Возможные альтернативные топлива для автотракторных двигателей.

Дата добавления: 2014-09-05 | Просмотров: 1544

Эти измерения выполняют для определения степени опасности электрохимической коррозии подземных трубопроводов и эффек­тивности действия электрохимической защиты и осуществляются в ходе проектирования, строительства и эксплуатации устройств противокоррозионной защиты подземных стальных трубопроводов.

Целью коррозионных измерений при проектировании защиты вновь сооружаемых подземных трубопроводов является выявление участков трасс, опасных в отношении подземной коррозии. При этом определяют коррозионную активность грунта и наличие блуждающих токов в земле.

Коррозионные измерения при строительстве подземных трубо­проводов подразделяются на две группы: проводимые при произ­водстве изоляционно-укладочных работ и проводимые при мон­тажных работах и наладке электрохимической защиты. При мон­тажных работах и наладке электрохимической защиты измерения проводят для определения параметров установок электрохимичес­кой защиты и контроля эффективности их действия.

В сети действующих трубопроводов измерение потенциалов про­водят взонах действия средств электрозащиты подземных соору­жений и взонах влияния источников блуждающих токов два раза в год, а также после каждого значительного изменения коррозион­ных условий (режима работы электрозащитных установок, систе­мы электроснабжения электрифицированного транспорта). Резуль­таты измерения фиксируют в картах-схемах подземных трубопро­водов. В остальных случаях измерения производят один раз в год.

Удельное сопротивление грунта определяют с помощью специ­альных измерительных приборов М-416, Ф-416 и ЭП-1М. Для из­мерения напряжений и тока при коррозионных измерениях ис­пользуют показывающие и регистрирующие приборы. Вольтметры применяют с внутренним сопротивлением не менее 20 кОм на 1 В. При проведении коррозионных измерений наибольшее распрост­ранение получили неполяризующиеся медно-сульфатные элект­роды: ЭН-1; НН-СЗ-56; МЭП-АКХ; МЭСД-АКХ и др.

Неполяризующиеся медно-сульфатные электроды длительного действия с датчиком электрохимического потенциала использу­ются в качестве электродов сравнения при измерениях разности потенциалов между трубопроводом и землей, а также поляризо­ванного потенциала стального трубопровода, защищаемого мето­дом катодной поляризации.

Таблица 2

5. Определение коррозионной активности грунта.

При определении коррозионной активности по потере массы стальных образцов и поляризационным кривым производят отбор и обработку проб испытываемого грунта. Пробы грунта отбирают в шурфах, скважинах и траншеях из слоев, расположенных на глубине прокладки сооружения, с интервалами 50...200 м на расстоянии 0,3...0,5 м от боковой стенки трубы. Для пробы берут 1,5...2 кг грунта и удаляют из него твердые включения размером более 3 мм. Определение коррозионной активности грунта по потере массы стальных образцов производят на специальной установке (рис. 5.5), состоящей из жестяной банки, источника регулируемого напряжения постоянного тока Си стального образца. Образец представляет собой стальную трубку длиной 100 мм, изготовленную из водогазопроводных труб, обточенную снаружи и внутри.

Стальной образец устанавливают в жестяную банку и изолируют от дна банки с помощью пробки. Пробку укрепляют на нижнем торце трубки так,

Рис. 5.5. Установка для определения коррозионной активности грунта по потере массы стальных образцов: / — испытуемый грунт; 2 — стальная трубка; 3 - банка; 4 — выключатель

чтобы расстояние между трубкой и банкой было 10... 12 мм. Отобранную пробу грунта просушивают. Банку запол­няют испытуемым фунтом. Грунт увлажняют дистиллированной водой до появления на его поверхности непоглощенной влаги. К трубке подключают положительный, а к банке — отрицатель­ный полюс регулируемого источника постоянного тока. Трубка на­ходится под током в течение 24 ч при напряжении 6 В между труб­кой и банкой.

После отключения тока трубку извлекают из грунта, очищают от него и рыхлых продуктов коррозии и подвергают катодному травлению в восьми процентном растворе гидрата оксида натрия при плотности тока 15...20 А/дм² до полного удаления продуктов коррозии. После удаления продуктов коррозии образец промыва­ют дистиллированной водой, высушивают и взвешивают.

Определение коррозионной активности грунта по отношению к стали по поляризационным кривым производится по схеме, по­казанной на рис. 5.6, которая включает в себя источник регулиру­емого напряжения постоянного тока G; прерыватель тока ПТ; ста­кан вместимостью не менее 1 л из материала, обладающего ди­электрическими свойствами; вольтметр PV с внутренним сопро­тивлением не менее 20 кОм и миллиамперметр РА; электроды El и Е2. К каждому электроду припаивают изолированный провод­ник. Пробу грунта отбирают, сохраняя ее влажность, и помещают в стакан. Один электрод присоединяют к положительному полюсу источника тока, другой — к отрицательному. Для снятия поляри­зационной кривой электроды поляризуют при увеличении плот­ности тока. При этом достаточно задания трех-четырех значений тока. На основании полученных данных строят диаграмму.

Определение наличия блуждающих токов в земле.Наличие блуж­дающих токов в земле на трассе проектируемого трубопровода

Рис 6. Схема для определения коррозионной активности грунта по по­ляризационным кривым:

AT/, ХТ2 — клеммы для подсоединения вольтметра; ХТЗ, ХТ4, ХТ5 — клеммы для подсоединения датчика, трубы и электрода сравнения соответственно

по результатам измерений разности потенциалов между проложенными в данном районе подземными металлическими сооружениями и землей.

Схема электрических измерений для обнаружения блуждающих токов в земле приведена на рис. 7. Для измерений используют медно-сульфатные электроды сравнения. Возможны два варианта расположения измерительных электродов на местности: параллельно будущей трассе сооружения, а затем перпендикулярно к оси трассы и в соответствии со сторонами света.

Второй вариант наиболее удобен в тех случаях, когда изучаются коррозионные условия целого района, а также при сложной трассе подземного сооружения.

Если одна из установок ориентирована по предполагаемой трассе трубопровода, то положительная клемма прибора подключается к электроду, направленному в сторону ее начала. Электроды, установленные перпендикулярно, подключают так, чтобы «нижний» электрод соединялся с положительной клеммой прибора, а «верхний» — с отрицательной. При расположении по второму варианту электроды, ориентированные на юг и запад, соединяют с положительными клеммами соединительных приборов, а на север и восток — с отрицательными. Если измеряемая разность потенциалов устойчива, т.е. не изменяется по амплитуде и знаку, это указывает на наличие в земле токов почвенного происхождения либо токов от линии передачи постоянного тока по системе провод-земля. Если измеряемая разность потенциалов имеет неустойчивый характер, т.е. изменяется по амплитуде и знаку или только по амплитуде, это указывает на наличие блуждающих токов от электрифицированного транспорта.

Измерение разности потенциалов между трубопроводом и землей. Измерения производят при помощи высокоомных показывающих или самопишущих приборов. Положительную клемму измерительного прибора присоединяют к трубопроводу, а отрицательную — к электроду сравнения.

Измерения выполняют в контрольно-измерительных пунктах или существующих на трубопроводах устройствах (сифонах, задвижках, гидрозатворах, регуляторных станциях и узлах домовых вводов). При проведении измерений на контрольно-измерительных пунктах соединительный провод от отрицательной клеммы вольтметра подключают к электроду сравнения контрольно-измерительных пунктов.

Рис. 7. Схема измерений для обнаружения блуждающих токов в земле:

/— медно-сульфатный электрод; 2 — изолированные провода

Возможные альтернативные топлива для автотракторных двигателей.

Широкое использование альтернативных топлив - газа, биогаза, метанола, рапса и др.

Особый интерес представляет природный газ (его октановое число – 104). По предварительным данным, при использовании газа в два раза снижаются расходы на топливо.

Биогаз из растительных остатков, например, из навоза.

Вообще же на биомассы в мире приходятся около 15% всех энергоносителей.

Перспективен как топливо метанол (СН₃ОН) – метиловый спирт (в отличии от обычного этилового спирта C₂H₅ОН очень ядовит), имеющий высокое октановое число. По теплоте сгорания он в два раза уступает бензину. Поэтому при его использовании объем топливного бака приходится удваивать.

Получают его по схеме уголь®метан (СН₂) и его окисляя®метанол.

Метанол является идеальным топливом для двигателей с искровым зажиганием (ДсИЗ). Он позволяет увеличить степень сжатия этих двигателей и приблизить их по экономичности к дизелям. Метанол можно использовать и в смеси с бензином. При добавлении в бензин 10…20% метанола можно обходиться без антидетонационных присадок.

Большую перспективу имеет и рапсовое масло, поскольку по удельной теплоте сгорания оно существенно не уступает дизельному топливу. Выгодное отличие его заключается в том, что содержание кислорода в нем намного выше, чем у дизельного топлива – около 11%.

Продукты сгорания рапсового масла не токсичны и легко поддаются биологическому разложению. При сгорании рапсового масла в атмосферу выбрасывается ровно столько двуокиси углерода, сколько рапс брал из нее для своего роста. При современных ценах, как показывают простейшие расчеты, рапсовое масло может оказаться дешевле дизельного топлива на 25%.

Первые двигатели, работающие на рапсовом масле, были созданы за рубежом в 1975 году и установлены на легковые автомобили. Расход топлива был таким же, что и при топливе нефтяного происхождения – составлял 5-6 литров на 100 километров (при мощности 70 л.с.).

Растительные масла, к которым относится и рапсовое, являются липидами (эфирами жирных кислот) или глицеринами. Обладая высокой теплотворной способностью, они содержат прямые углеводородные цепи, что обуславливает их относительно высокие цетановые числа. Рапсовое масло обладает близкими к дизельному топливу энергетическими возможностями, но вязкость его в 11 с лишнем раз выше. Это создает определенные трудности в организации рабочего процесса дизеля, т.к. увеличивает сопротивление топливоподаче, уменьшает производительность топливного насоса, ухудшает распыливание и смесеобразование. Все это приводит (если не принять необходимые меры) к увеличению удельного расхода топлива и интенсивному нагароотложению на стенки деталей цилиндро-поршневой группы двигателя.

При этом рапсовое масло приобретает свойства, приближающие его к дизельному топливу

При использовании рапсового масла в качестве моторного топлива требуется ввести в топливную систему двигателя специальные подогреватели (теплообменники), обеспечивающие его локальный подогрев и, как следствие, снижающие вязкость.

Вязкость рапсового масла можно снижать и замещением трехвалентных молекул глицерина одновалентными молекулами спирта посредством добавления небольшого количества метанола или этанола (трансэтерфикацией). На 1000 кг растительного масла обычно добавляют 110 кг метилового или этилового спирта и получают 1000 кг метилового или этилового эфира и 110 кг глицерина.

В качестве топлива в ДВС может применяться и водород.

Водород – один из самых легких газов – он в 14 раз легче воздуха, а жидкий водород в 13 раз легче авиационных топлив. В то же время теплота его сгорания в три раза больше теплоты сгорания бензина.

Водород обладает рядом и других серьезных преимуществ по сравнению с другими топливами – быстро и хорошо образует смесь с воздухом, не создает проблему реконденсации и испарения, допускает быстрое обогащение смеси как при пуске ДВС, так и при разгоне автомобиля, не выделяет осадков, что гарантирует отсутствие окислений в камере сгорания, имеет более широкие границы воспламенения по сравнению с бензином – допускает нормальное воспламенение при коэффициентах избытка воздуха от 0,13 до 10,2 (это позволяет обеспечить качественное регулирование рабочей смеси даже без использования дроссельной заслонки и существенно повысить к.п.д. ДВС) и отличается более высокой максимальной скоростью сгорания. Токсичность выхлопных газов при нем намного ниже.