Эндотермический двигатель что это

Эндотермический двигатель что это

ПРОБЛЕМЫ ПРИМЕНЕНИЯ КРИОГЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ В ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТАХ

ЦИАМ им. П.И. Баранова: Леонид Самойлович Яновский,
начальник отдела, д.т.н., профессор
Российский государственный университет инновационных
технологий и предпринимательства:
Александр Александрович Харин, ректор, заведующий кафедрой
«Управление инновациями», д.т.н., профессор
Едыль Лухванович Киришев, аспирант кафедры «Управление инновациями»

Рассмотрена проблема применения криогенных углеводородных топлив в авиационно-космических системах. Показано, что применение в качестве компонента топлива переохлажденного пропана позволяет улучшить летно-технические характеристики летательного аппарата по сравнению с аппаратом, использующим жидкий водород в качестве компонента топлива.

В настоящее время общепризнанно, что дальнейшее усовершенствование технико-экономических характеристик систем выведения полезной нагрузки на орбиту искусственного спутника Земли связано с созданием авиационно-космических систем (АКС) с горизонтальным стартом и посадкой.

Ключевым элементом, определяющим возможность использования АКС для выведения полезной нагрузки на околоземную орбиту, является несущий летательный аппарат (ЛА), который должен обеспечить разгон АКС в период ее нахождения в пределах земной атмосферы до скоростей, соответствующих числам М = 7…10 на высотах порядка 20…50 км.

Среди всех видов топлива наилучшими энергетическими характеристиками и наибольшим хладоресурсом обладает жидкий водород, однако можно дополнительно увеличить хладоресурс криогенного углеводородного топлива, перейдя к использованию эндотермических реакций, связанных с разложением исходного топлива на более простые химические соединения под воздействием тепла из внешнего источника. Исследования, проводившиеся ранее, показали целесообразность применения жидких углеводородных топлив, способных обеспечить дополнительный охлаждающий эффект. Типичным представителем этого класса топлив является американское топливо Norpar-12.

Существуют природные углеводороды, при нормальных условиях являющиеся газами, которые при нагревании способны к эндотермическим реакциям. К ним относятся этан (С₂Н₆), пропан (С₃Н₈), бутан (С₄Н₁₀) и пентан (С₅Н₁₂). При повышенном давлении они легко конденсируются в жидкости. Благодаря этому их можно хранить в герметичном сосуде в жидком виде при температуре внешней среды. Из-за низкого молекулярного веса легкие углеводороды для разложения требуют больше тепла, чем топливо типа Norpar-12. Метан, который часто рассматривается как заменитель водорода, не способен к эндотермическим реакциям, т.к. является простейшим углеводородом.

Увеличению хладоресурса углеводородного топлива, состоящего из легких углеводородов, способствует их отличительная особенность — возможность существования в жидком виде в широком диапазоне температур. При давлении 0,1 МПа этан становится жидким при температуре минус 88°С, а замерзает при -183 °С. Пропан при том же давлении переходит в жидкую фазу при температуре минус 42°С, а замерзает при минус 188°С.

Уменьшение температуры углеводородной жидкости в интервале между температурами плавления и кипения сопровождается существенным увеличением ее плотности. Если перед заправкой в ЛА этан или пропан подвергнуть охлаждению до температуры -180 °С, то плотность жидкого топлива возрастает до 670…750 кг/м 3 , т.е. становится всего на 5…10% меньше плотности авиационного керосина при нормальных условиях. Следует отметить, что ни водород, ни метан таким свойством не обладают. В результате суммарный относительный хладоресурс пропана, взятый относительно его теплотворной способности при температуре хранения в баке минус 180°С, оказывается близким к хладоресурсу жидкого водорода и в 1,7 раза превосходит суммарный хладоресурс метана. Масса пропана, которая может поместиться в топливном баке одной и той же емкости, в 1,4 раза превосходит массу метана и в 12 раз — массу водорода. Температурный диапазон, при котором это топливо находится в жидком состоянии, позволяет использовать доступный и дешевый азот в качестве рабочего газа, заполняющего топливную систему.

Сравнительные расчеты летно-технических характеристик масштабной модели высокоскоростного ЛА в случае использования в качестве топлива переохлажденного пропана и жидкого водорода показали, что применение криогенного пропана при прочих равных условиях позволяет в два раза уменьшить габаритные размеры ЛА и, соответственно, почти на порядок сократить его стоимость.

Разумеется, эндотермические реакции в легких углеводородных газах протекают при более высоких температурах, чем в жидких углеводородных эндотермических топливах. Поэтому двигатели ЛА, использующие криогенное углеводородное топливо, должны иметь охлаждаемые огневые стенки из более стойких материалов. Согласно имеющимся оценкам, для реализации эндотермического хладоресурса пропана необходима температура огневой стенки на уровне 1100°С. В настоящее время успешно разработаны и испытаны образцы новых конструкционных материалов, которые позволяют решить эту проблему.

Резюмируя, отметим, что применение новых материалов в сочетании с криогенным углеводородным топливом типа пропана или этана открывает реальную перспективу достижения скоростей полета до М = 10 включительно, используя конструкцию ЛА, которая по своим летно-техническим характеристикам практически эквивалентна ЛА на жидком водороде, но при этом имеет в существенно меньшие размеры и стоимость.

Эндотермический двигатель что это

Loading color scheme

• 117342, Москва, ул. Бутлерова 17 Б
• info@transfluidrussia.ru
• +7-495-984-21-86, +7-906-796-11-84

Гибридные модули серии HM (Marine: DNV-GL Type Approval application n°A0296021)

Серия гибридных модулей HM представляет собой абсолютно простое решение. Модуль разработан для использования с любым эндотермическим двигателем, оборудованным колоколообразным картером и маховиком SAE, и с любым типом трансмиссии, соответствующей стандарту SAE. “Электрическая машина” с двойной функцией — электродвигателя в электрическом режиме и электрогенератора в тепловом режиме — в модели HM560 может быть повернута на 360° для обеспечения лучшего расположения внутри транспортного средства или судна.

Серия HM была разработана в сотрудничестве с главными производителями аккумуляторов и приводов для электромашин с постоянными магнитами с целью упрощения установки и связи между различными компонентами.

Тепловая мощность, утвержденная для серии HM, достигает 1100 кВт (1475 лс), а электрическая мощность может достигать 300 кВт (400 лс) при использовании четырех головок в качестве коробок отбора мощности для установки двигателей с номинальной мощностью 75 кВт (100 лс).

Для установки модуля HM требуется расстояние всего в несколько сотен миллиметров между эндотермическим двигателем и трансмиссией. Транспортные средства или суда могут оснащаться нашей гибридной системой как в рамках новых проектов, так и уже существующих изделий. Важной характеристикой системы является гибкость, позволяющая использовать головки, не занятые электрическими машинами, для установки гидравлических или электрических потребителей для бортового оборудования. Так, модули HM имеют ряд коробок отбора мощности стандарта SAE для установки насосов или других принадлежностей, обычно используемых на транспортных средствах или судах.

Модули HM могут без труда сочетаться со всеми возможными трансмиссиями, например: коробками передач, механическими или силовыми, гидростатическими трансмиссиями, судовыми инверторами и карданными валами.

Серия HM находит применение в тех транспортных средствах или судах, которые должны соблюдать правила “зеленых” зон с ограниченным движением, работать в областях с нулевыми выбросами, использоваться в смешанном режиме, с потребностями в эндотермической мощности для одних сфер применения и в электрической мощности для других сфер применения.

Установленная снаружи электрическая машина обеспечивает работу без нарушения тяги даже в случае выхода из строя, а система “come-home” позволяет включать сцепление в любых обстоятельствах. Кроме того, электрическая машина выполняет функцию альтернативного привода в случае неисправности эндотермического двигателя.

АКСЕССУАРЫ

MPCB

Система управления МРСВ – это устройство, разработанное TRANSFLUID, как в части аппаратного, так и программного обеспечения, способное управлять различными функционалами (режимами) гибридной системы: дизельным, электрическим, бустер и генерация, а также интегрировать информацию от других компонентов для выполнения задачи общей диагностики системы.

Применение

Оборудование наземного обеспечения
Самоходный вилочный погрузчик
Сельскохозяйственное машиностроение
Силовая установка судна
Специальное оборудование
Строительство железных дорог
судно с Землечерпательным устройством
Трактор
Щеточная машина для подметания улиц

Используется с

Rangermatic
Revermatic
Stelladrive
HF
RBD
EM
SL
Drop Box

Водородный ренессанс. Интервью с Николаем Пономаревым-Степным.

В 1970-1980-е годы в СССР создавались самолеты и ракеты на водородном топливе. Позже программу свернули, но развитие автомобильной промышленности вызвало новый всплеск интереса к водородной энергетике. Академик РАН, консультант генерального директора АО «ОКБМ Африкантов» Николай Пономарев-Степной считает, что именно «Росатом» может стать лидером водородного ренессанса.

—Какие новые стратегические научные направления вы считаете перспективными и приоритетными для отрасли и на каких из них в ближайшие 10 лет «Росатому» необходимо сконцентрировать научные компетенции и финансовые ресурсы?

—Я считаю, что развитие атомно-водородной энергетики — одно из самых пер­спективных на сегодня направлений, которыми должен заниматься «Росатом». Масштабы этого сектора в перспективе сопоставимы по объему с ядерной электроэнергетикой.

Как известно, атомная энергия не относится к категории возобновляемого ресурса. Но способность воспроизводить ядерное топливо из сырья, объемы которого во много раз превышают ресурс исходного топлива, переводит ее в разряд практически возобновляемых и неисчерпаемых источников энергии. Это утверждение подкрепляется возможностью производства водорода из воды с помощью высокотемпературных ядерных реакторов, а водород — это энергетический ключ к промышленным технологиям, транспорту, коммунальному сектору. Использование атомной энергии и водорода совпадает по основным потребительским требованиям — неограниченность ресурсов и экологическая чистота.

—Водородная энергетика и раньше попадала в поле зрения атомщиков. В чем особенность нынешнего этапа и есть ли основания для водородного ренессанса?

Новый всплеск интереса к масштабной атомно-водородной энергетике связан с развитием автомобилестроения на основе водородного топлива. Водород имеет много преимуществ в качестве топлива для транспортных средств. Развитие водородной энергетики и создание двигателей на водороде в мире идет уже давно. В нашей стране впервые автомобильный двигатель на водороде запустили в блокадном Ленинграде в 1942 году. В 1980-е годы Авиационный научно-технический комплекс им. Туполева создал летающую лабораторию на базе самолета ТУ-154В, использующую в качестве топлива жидкий водород. Затем был создан первый в мире самолет на криоген­ном топливе —жидком водороде и сжиженном природном газе — ТУ-155.

«Я ДУМАЮ, ЧТО ВОДОРОД ДОЛЖЕН СТАТЬ НОВЫМ КЛЮЧЕВЫМ ПРОДУКТОМ «РОСАТОМА». ВОДОРОД И ЕГО ПРОИЗВОДНЫЕ — ВОСТРЕБОВАННЫЙ ТОВАР ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО И ЗАРУБЕЖНОГО РЫНКА. СОЗДАНИЕ ПРОДУКТОВОЙ ЛИНЕЙКИ ВОДОРОДА ДОЛЖНО БАЗИРОВАТЬСЯ НА РАЗРАБОТАННЫХ В РОССИИ ЯДЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ, К ПРИМЕРУ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ВТГР»

В начале текущего столетия многие ведущие страны мира образовали Международное партнерство по водородной экономике. Сейчас японские и корейские автомобильные гиганты создали ряд легковых автомобилей с двигателем на водороде и активно продвигают свою продукцию на рынке. Это обусловлено главным образом намерением снизить влияние на климат выбросов в атмосферу продуктов сгорания углеродного топлива. Премьер-министр Японии Синдзо Абэ призвал страну отказаться от нефти и газа. В частности, к 2020 году на дорогах Японии должно быть около 40 тыс. легковых автомобилей и автобусов на топливных батареях, использующих водород. Планируется создать разветвленную сеть водородных автозаправок. Для реализации необходимо обе­спечить крупномасштабное производство водорода.

На примере только одной Японии становится понятно, что ренессанс водородных энерготехнологий очевиден. Но я могу сказать, что не только в Японии, но и в США, Германии, Канаде созданы и эксплуатируются опытные водородные автозаправочные станции.

Добавлю еще вот что. На сегодня потребление водорода в мире составляет около 75 млн т. Крупнейшие потребители, до 90% общего объема,— химическая и неф­теперерабатывающая промышленность. При масштабном освоении технологий производства, транспортировки и хранения водород может быть использован для решения проблем большой энергетики. Среди них следует выделить аккумулирование энергии в энергосистемах с неравномерным графиком нагрузок, особенно для АЭС, энерго­снабжение локальных потребителей и дальнее теплоснабжение. Оценка масштаба мировой потребности в водороде в XXI веке: 2050 год — 370 млн т, 2100 год — 800 млн т.

—Какие основные достоинства и недостатки водородного направления вы можете отметить?

—Можно выделить несколь­ко особенностей водорода, которые определяют интерес к нему потребителей. Во-первых, это один из самых экологически чистых энергоносителей, которые мы знаем.

К тому же водород демонстрирует высокую эффективность преобразования в электричество в топливных элементах, до 90%, возможность аккумулирования энергии, магистральной и локальной доставки потребителю. Именно водородно-кисло-родные ракетные двигатели обеспечивают наиболее высокие значения удельной тяги. Ну а при использовании в ядерных ракетных двигателях водород вдвое и более увеличит удельную тягу в сравнении с нынешними ЖРД. Это мы продемонстрировали еще в 70-е годы про­шлого века.

Во-вторых, водород как химический реагент необходим для химической и пищевой промышленности, нефтепереработки, металлургии и других промышленных производств. В-третьих, можно с уверенностью говорить о неограниченных сырьевых ресурсах для производства водорода, я имею в виду углеводороды и воду.

Из недостатков — высокая взрывоопасность водорода. Но я вам приведу такой результат испытаний: если попадает в аварию автомобиль на бензиновом двигателе, то пламя охватывает всю машину и полыхает очень долго, а если происходит авария автомобиля с водородным двигателем, то летучий водород сгорает над автомобилем в виде факела. При соблюдении всех требований безопасности водород не более опасен, чем любой другой энергоноситель.

—Могут ли водородные топливные элементы стать серьезной альтернативой двигателям внутреннего сгорания и электродвигателям? В чем их преимущество?

Топливные элементы на основе водорода привлекают сегодня большое внимание исследователей, разработчиков, промышленности и инвесторов. Что такое топливные элементы на основе водорода? Это электрохимические генераторы, то есть тип технологий, использующих реакцию окисления водорода в электрохимическом процессе, который производит электричество, тепловую энергию и воду. Американская и советская космические программы использовали ЭХГ десятилетиями. Топливные элементы для привода автомобилей и автобусов успешно разрабатываются для следующего поколения транспортных средств самого различного назначения, а также для автономных систем энергопитания, в том числе для быта. Твердополимерные топливные элементы, ТП ТЭ, по техническому уровню находятся на пороге коммерциализации. Однако в настоящее время их высокая стоимость, порядка 104 долларов за киловатт, в значительной степе­ни сдерживает этот процесс. Многие компании прогнозируют снижение стоимости энергоустановок с ТП ТЭ на порядок и более при их массовом производстве. Для массового применения ТП ТЭ в автотранспорте их стоимость должна быть снижена до 50-100 долларов за киловатт. Уверен, что в недалекой перспективе в результате ужесточения стандартов на выбросы, повышения стоимости бензина и снижения стоимости ТЭ ожидается изменение конъюнктуры в пользу автомобилей и автономных энергоустановок мощностью до 100-300 кВт с ТП ТЭ.

—Какой способ получения водорода, по-вашему, самый эффективный и почему?

—Водород — наиболее распространенный элемент во Вселенной, однако в природе он находится в связанном состоянии с другими элементами, например с кислородом в воде, углеродом в метане и других органических соединениях. Для получения водорода необходимо затратить энергию, разорвав химические связи в углеводородах или воде и выделив водород из реакционной смеси. Разработаны многочисленные процессы по разложению воды на составные элементы. При нагревании свыше 2500 °С вода разлагается на водород и кислород — прямой термолиз. Проблема здесь состоит в том, чтобы предотвратить рекомбинацию водорода и кислорода и выделить нужные нам компоненты.

В настоящее время в мире большая часть производимого в промышленном масштабе водорода получается в процессе паровой конверсии метана, ПКМ. Но для реализации эндотермического процесса паровой конверсии природного газа сжигается около половины исходного газа, выброс продуктов сгорания негативно сказывается на экологии.

Полученный таким путем водород используется как реагент для переработки нефти, производства аммиака, азотных удобрений, этилена, пропилена и продуктов на их основе, а также для ракетной техники. Пар и тепловая энергия при температуре 750-850 °С требуются, чтобы отделить водород от углеродной основы в метане, что и происходит в химических паровых реформерах на каталитических поверхностях. Первая ступень процесса ПКМ расщепляет метан и водяной пар на водород и монооксид углерода. Вслед за этим на второй ступени «реакция сдвига» превращает монооксид углерода и воду в диоксид углерода и водород. Эта реакция происходит при температуре 200-250 °С.

С 1970-х годов в нашей стране были выполнены и получили необходимое научно-техническое обоснование и экспериментальное подтверждение проекты безопасных высокотемпературных гелиевых реакторов, ВТГР, атомных энерготехнологических станций для химической промышленности и черной металлургии.

При разработке проектов ВТГР был использован опыт разработки ядерных ракетных двигателей на водороде. Созданные в нашей стране для этих целей испытательные высокотемпературные реакторы и демонстрационные ядерные ракетные двигатели показали работоспособность при нагреве водорода до рекордной температуры 3000 К.

Высокотемпературные реакторы с гелиевым теплоносителем — это новый тип экологически чистых универсальных атомных энергоисточников, уникальные свойства которых — способность вырабатывать тепло при температуре 1000 °С и высокий уровень безопасности — определяют широкие возможности использования для производства в газотурбинном цикле электроэнергии с высоким КПД для снабжения высокотемпературным теплом и электричеством процессов производства водорода, опреснения воды, технологических процессов химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслей промышленности.

В России разработаны проекты ВТГР для производства электроэнергии, для энерготехнологического применения, для атомных станций средней и малой мощности. Создана экспериментальная база, разработаны и экспериментально отработаны ключевые технологии реактора, керамического топлива, системы преобразования энергии, оборудования и конструкционных материалов. С участием «Росэнергоатома» разработаны проекты модульных реакторов, обладающих исключительными свойствами безопасности для энерготехнологического применения: МГР-Т для производства водорода и электричества (тепловая мощность блока — 600 МВт) и МГР-МВС для производства метано-водородной смеси (тепловая мощность блока — 250 МВт).

-Как, по-вашему, должна быть построена стратегия коммерциализации водородного направления в атомной отрасли?

Я думаю, что водород должен стать новым ключевым продуктом «Росатома». Водород и его производные — востребованный товар для внутреннего и зарубежного рынка. Создание продуктовой линейки водорода должно базироваться на разработанных в России ядерных технологиях нового поколения, к примеру с использованием технологии ВТГР.

На основе накопленного в стране опыта надо разработать и построить атомный химико-технологический кластер, АХТК, по переработке природного газа в водород с использованием модульных высокотемпературных гелиевых реакторов. Реализация этого проекта откроет новую продуктовую линейку производства чистого водорода. На внешний рынок будет поступать высокотехнологичный продукт с высокой добавочной стоимостью. Такой проект крупномасштабного, экологически чистого производства водорода из природного газа представляет интерес для зарубежных партнеров и может разрабатываться с ними как совместный проект. Одним из наиболее заинтересованных партнеров может стать Япония, при условии размещения такого кластера на территории опережающего развития на дальневосточном побережье, или на Сахалине, или на Курильских островах. Природный газ будет подавать­ся по трубопроводам от ме­сторождений, находящихся на материке или на Сахалине.

АХТК с модульными гелиевыми реакторами могут быть использованы для производства высокоэффективных водородосодержащих газообразных и жидких энергоносителей: истого водорода, метано-водородной смеси, жидкого топлива, а также химических продуктов различного назначения — аммиака, этилена, пропилена и продуктов на их основе, включая удобрения для сельского хозяйства.

На Дальнем Востоке такой кластер создаст условия для развития энергоемкой про­мышленности, стимулирует приток высококвалифицированных специалистов, внешних и внутренних инвесторов, открыв новые возможности для зарубежного бизнеса. «Росатом» диверсифицирует бизнес с помощью водородного проекта.

Может ли это направление претендовать на статус национального проекта, включающего не только отраслевые научные кооперации, но и объединение компетенций институтов РАН, Курчатовского института и атомных НИИ?

Это очень правильный вопрос. Без масштабной кооперации ведущих отечественных научных институтов, исследовательских и производственных центров в этом проекте обойтись нельзя. Я считаю, что в национальную программу развития крупномасштабной ядерной энергетики необходимо включить атомно-водородную энергетику. Ее развитие обеспечит производство нового ключевого продукта — водорода, что решает задачу внедрения ядерной энергетики в технологические процессы металлургической, химической, нефтяной и других отраслей промышленности и обеспечит транспорт экологически чистым топливом. Создание продуктовой линейки водорода должно базироваться на разработанных в России ядерных технологиях нового поколения. Поэтому также необходимо открыть инвестиционный проект «Атомный химико-технологический кластер с модульными гелиевыми реакторами для производства водорода из природного газа». Этот проект должен быть основан на внедрении в ядерную энергетику ВТГР и технологий переработки углеводородов в водород и его производные без выбросов в атмосферу С02. Водородная тематика необходима и выгодна «Росатому» по целому ряду параметров, о которых я говорил выше. И мы не должны упустить шанс возглавить мировой ренессанс атомно-водородной энергетики.

ДВИГАТЕЛИ, РАБОТАЮЩИЕ НА РАСТИТЕЛЬНОМ МАСЛЕ

Растительное масло, называемое также Вегойл или РРО ( pure plant oil – чистое растительное масло) в необработанном виде можно использовать как простое топливо или в качестве топлива для специальных дизельных двигателей. Оптимальная работа небольших установок на растительном масле зависит от качества топлива.

Чтобы этот сектор начал усиленно развиваться, необходимо закрепить в нормативе физико-химические характеристики растительных масел.

С точки зрения экологии, использование биодизеля и вегойла (необработанное или почти необработанное растительное масло), безусловно, благотворно влияет на окружающую среду. Вкратце, происходит сжигание масла, произведенное (из частей растений) из напрямую поглощенного из атмосферы углекислого газа, таким образом, цикл замыкается и в атмосферу возвращается углекислый газ, поглощенный растением.

С точки зрения химии, газообразные выбросы от сжигания биодизеля и вегойла загрязняют атмосферу меньше, чем отходы дизельного топлива, поскольку не содержат серных кислотных соединений (из-за которых случаются кислотные дожди), не содержат ароматических соединений и тяжелых металлов, и содержат, в среднем, на 50% меньше пыли (сажи).

Законодательное постановление 26/2007

Вступление в силу директивы 2003/96/СЕ, которая изменяет план налогообложения энергетических продуктов и электроэнергии в Евросоюзе. В него включены в качестве биологического топлива растительные масла и животные жиры

Стимулирование Энергии из возобновляемых источников

ХАРАКТЕРИСТИКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ

— Входят в широкий класс продуктов биологического происхождения (липиды)

— Считаясь топливом, образуют класс возобновляемых продуктов с наибольшей энергетической плотностью

— На 97% состоят из глицеридов (углерод, водород, кислород) и чаще всего используются в системах преобразования энергии, основанных на процессах горения (например, в эндотермических двигателях)

— Существуют существенные различия в химических и физических характеристиках, которые отражаются на поведении продукта во время горения.

Эти характеристики обусловлены различиями в процессе производства.

ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА

— Процесс механической экстракции, в ходе которого получают сырые, мало очищенные масла, которые хуже горят

— Процесс химической экстракции, в результате которого получают рафинированные масла

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ЭНЕРГЕТИКЕ

— Эндотермические двигатели для производства электроэнергии в процессе когенерации (3,8 – 4,0 кВтэ/кг растительного масла)

— Возможность использовать такие установки в сельскохозяйственную цепочку, сключающую:

— производство семян масличных растений

— экстракцию растительного масла с помощью механического пресса

— использование растительного масла в генераторах для производства тепловой энергии

ВТОРИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОБОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

— Прессованный жмых, оставшийся после экстракции, идет на корм скоту

— Рекуперация тепла группы электрогенератора (когенерация) посредством производства промышленного пара или теплоносителя для отопления

КОМПОНЕНТЫ КОГЕНЕРАЦИОННОЙ УСТАНОВКИ

— Газовый двигатель, подключенный к генератору электроэнергии, которую можно направить в сеть или использовать на предприятии

— Теплообменники для рекуперации и накопления тепловой энергии

— Катализатор для улавливания оксидов азота, содержащихся в дыме

— Система отопления и распределения СО2

ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТЬ РАПСОВОГО МАСЛА

— Производство: 30 – 35 центнеров/га

— Количество масла, получаемого при холодном отжиме: 11 центнеров /га

— Жмых: 19,5 центнеров / га

— Количество производимой электроэнергии в пересчете на гектар: 5.181 кВтч/год

Продукция

• МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ
• ЖИВОТНОВОДЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
• БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
  • БИОГАЗ
  • ДВИГАТЕЛИ, РАБОТАЮЩИЕ НА РАСТИТЕЛЬНОМ МАСЛЕ
  • МИНИ И МИКРО АЭРОГЕНЕРАТОРЫ

Rota Guido S.r.l.

Технический и административный офис с производственным предприятием:

Ул. I Маджо, 3
29017 ФИОРЕНЦУОЛА (ПЧ) (Провинция Пьяченца)
тел. +39 0523 944 128
факс +39 0372 0523 982 866

Ул. Фрателли Бандьера,4
26010 КОРТЕ ДЕ ФРАТИ (КР)
тел. +39 0372 93 119
факс +39 0372 93 424

Изобретатель вечного двигателя пророчит разорение нефтяным корпорациям

Энергоэффективность и энергосбережение Электроника Очистка воды Авиация и космонавтика Транспорт Ядерные технологии Строительство Химическое производство Безопасность Сельское хозяйство Добыча природных ресурсов Металлургия еще 4 cкрыть последние 4

Изобретатель вечного двигателя пророчит разорение нефтяным корпорациям

Фото из личного архива Михаила Стекольщикова

Автор: Прохор ДЕНИСОВ

Ученый из Петербурга заявляет, что вопреки традиционным представлением ортодоксальной науки нашел способ, как получать энергию буквально из воздуха

На практике изобретение такого «вечного двигателя» может произвести настоящую революцию в энергетической отрасли. Однако пока что наработками петербургского изобретателя профессиональное сообщество оценивает с осторожностью. Зато зарубежные коллеги уже пригласили ученого на Международный Энергетический конгресс.

Тема вечного двигателя всегда волновала человечество, но до сих пор возможность изобрести устройство, которое бы воспроизводило энергию без затрат топлива или других энергетических ресурсов, отрицала наука. В частности, первое и второе начала термодинамики отрицают возможности perpetuum mobile первого и второго рода.

В нынешнем году тему «Вечного двигателя» обсудят на 22-м Мировом Энергетическом Конгрессе — 2013, который пройдет в Южной Корее в октябре этого года. Корреспондент SPB.AIF.RU побеседовал с Михаилом Стекольщиковым – петербургским ученым, кандидатом технических наук, который будет выступать на этом конгрессе с докладом.

Энергия воды

SPB.AIF.RU: — Расскажите, в чем суть изобретения?

М.С.:- В теплоэнергетике, составляющей 80% всей энергетики, возможно присутствие трех разнотипных циклов: изотермический цикл (при постоянной температуре), экзотермический (топливный, «огневой по Карно») цикл и эндотермический (самоохлаждающийся, бестопливный) цикл.

Французский ученый Сади Карно в 1824 году доказал невозможность использования эндотермического цикла для получения эксергии (работоспособности). Британский учёный Уильям Томсон (он же, лорд Кельвин) в 1851 году запретил использование эндотермического цикла, якобы из-за гипотетической опасности «исчерпания теплоты моря и суши, и … всего материального мира». С тех пор техника и технологии пошли по использованию в энергетике экзотермических циклов, результатом чего стало повсеместное распространение тепловых электростанций, работающих на углеводородном и атомном топливе. Это привело к экономическому, энергетическому и экологическому кризисам.

Я открыл и изобрел для возможного использования эндотермические бестопливные циклы. Они позволяет использовать солнечную энергию, концентрированную в гидросфере и атмосфере. Суть изобретения — в разработке технологических схем циклов. Доказательством открытия является решение уравнения Гиббса-Гельмгольца для эксергии термомеханических систем. Найденные корни уравнения являются значениями эксергии для искомых циклов.

SPB.AIF.RU: — Каким образом вы планируете получать энергию?

М.С.:- Первое начало термодинамики запрещает производство энергии, а Второе начало запрещает преобразование потенциальной энергии равновесной окружающей среды в кинетическую энергию (эксергию или работоспособность). Людям же всегда требуется эксергия – это та «высококачественная энергия», которая может производить полезную работу. Эксергия проявляется во вращении ротора, движении струи газа или жидкости.

Впечатляющий пример получения эксергии приведён в «Курсе общей физики» Зисмана и Тодеса, опубликованном в 1974 году. «Океанский корабль с двигателем, мощностью 100 тысяч кВт мог бы полностью обеспечить работу своей машины за счет охлаждения морской воды,… охлаждая 1 м3 воды в течение 6 с, т.е. всего 10 м3 воды в минуту… И, плывя по такому, в буквальном смысле, океану энергии, корабль вынужден сжигать уголь или нефть».

При всех экзотермических циклах теплоэнергетики вода служит посредником между реактором и окружающей средой. При эндотермическом цикле топливо не требуется, и вода служит источником производства эксергии. Расчёты показали, что из оборотной воды тепловой электростанции можно произвести 300% эксергии, производимой ТЭС, без использования топлива. Это относится к любым тепловым электростанциям: в том числе ядерным и термоядерным. При этом не учитывается расход воды, затрачиваемый на добычу и транспортировку топлива

Для примера: на строящейся ЛАЭС-2, предусмотрен ежедневный выброс 200 тысяч тонн воды в атмосферу в виде пара.

SPB.AIF.RU: — То есть, эксергию вы планируете получать из воды?

М.С.: — Совершенно верно. Энтальпия (внутренняя энергия) холодной воды, позволяет сопоставить её с напором воды на гидростанциях. Для этого разделим энтальпию воды (360000 Дж/кг) на ускорение свободного падения (g = 9,8 м/с2) получая эффективный тепловой напор воды: Н* =360000/9,8 = 36,7 км. Таким образом, эффективный тепловой напор воды, примерно в 100 раз превышает гравитационный напор плотинных ГЭС. Это означает, что для получения сопоставимой мощности в эндотермической ГЭС достаточно использовать 1% стока реки.

SPB.AIF.RU: — Противоречит ли это законам физики? Как объяснить это противоречие?

М.С.:- Предлагаемый цикл разработан в соответствии с законами физики и принципами Карно (1824), Стирлинга (1816) и полностью построен на трудах академика СССР Льва Ландау.

Известно, что существует противоречие между термодинамикой и физикой. Термодинамика считает, что все реальные процессы не обратимы, а физика, что все процессы обратимы. Отказ от разрешения этого противоречия привел к огромным последствиям – энергетика пошла по неправильному пути. По большому счету, исправить это можно было еще 50 лет назад после публикации первых томов «Курса теоретической физики» Льва Ландау.

Ландау отрицал принцип абсолютной необратимости, запрещающий эндотермический цикл. «… механика сама по себе полностью симметрична по отношению к обоим направлениям времени… такая симметрия должна сохраниться и в основанной на классической механике статистике. Поэтому, если возможен… процесс, сопровождающийся возрастанием энтропии замкнутой макроскопической системы, то должен быть возможен и обратный процесс, при котором энтропия системы убывает».

Ландау отрицает принцип единственности значения максимальной работы введённой Клаузиусом. По Ландау, окружающая «среда, тоже участвующая в процессе, делает результат неоднозначным, и возникает вопрос о том, какова максимальная работа, которую может произвести тело при данном изменении его состояния». А эксергию системы он определяет уравнением Гиббса-Гельмгольца.

Возможность использования эндотермического цикла отрицается Кельвином (1851) и Оствальдом (1893). По их мнению, вечный двигатель 2-го рода, т.е. работающий за счёт охлаждения равновесной окружающей среды, невозможен.

Ландау возвращается к формулировке Карно: «Двигатель, работающий только за счёт энергии находящихся в тепловом равновесии тел, был бы для практики своего рода «вечным двигателем. Второй закон термодинамики исключает возможность построения такого… вечного двигателя 2-го рода». То есть Ландау запрещает изотермический цикл для получения эксергии и снимает запрет с эндотермического цикла.

«Нефтебароны» перестроятся, а «нефтебараны» разорятся

SPB.AIF.RU: — Где можно применять изобретение?

М.С.:- Везде, где есть теплый воздух и вода. Все зависит от необходимой мощности. В воде есть скрытое тепло фазового перехода вода-лёд, которое возможно использовать для получения эксергии. Совместная генерация эксергии и холода можно производить за счёт Гидросферы или любых тепловыделяющих объектов и сооружений: универсамов, концертно-спортивных комплексов, жилых домов, молочных ферм, холодильных комплексов, химических заводов, градирен хранилищ РАО и ОЯТ и т.д.

SPB.AIF.RU: — Машину можно на таком двигателе использовать?

М.С.: — Нужен большой приток энергии, он существует только для воды. Обогревать дома возможно и электричество получать из воздуха можно. Водный транспорт весь может ходить на таком двигателе. Автомобили будут переоборудованы в электромобили. Электромобили будут заряжаться дешёвой электроэнергией полученной из воды.

SPB.AIF.RU: — Не боитесь угрозы газовых и нефтяных монополистов?

М.С.: -Не боюсь, мне уже поздно бояться. Ведь, «что написано пером, не вырубишь топором. ». Роспатент публикует заявки и патенты без спроса, по своим правилам, а Интернет разносит их по всему свету. Разработка нового оборудования не требуется, достаточно модернизировать существующее. Технологически развитые страны обладают возможностями для развития новой технологии. Так что, пусть боятся они, умные «нефтебароны» перестроятся, а «нефтебараны» разорятся, как это и бывало неоднократно.

SPB.AIF.RU: — Вы уже представляли эту идею где-либо? Обсуждали? Какова реакция научного сообщества?

М.С.: — Регулярно в течение пяти лет представлял проект на конкурсы: Конкурс русских инноваций, «Белая Книга» – трижды; Конкурс СТАРТ Фонда Бортника – 2011г. и 2012г.; конкурс НИР и ОКР СПБ – 2012 г; конкурс МО РФ – 2012 г.

Регулярно участвовал в выставках «Российский промышленник» в 2009 – 2011 г.г. Ежегодно участвовал в различных российских научно-технических конференциях 2009 -2012 г.г.

Ни в одном конкурсе не прошёл отборочного тура. Наверное, потому, что формально инновация не соответствует существующим законам термодинамики. А принципы Ландау многие не понимают. При личном обсуждении со специалистами, ни разу не был опровергнут, так как опирался на факты, а не на гипотезы. Оценка всегда положительная. При посылке доклада на 22-й Всемирный Энергетический Конгресс (2013) сразу прошёл квалификационный отбор.

Российские разработки утекают за рубеж

SPB.AIF.RU: — А как реагируют чиновники?

М.С.: — Начиная с 2008 года я регулярно писал письма Председателю правительства РФ или Президенту РФ, или обоим одновременно. Конструктивных ответов не получал.

Следует признать, что среди VIP-экспертов РФ не нашлось способных разобраться в моей работе. Были у меня попытки привлечь внимание и политических партий. Но и обращения в петербургские отделения «Единой России» (2008) и «Яблока» (2012) не привели к ответной реакции.

SPB.AIF.RU: — Власть любит говорить про поддержку инноваций и инноваторов. Как вы оцениваете эту поддержку на личном опыте?

М.С.: — Президент Владимир Путин в феврале этого года сказал: «Нам нужны, безусловно, проекты, сопоставимые с теми, которые уже были в нашей истории. Это и завоевание космоса, и освоение атомной энергии. Проекты, которые в свое время дали импульс практически всем научным дисциплинам и технологиям». Сказано хорошо. Но технологии внедрения инноваций, существовавшие в СССР, потеряны, а новые не работают.

В отрасли инноваций преобладают экономисты и финансисты. Обучали их по заморским лекалам и шаблонам. Они не видят, не отличают «жемчужин» в потоке псевдоинноваций. Их уровень, это «натаскивание» студентов. Боязнь ошибиться заставляет ориентироваться на известные решения, что само по себе ошибка. Инновации, существующие на рынке, устарели для повторного проталкивания.

Для выхода на мировые рынки, необходимы «прорывные, закрывающие» технологии, своим появлением изменяющие рынок. Остальным делать нечего, их просто не примут. Противоречие заключается в том, что изобретение делает человек, а реализовывать его должна организация, обладающая соответствующей базой. Этот переход в России не организован, поэтому обычно российские разработки реализуются за рубежом.

Хочется напомнить о российских изобретателях, им труднее с каждым годом, но в отличие от научных сотрудников, в их защиту никто не выступает. А ведь уровень технической инновации определяется наличием патента.

SPB.AIF.RU: — Есть ли уже у вас предложения по внедрению изобретения?

М.С.: — Пока нет, в данный момент я пытаюсь рассказать о своем изобретении.

SPB.AIF.RU: — Если в России не получится, отдадите изобретение за рубеж?

М.С.: — Суть изобретения опубликована Роспатентом в Интернете, оно уже известно за рубежом. Мое участие поможет выиграть пару лет и соответственно снизить затраты. У меня остались только права на интеллектуальную собственность. Но воспрепятствовать развитию Проекта за рубежом теперь невозможно.

SPB.AIF.RU: — Вас пригласили на 22-й Мировой Энергетический Конгресс в Южную Корею, готовитесь к участию?

М.С.: — Да, был квалификационный отбор, я посылал свою работу на конкурс докладчиков и получил приглашение. Но есть одна загвоздка – участие не бесплатное. Так что сейчас всеми силами ищу спонсорскую поддержку. Также я заявляю о готовности вести публичную дискуссию с представителями ортодоксальной науки.

Арушанов Михаил Львович / 09.08 20:41: Да, действительно, Ландау принимал уравнения физики инвариантными относительно обращения времени. Но это есть величайший парадокс всей физики: с одной стороны, фундаментом физики является выявление причинно-следственных связей, а с другой стороны, в силу инвариантности уравнений относительно обращения времени — их в корне исключающей. Илья Пригожин последние свои 40 лет исследований не зря потратил на развитие неравновесной термодинамики. Поэтому использовать симметрию законов физики для получения „вечного двигателя“ весьма проблематично.

Алл / 09.08 19:43: Михаил! Я в физике не силен, однако получение энергии „из воздуха“считаю возможным! Но, нефтяные магнаты сделают все, что бы Вас уничтожить, возможно и физически.Хотя без действующих моделей Вы им не интересны, спишут на сумасшествие, задавят, опровергнут и просто осмеют, как это было и в стародавние времена.Однако, если эту энергию можно будет контролировать, то ею скорее всего заинтересуются! Но дешевой она все-равно не станет для людей.А Вам удачи!

Андрей25 / 09.08 19:24: Ну вообще говоря, это не вечный двигатель, это просто получение энергии Солнца, запасенной в воде

Михаил Стекольщиков / 09.08 19:24: изобретатель писал(а): что то мне говорит, что изобретен не вечный двигатель на тепле, а тепловой насос. если не ошибаюсь. такое устройство на разности температур земля(+12 град) и воздух уже работает больше 150 лет в Швейцарии. Он обеспечивает теплом целый дом. — Не теплом, а эксергией — это разные вещи. эксергия — это кинетическая энергия.

изобретатель / 09.08 18:53: что то мне говорит, что изобретен не вечный двигатель на тепле, а тепловой насос. если не ошибаюсь. такое устройство на разности температур земля(+12 град) и воздух уже работает больше 150 лет в Швейцарии. Он обеспечивает теплом целый дом.Просто люди хотят говорить научными фразами постые вещи. Если система в тепловом балансе, то насос не работает. А есть хоть небольшая разница в температурах, он прекрасно работает. Ну и что здесь нового.

Михаил Стекольщиков / 09.08 16:05: Добрый день. Я получил приглашение участвовать, пока в процессе регистрации, как раз ищу. Я прошел квалификационный отбор.Доклад в любом случае будет размещен в материалах конференции. Geoforum / 09.08 15:21: Михаила Стекольщикова НЕТ в списке докладчиков на 22nd World Energy Congress Daegu, Korea (Rep.), 13-17 October 2013 Предыдущая |