Понятие хладоресурса и его величина

Исследованию охлаждающей способности топлив посвящены работа [3, 129, 130], в которых под хладоресурсом топлив понимается его охлаждающая способность без учета температурного уровня.

Нагревание (и даже испарение) жидкого углеводородного топлива ДВС за счет теплоты элементов двигательной установки, масла и выхлопных газов, т.е. в сущности тепловых потерь двигателя, обеспечивает повышение надежности и в некоторых случаях экономичности за счет регенерации теплоты.

Таким образом, под исходным хладоресурсом моторного топлива понимается его охлаждающая способность при расширении, испарении и нагревании до заданной температуры охлаждения (в пределах до температуры окружающей среды). Количественной характеристикой удельной величины исходного хладоресурса ГМТ может стать величина удельной холодопроизводительности разомкнутого холодильного цикла, в котором топливо является рабочим телом. Для ГМТ исходный хладоресурс – это часть энергии, затраченная на его приготовление (сжатие, охлаждение, ожижение) в стационарных условиях (например, на заправочных станциях) которая может быть полезно использована при движении транспортного средства.

Минимальная работа сжижения газа описывается уравнением:

(4)

и приведены в табл.5.5.

Таблица 5

Идеальные затраты работы для ожижения газов с начальными параметрами 300 к и 101,3 кПа

Газ	Нормальная точка кипения, К	Идеальная работа для ожижения –Wi/m ,кДж/кг
Гелий-3	3,14	8178
Гелий-4	4,21	6819
Водород Н2	20,27	12019
Неон Ne	27,09	1335
Азот N2	77,36	768,1
Воздух	78,8	738,9
Моноксид углерода СО	81,6	768,6
Аргон Аr	87,28	478,6
Кислород О2	90,18	635,6
Метан СН4	111,7	1031
Этан С2Н6	184,5	353,1
Пропан С3Н8	281,1	140,4
Аммиак NH3	239,8	359,1

Целесообразность применения того или другого вида газового топлива в конечном итоге предопределяется как энергетическими ресурсами, потенциальными свойствами самого топлива, так и эффективностью таких этапов:

• получение сырья;

• превращение сырья в топливо;

• распределение топлива для его доставки потребителю;

• использование топлива в ДВС автомобилей;

• системы хранения на АТС и подачи газового топлива в ДВС.

В работе [131] оценивался общий энергетический КПД равный произведению КПД производства топлива и КПД применения топлива.

КПД производства топлива: ,

где Н_{р -} высшая теплота сгорания полезной части топлива;

Н - высшая теплота сгорания материала использованного для получения топлива.

КПД превращения топлива из нефти бензин, дизельное топлива составляет 90 -98% (рис. 5.12) [131], для обеспеченного нефтеперерабатывающего комплекса глубина переработки составляет 60 - 70% [132].

По данным состояния [131] КПД использования топлива автомобилем с бензиновым или дизельным двигателем составляет соответственно 15-17 %, а общий энергетический КПД с учетом данных рис. 5.12 составляет соответственно 13-15%. С другой стороны повышение октанового числа бензина и тем самым стремление получить больший эффективный КПД ДВС ведет к росту затрат на само производство высокооктановых бензинов рис.5.13 [132]. Предварительная оценка эффективности использования альтернативных источников топлив (природный газ) на автотранспорте позволяет получить величину коэффициента эффективности (относительно бензинового варианта Коэ=1) Коэ = 1,11,46 (табл.5.6) [132].

Нефть	А,98%
	В,95%
	С,90%
Сланцевая руда	Д,75%
	В,67%
	С,63%
Уголь	Е,95%
	F,87%
	G,70%
	B,63%
	C,55%
	H,43%
	I,37%
Биомасса	K,35%
	L,25%
Ядерная энергия	Н,20%
	L,17%

0 20 40 60 80 100

К..п.д. превращения,%

Рис. 12. КПД превращения топлива:

А - очищенная нефть; В - дистиллят; С - бензин/дизельное топливо; Д - гидрогенезированная сланцевая смола; Е - порошкообразный уголь;F - уголь экстрактной очистки; G - синтетическая нефть; H - метанол;I - жидкие углеводороды процесса Фишера-Тропша; K - этиловый спирт;L - жидкие углеводороды

Рис. 13. Зависимость затрат нефтяного сырья на производство