного топлива:

Элементарные реакции горения топлива:

C+O2=CO2 – полное сгорание углерода 2C+O2=2CO – неполное сгорание углерода

2H2+O2=2H2O – горение водорода

S+ O2= SO2 – горение органической серы

2.3. Влияние БИО — дизеля и дизеля на живые организмы.

Пророщенные семена растений были посажены в 2 прозрачных стакана. В течение нескольких дней растения в стакане №1 поливали дизельным топливом, а растения в стакане №2 биодизелем (рис.6).

Рис.6 Опыт с растениями.

После 4 дней полива в стакане №1 растения завяли и засохли. В стакане № 2 не произошло негативного влияния на растения (рис.7)..

Рис.7.Влияние топлива на растения.

Следовательно, биодизель – топливо, которое не оказывает вредных воздействий на растительные организмы в отличие от дизельного топлива.

2.4 Дизель и биодизель – отношение к воде.

В химический стакан №1и № 2 налили водопроводную воду. В стакан №1 прилили дизельное топливо, в стакан №2 биодизельное топливо.

Дизельное и биодизельное топливо не смешиваются с водой, образуя на поверхности пленку (рис.8).

Рис.8. Опыт с водопроводной водой и топливом.

В стаканы с водой и с топливом поместили водоросли (рис.9).

Рис.9. Опыт с водорослями.

Через 15 дней наблюдали, что произошло с водорослями (рис.10):

Образец из стакана №1

Образец из стакана №1

Рис.10. Влияние топлива на водоросли

Вывод: в стакане с дизельным топливом наблюдали гибель водоросли, т.к. дизельное топливо препятствует жизнедеятельности растительных организмов. В стакане с биодизелем растение не изменилось, т.к. биодизель не оказывает пагубного воздействия на живые организмы. Что подтверждает литературные данные о том, что биодизель не причиняет вреда растениям и животным. Кроме того, он подвергается практически полному биологическому распаду: в почве или в воде микроорганизмы за 28 дней перерабатывают 99 % биодизеля, что позволяет говорить о минимизации загрязнения рек и озѐр.

Биодизель — топливо на основе жиров животного, растительного и микробного происхождения, а также продуктов их этерификации. Для получения биодизельного топлива используются растительные или животные жиры. Сырьѐм могут быть рапсовое, соевое, пальмовое, кокосовое масло, или любое другое масло-сырец, а также отходы пищевой промышленности.

Биодизель не содержит бензола и ароматических углеводородов, поскольку изготавливается из масел, сырьем для которых служат растения, поэтому его можно отнести к экологическим видам топлива.

Сильной стороной биодизеля так же является то, что он при сгорании выбрасывает в атмосферу гораздо меньше вредных газов (биодизель в сравнении с минеральным аналогом почти не содержит серы (

Старт в науке

Учредителями Конкурса являются Международная ассоциация учёных, преподавателей и специалистов – Российская Академия Естествознания, редакция научного журнала «Международный школьный научный вестник», редакция журнала «Старт в науке».

Зачем использовать этанол в качестве альтернативного топлива

Спиртовое топливо имеет больше преимуществ по сравнению с ископаемым топливом.

  1. Спирт с более низким молекулярным весом может быть получен из местных энергетических ресурсов, таких как биомасса, уголь и природный газ, которые доступны по низкой цене.
  1. Сжигание спирта в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) создает большее давление сгорания по сравнению с бензином. Это происходит из-за более высокого отношения местных продуктов к реагентам. Кроме того, это улучшает выходную мощность и тепловой КПД по сравнению с бензином.
  1. Снижаются выбросы парниковых газов.
  1. По сравнению с бензином спирты с более высоким средним октановым числом могут повысить мощность.
  1. Уменьшается выделение токсичных газов в окружающую среду.
  1. Утечки и разливы спиртового топлива из танкеров не так страшны. Спирты смешиваются с водой и могут быть смыты ею. Они легко распадаются при попадании в землю.
  1. Спиртовое топливо имеет более низкие выбросы паров.
  1. Сжигая спирт в ДВС мы выбрасываем незначительное количество золы из-за меньшего содержания углерода в спирте.
  1. Общая энергоэффективность топлива улучшается.
Читать еще:  Что такое комплектация двигателя short

Метан и водород

Помимо пропан-бутана в качестве топлива используется природный газ — метан , который добывается напрямую из месторождений. Оба этих вида топлива более экологичны, чем уже упомянутые бензин и ДТ, но инфраструктура АГЗС (автогазозаправочных станций), по крайней мере в России, развита хуже. Не стоит забывать, что баллоны, предназначенные для хранения газа, обычно занимают место в багажнике легкового автомобиля и ограничивают его грузоподъемные возможности. Кроме того, метан содержится в баллонах под давлением 200-250 атмосфер. Это очень взрывоопасно! Иногда такая «экономия» может закончиться для автовладельца плачевно.

Другой не менее известный, но куда менее популярный газ — водород . Если пропан-бутан добывается, как и бензин, при переработке нефти, то водород можно получить намного более экологичным способом: из воды при помощи электрического тока. Такой процесс называется электролизом. Кстати, первый известный в истории водородный двигатель внутреннего сгорания (ДВС) получал топливо как раз таким путем: его сконструировал в начале XIX века французский изобретатель Исаак де Риваз.

Несмотря на раннее появление двигателя на водороде, этот газ и по сей день используется нечасто. Основной принцип работы двигателя тот же, но дополнительно для работы ДВС на водороде нужны либо электролизер (установка, добывающая газ из воды), либо водородный топливный элемент — «батарейка», которую нужно заправлять. Обе конструкции значительно повышают стоимость авто, поэтому большинство водородных автомобилей остаются концепт-карами.

Еще слабее распространено питание автомобиля азотом : этот газ сгорает быстрее традиционных видов топлива и требует не только баллонов для хранения, но и определенной переделки мотора. Закись азота N2O периодически впрыскивается в камеру сгорания двигателя для кратковременного получения дополнительной мощности. В этом случае она смешивается с обычной топливно-воздушной смесью и позволяет мотору «съесть» больше, увеличивая отдачу. В гражданской эксплуатации такие доработки используются крайне редко, оставаясь продуктом индивидуального тюнинга.

Сырье для производства биогаза

Биомасса – к примеру, сельскохозяйственные отходы – фактически бесплатное сырье для производства биогаза.

Естественно, стекло и пластик в этом случае бесполезны.

Отличным материалом является навоз, птичий помет, стебли растений, в том числе такой энергетической культуры, как силосной кукурузы, пищевые отходы, испорченное зерно, отходы бойни, рыбного цеха и пилорамы.

При этом самая насыщенная метаном смесь получается из переработки жира.

Допускается смешивание различных видов отходов – как животного, так и растительного происхождения.

Отжим

Количество оборотов при отжиме — основная характеристика, но не единственная, влияющая на конечную степень влажности белья после отжима. Чем больше скорость барабана при отжиме, тем меньше вам придется сушить белье. Но, возможно, больше гладить, потому что в некоторых стиральных машинах на высокой скорости белье заминается.

Стирально-сушильные машины Стиральная машина в режиме сушки быстро и равномерно обрабатывает белье мощным потоком подогретого воздуха, его температуру можно выбрать в зависимости от типа ткани. Испаряющаяся влага не создает в доме влажной атмосферы стирки, а конденсируется в баке благодаря остроумной системе принудительной конденсации на распыляемом потоке холодной воды, которая выводится через сливной шланг.

На протяжении цикла сушки происходит постоянная смена скорости и направления вращения барабана. Это как бы ворошит белье и помогает избежать заминов. Гладить такое белье намного легче (если его вообще придется гладить). Степень высушивания белья можно регулировать по желанию от слегка влажной для немедленного глажения до полностью сухой, если вещи не нуждаются в глажении.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector