Физико-химические свойства сжиженного природного газа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«САМАРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П.КОРОЛЁВА»
Институт двигателей и энергетических установок
Кафедра «Конструкции и проектирования двигателей летательных аппаратов»
РЕФЕРАТ
Тема:
«Криогенные топлива. Двигатели НК8, НК-88, НК-89. Ту-155»
Студент: Фаносян Р.А.
Группа: 2109-130303D
Преподаватель: Зрелов В.А.
Самара. 2017 г.
Оглавление
Введение……………………………………………………………………..3
1-Криогенные топлива……………………………………………………...4
2-Сжиженный природный газ……………………………………………...4
3-Жидкий водород…………………………………………………………11
4-Ту-155…………………………………………………………………….12
5-НК-8………………………………………………………………………16
6-НК-88……………………………………………………………………..20
7-НК-89……………………………………………………………………..21
8-Перспективы криогенного топлива…………………………………….22
9- Список используемых ресурсов………………………………………..31
Введение
Мы все знаем, что одной из основ материальной жизни современного человечества являются всем известные полезные ископаемые нефть и газ. Благословенные углеводороды так или иначе присутствуют в любой области нашей с вами жизни и первое, что приходит на ум любому человеку – горючее. Это бензин, керосин и природный газ, используемый в различных энергосистемах (в том числе и в двигателях транспортных средств).
|
|
|
Сколько автомобилей на дорогах мира и самолетов в воздухе сжигают в своих двигателях бензин и керосин. Количество их огромно и столь же огромен объем топлива, вылетающего, так сказать, в трубу. Однако процесс этот не бесконечен. Запасы нефти, из которой производится львиная доля используемого в мире горючего (несмотря на то, что она постепенно сдает свои позиции природному газу), быстро уменьшаются. Она постоянно дорожает и дефицит ее ощущается все больше.
Такое положение уже довольно давно заставляет исследователей и ученых всего мира искать альтернативные источники топлива, в том числе и для авиации. Одним из направлений такой деятельности стали разработки летательных аппаратов, использующих криогенное топливо.
Криогенные топлива.
Криогенное топливо- это жидкое топливо (при температуре ниже 120 К), получаемое сжижением газов глубоким охлаждением. К таким относятся жидкие водород, метан и (в значительной мере условно) пропан. Они обладают повышенным хладоресурсом топлива, что важно для решения проблем, связанных с охлаждением теплонапряжённых элементов летательного аппарата, силовой установки и бортового оборудования при больших скоростях полёта.
|
|
|
Широкие перспективы открываются при использовании в качестве авиационного топлива жидкого водорода, имеющего высокие энергетические характеристики. С применением водорода связывают возможности создания самолётов с большими гиперзвуковыми скоростями полёта. Жидкий пропан рассматривается в качестве эффективного хладагента для бортовых систем кондиционирования и теплонапряжённых элементов летательных аппаратов и силовых установок. При использовании пропана значительно легче (по сравнению с использованием водорода и метана) решаются проблемы сжижения, транспортировки, хранения, а также размещения К. т. на летательном аппарате. Метан по многим важным эксплуатационным показателям (плотности, температурному диапазону жидкого состояния и другим) существенно уступает пропану, но превосходит его по ресурсам сырья.
В 1988 в СССР начались лётные испытания экспериментального самолёта Ту-155, способного использовать в качестве топлива жидкий водород и сжиженный природный газ.
|
|
|
Сжиженный природный газ.
Сжиженный природный газ или сокращенно СПГ, как принято называть его в энергетической отрасли (англ. соотв. Liquefied Natural Gas, сокр. LNG) представляет собой обыкновенный природный газ, охлажденный до температуры –162°С (так называемая температура сжижения) для хранения и транспортировки в жидком виде. Хранится сжиженный газ в изотермических резервуарах при температуре кипения, которая поддерживается вследствие испарения СПГ. Данный способ хранения СПГ связан с тем, что для метана, основной составляющей СПГ, критическая температура –83°С, что гораздо ниже температуры окружающей среды, и не предоставляет возможным хранить сжиженный природный газ в резервуарах высокого давления (для справки: критическая температура для этана составляет +32°С, для пропана +97°С). Для использования СПГ подвергается испарению до исходного состояния без присутствия воздуха. При регазификации (возвращении газа в исходное парообразное состояние) из одного кубометра сжиженного газа образуется около 600 кубометров обычного природного газа.
Физико-химические свойства сжиженного природного газа
Природный газ и сжиженный природный газ являются разными физическими состояниями многокомпонентной смеси углеводородов и примесей, основным компонентом которой является метан. Природный газ при нормальных условиях — это легкий бесцветный горючий газ без запаха. Концентрационные пределы взрываемости смесей природного газа с воздухом 5...15 % об. (по метану).
|
|
|
Состояние природного газа в виде СПГ обеспечивает возможность его транспортировки, а также использования в качестве горючего с минимальным объемом. Физико-химические свойства СПГ
определяются его компонентным составом. Поскольку в СПГ содержится до 98 % метана (СН4), его термодинамические свойства близки к показателям чистого метана.
Ниже приводятся свойства метана при давлении 0,1013 МПа
и температуре 0 °С.
Молекулярная масса, кг/моль ........................................ 16,03
Температура фазовых переходов, K:
кипения ...................................................................... 111,7
плавления ................................................................... 90,7
Критическая температура, K ........................................... 191,06
Критическое давление, МПа (при T = 20 °С) .............. 4,3
Плотность, кг/м3:
жидкости ..................................................................... 424,5
газа (при T = 20 °С) .................................................. 0,667
Теплота испарения, Дж/г ................................................ 509,54
Теплота плавления, Дж/г ................................................ 58,6
Теплоемкость, Дж/г:
жидкости ..................................................................... 3,45
газа .............................................................................. 2,22
Динамическая вязкость насыщенной жидкости,
мкПа·с ............................................................................ 102,8
Скорость звука в жидкости, м/с .................................... 1430
Для получения СПГ в мировой газовой промышленности все в больших масштабах применяется техника низких температур. Одной из главных причин постоянно возрастающего производства СПГ за рубежом является тот факт, что основные потребители газового топлива оказались оторванными от мест добычи газа. Исключением являются только США, имеющие значительные запасы газа, но и они не полностью удовлетворяют свои потребности за счет собственных месторождений, и газ в большом количестве закупается за границей. Для транспортировки газа к потребителю по морю на сравнительно небольшие расстояния применяются газопроводы, проложенные по дну моря, например по дну Северного моря, Транс-средиземноморский газопровод из Алжира в Италию и др. На большие расстояния газ перевозится на специальных судах (метановозах)
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1507; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!