Содержание
Энергоресурсы и энергоносители, используемые на автомобильном транспорте
Введение
1.
1. Энергоресурсы
1.2. Энергоносители для автомобильного транспорта
1.2.1. Общая характеристика топлив
1.2.2. Моторные топлива для двигателей внутреннего сгорания автомобилей
2. Топливная экономичность в автомобильном транспорте
2.1. Новые или альтернативные виды энергоносителей для автомобильного транспорта
Заключение
Список использованной литературы
Содержание
2.1. Новые или альтернативные виды энергоносителей для автомобильного транспорта
В настоящее время уже существует два вида растительного топлива для автомобилей — биодизель и биоэтанол. Это топливо получают на основе масличных культур и из растительного сырья, содержащего целлюлозу.
Получение моторного топлива для автомобилей позволяет постепенно заменять бензин синтетическим жидким топливом на основе метилового спирта (метанола).
Начало производства такого топлива для автомобилей было заложено еще в 30-е годы прошлого века в стране с очень хорошо развитой химической промышленностью в Германии. Это топливо называют GTL (gas to liquidus).
Развитие его широкого промышленного производства в настоящее время связано с тем, что используются при его производстве ранее не используемые запасы газа. Кроме того получаемое моторное топливо могут отвечать повышенным требованиям по загрязнению атмосферы поскольку моторное топливо на основе метанола почти не содержит серы и не загрязнено трудно сжигаемыми ароматическими углеводородами.
Моторное топливо новых экологически более безопасных видов на первых порах широкого внедрения предполагается смешивать с традиционными видами топлива — бензином для повышения экологических параметров использования автомобильного транспорта.
Не менее интересным новым видом топлива является водородное топливо, которое также предполагается использовать в автомобильном транспорте.
Технологическая схема производства водородного топлива, кажется, достаточно простой, так как она заключается в получении воды из водорода и кислорода. Сложным моментом в этой технологии является этап получения чистого водорода. Сейчас разработан метод получения водорода путем электролиза, существенным недостатком метода является дороговизна процесса электролиза.
Известно, что активно работают над созданием двигателя внутреннего сгорания для автомобилей на водородном топливе в США. В 2002 году на фирме БМВ были выпущены уже первые машины такого типа. Дж. Буш — президент США, даже определил это направление как одно из самых важных и согласно разработанным планам исследований в этой области к 2030 — 2040 гг. предполагается сделать водородное топливо доминирующим видом топлива, в том числе, в автомобилестроении.
Аналогичные разработки ведутся в Японии, которая не обладает достаточными запасами энергоресурсов. Из разных источников информации известно, что в Японии уже существует более
1. заправочных станций для автомобилей с водородным топливом. Над проектами по созданию двигателей и автомобилей на водородном топливе работают крупнейшие автомобильные фирмы Японии — Тойота, Ниссан, Хонда.
Значительный интерес у автомобилестроителей всех стран вызывает любое альтернативное бензину топливо. Одним из таких видов топлива является биологическое топливо, изготавливаемое из рапса, конопли, бананов, бобовых и даже цитрусовых растений. В странах, где активно произрастают эти виды растений, это топливо начали производить уже в промышленных масштабах. К таким странам относятся США, Канада, Бразилия, Малайзия, хотя в общем топливном балансе биологическое топливо не превышает 0,3%. Надо отметить, что такое растение как рапс может произрастать и в климате средней полосы России. Изготовление топлива из рапса состоит из следующих этапов:
Стоимость такого топлива сейчас выше, чем бензина, но его применение снижает расход невозобновляемых природных энергоресурсов и поэтому это направление сейчас активно развивается не только в США, Канаде и Бразилии, но и в России.
В Австрии биотопливо для автомобилей изготавливают из подсолнечника.
Заключение
Развитие транспорта представляет сложную проблему в плане энергоресурсов и энергоносителей, поскольку развитие автомобильного транспорта вызывает деградацию окружающей среды и загрязнение атмосферы. Но применение автомобильного транспорта решает множество социальных проблем, и развитие его будет продолжаться. Однако развитие автомобильного транспорта происходит с учетом факторов, оказывающих влияние на экологичность автомобильного транспорта и на его экономичность. Эти показатели напрямую связаны с выбором энергоносителей для двигателей.
Изменение энергоносителей автомобильного транспорта требует пересмотра конструкций ряда узлов автомобилей.
Использование альтернативных источников топлива на автомобильном транспорте стало одной из важнейших задач нашего времени в связи с необходимостью сохранения атмосферы нашей планеты, а также в связи с тем, что необходимо уменьшить потребление невозобновляемых источников энергоресурсов — нефти и газа.
Кроме использования альтернативных источников энергии важнейшей задачей для создателей автомобильного транспорта остается задача конструирования экономичных и эффективных двигателей. Эта задача решается на базе основных, уже более века известных закономерностей, на которых основаны двигатели внутреннего сгорания с искровым зажиганием и дизели, а также на законах термодинамики, являющихся основой при создании эффективных систем охлаждения в двигателях автомобилей.
Конструкторская разработка ученых института автомобильного транспорта в Германии позволила создать двигатель мощностью 170 л.с. с расходом горючего всего лишь 5 л, благодаря созданию схемы снижения сопротивления воздуха путем удлинения передаточных ступеней в двигателе.
Широкое распространение альтернативных энергоносителей для автомобильного транспорта мешает, все-таки значительно более низкая эффективность альтернативных источников по сравнению с традиционными видами носителей — бензином и дизельным топливом.
Кроме того альтернативные виды топлива требует значительных вложений для разработки экономически целесообразных технологических процессов их производства.
1. Двигатели внутреннего сгорания. В 3-х книгах. Теория рабочих процессов: Учеб./ Луканин В.Н., Морозов К.А., Хачиян А.С. и др.; Под ред. Луканина В.Н. изд. 2-е перераб. М.: Высш. шк. 2007. 368 с.
2. Двигатели внутреннего сгорания. Проблемы, перспективы развития: сб. науч. трудов./ М.: МАДИ. 2000.
3. Теплотехника. Уч. для вузов/ Луканин В.Н., Шатров М.Г., Камфер Г. М. и др. Под. ред. Луканина В.Н. 4-е изд. испр. М. Высш. шк., 2005. 671 с.
4. Митусова Т.Н., Полина Е.В., Калинина М.В. Современные дизельные топлива и присадки к ним — М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2002. -- 64 с
5. Химическая энциклопедия. М.: Энциклопедия. 1985.
(В работе нужно переделать все выделенное красным (Выделенное желтым «Слова преподавателя) !!!
Теплотехника. Уч. для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г. М. Камфер и др. Под. ред. В.Н. Луканина. 4-е изд. испр. М. Высш. шк., 2005. C. 613.
Химическая энциклопедия. Издательство «Советская Энциклопедия». т. 5, 1985 г.
Двигатели внутреннего сгорания. В 3-х книгах. Теория рабочих процессов: Учеб./В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. изд. 2-е перераб. М.: Высш. шк. 2005. С. 12
Двигатели внутреннего сгорания. Проблемы, перспективы развития: сб. науч. трудов./ М.: МАДИ. 2000.
Химическая энциклопедия. Издательство «Советская Энциклопедия». т. 5, 1985 г.
Теплотехника. Уч. для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г. М. Камфер и др. Под. ред. В.Н. Луканина. 4-е изд. испр. М. Высш. шк., 2005. C. 630.
Т.Н. Митусова, Е.В. Полина, М.В. Калинина. Современные дизельные топлива и присадки к ним — М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2002. С. 32.
Двигатели внутреннего сгорания. В 3-х книгах. Теория рабочих процессов: Учеб./В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. изд. 2-е перераб. М.: Высш. шк. 2007. С. 25.
3
Qi
Qпот
Li
Le
Qсж
Qот
Qж
Lм
Lго
Lо
Lтр
1. Двигатели внутреннего сгорания. В 3-х книгах. Теория рабочих процессов: Учеб./В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высш. шк. 1995. 368.
2. Двигатели внутреннего сгорания. В 3-х книгах. Теория рабочих процессов: Учеб./В.Н. Луканин, К.А. Морозов, А.С. Хачиян и др.; Под ред. В.Н. Луканина. изд. 2-е перераб. М.: Высш. шк. 2005. 368
3. Двигатели внутреннего сгорания. Проблемы, перспективы развития: сб. науч. трудов./ М.: МАДИ. 2000.
4. Теплотехника. Уч. для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г. М. Камфер и др. Под. ред. В.Н. Луканина. 4-е изд. испр. М. Высш. шк., 2003. 671 с.
5. Т.Н. Митусова, Е.В. Полина, М.В. Калинина. Современные дизельные топлива и присадки к ним -- М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2002. -- 64 с
6. Химическая энциклопедия. М.: Энциклопедия. 1985.
список литературы
referatbooks.ru
ЧАСТЬ
1. РАСЧЕТ МАССЫ СОСТАВА ИЗ УСЛОВИЯ РАВНОМЕРНОГО ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА НА РАСЧЕТНОМ ПОДЪЕМЕ
ЧАСТЬ
2. ПРОВЕРКА МАССЫ СОСТАВА ПРИ ТРОГАНИИ С МЕСТА И ПО ДЛИНЕ ПРИЕМНО-ОТПРАВОЧНЫХ ПУТЕЙ
ЧАСТЬ
3. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДВИЖЕНИЮ ЭЛЕКТРОВОЗА ПРИ ДВИЖЕНИИ ЕГО ПОД ТОКОМ. РАСЧЕТ УДЕЛЬНЫХ УСКОРЯЮЩИХ СИЛ. РАСЧЕТ ЗАМЕДЛЯЮЩИХ СИЛ ПРИ СЛУЖЕБНОМ ТОРМОЖЕНИИ
ЧАСТЬ
4. КРИВЫЕ ДВИЖЕНИЯ СОСТАВА НА ЗАДАННОМ ПЕРЕГОНЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Содержание
A / (Q·S) = {Uк·ΣI эл ср (i)·Δti } / (60·Q·S), [Вт·ч]/[т·км]
,
[S]
— длина всего перегона (36,7 км)
[A]
— полный расход энергии .
ТАБЛИЦА 5(а)
участок Iн, А Iк, А Iср, А Δt, мин IсрΔt, А м 1 570 1530 1050 2.18 2290.0 2 1530 1290 1410 2.67 3761.4 3 1290 1290 1290 0.89 1142.7 4 1290 1530 1410 1.54 2165.8 5 1530 2150 1840 4.72 8684.8 6 2150 1530 1840 1.60 2944.0 7 1530 1530 1530 1.53 2344.6 8 1530 1130 1330 1.25 1656.3 9 1130 1530 1330 1.52 2026.9 10 1530 2150 1840 1.62 2989.1 11 2150 1530 1840 1.33 2453.2 12 1530 1290 1410 1.32 1859.3 13 1290 1290 1290 1.33 1717.0 14 1290 2040 1665 1.48 2460.7 15 2040 2150 2095 3.66 7675.0 16 2150 2150 2150 2.82 6068.5 17 2150 1020 1585 1.21 1920.5 18 1020 1130 1075 0.96 1030.9 19 1130 1290 1210 1.38 1673.1 20 1290 570 930 2.36 2192.1
ТАБЛИЦА 5(б)
участок ΣIсрΔt, А м A, Вт мин AΣ, Вт мин [Вт ч]/[т км]
1 59 055.8 6.87E+06 177 167 508 28.57 2 1.13E+07 A / (Q S) 3 U, В 3.43E+06 AΣ, кВт ч 4 3000 6.50E+06 2952.7918 5 2.61E+07 6 8.83E+06 7 7.03E+06 8 4.97E+06 9 6.08E+06 10 8.97E+06 11 7.36E+06 12 5.58E+06 13 5.15E+06 14 7.38E+06 15 2.30E+07 16 1.82E+07 17 5.76E+06 18 3.09E+06 19 5.02E+06 20 6.58E+06
Выводы
На заданном профиле перегона состав из одного электровоза ВЛ 8 и крытых вагонов (тип 3) с учетом самого сложного участка с уклоном
1.
будет иметь массу 2800 тонн, что допустимо по критериям трогания с места. Длина состава из локомотива и
4. вагонов, число которых определяется этой массой, оказалась равной
66. метров, что является разумной величиной для существующих приемно-отправочных путей.
С помощью тяговой характеристики электровоза были построены зависимости основного удельного сопротивления движению, удельных ускоренных сил по трем степеням возбуждения (ПВ, ОВ
1. ОВ 2) и удельной тормозной силы при служебном торможении от скорости состава.
Для имеющегося перегона определены зависимости от пункта движения (расстояния) скорости состава и времени прохождения элементов дороги, т. е. кривые движения поезда. Был рассчитан удельный расход энергии на всем маршруте. Расчетные данные приведены в форме таблиц и графиков. К работе прилагаются зависимости удельных параметров от скорости на миллиметровке.
В работе использовалась необходимая точность расчетов [5], буквенные обозначения и графическое изображение зависимостей. Доля в процентах вагонов на роликовых и скользящих подшипниках в составе, если ставятся подобные задачи, в реальных условиях задается МПС.
Тяговые характеристики электроподвижного состава переменного тока должны учитывать внешнюю характеристику устройств, преобразующих энергию на электровозе или моторном вагоне, и должны быть построены для напряжения на токоприемнике 25 000 В при тяге и рекуперации [2].
Список литературы
Правила тяговых расчетов для поездной работы. — М.: Транспорт, 1985.
Конспект лекций.
Жданов Л.С., «Курс физики. Часть
1. Механика", Наука, М., 1971.
Тяговые расчеты при электрической тяге поездов. — Л., методические указания, 1988.
Госстандарт. Письмо № 7/1- 10- 1249 от 31.08.1983.
8
ОВ 1
ОВ 2
ПВ
ПВ
ОВ 1
ОВ 2
1.Правила тяговых расчетов для поездной работы. — М.: Транспорт, 1985.
2.Конспект лекций.
3.Жданов Л.С., «Курс физики. Часть
1. Механика", Наука, М., 1971.
4.Тяговые расчеты при электрической тяге поездов. — Л., методические указания, 1988.
5.Госстандарт. Письмо № 7/1- 10- 1249 от 31.08.1983.
список литературы
referatbooks.ru
Министерство Здравоохранения и медицинской промышленности РФ
Санкт-Петербургский Государственный Медицинский университет им. акад.
И. П. Павлова
Кафедра физики
Выполнила студентка гр.123
Герасина Виктория
Санкт-Петербург
2001
Транспорт
Важным элементом функционирования мембран является способность осуществлять транспорт молекул, ионов и даже клеток. Таким образом, происходит выполнение одной из важнейших функций поверхностного аппарата клетки (ПАК) – барьерно-транспортной, благодаря которой осуществляется регулируемый обмен частицами и ионами между внутриклеточной и внеклеточной средой. Этот обмен происходит несколькими способами: свободным транспортом, пассивным транспортом, активным транспортом и транспортом в мембранной упаковке.
Свободный транспорт
Протекает через БЛС (билипидный слой плазмалеммы). Возможен лишь при наличии градиента концентраций молекул по обе стороны БЛС, в результате возникает диффузный поток, направленный (с точки зрения физики) против градиента концентрации согласно закону Фика:
I= -D
Знак «-» говорит о том, что суммарная плотность потока веществ при диффузии направлена в сторону уменьшения концентрации. СТ не требует затрат энергии со стороны клетки и прекращается при величине градиента равной нулю. С физиологически значимой скоростью СТ подвергаются малые незаряженные молекулы (вода, углекислый газ, кислород). Основным механизмом СТ является высокая подвижность липидов в БЛС, обеспечивающее молекулам небольшого размера возможность прохождения через гидрофобную фазу БЛС.
ПТ или облегченная диффузия – это движение молекул через мембрану с помощью мембранных белков (пассивные переносчики, транспортеры, каналы).
Движущей силой является энергия самого градиента и прекращается при его величине, равной нулю (состояние равновесия). Перенос незаряженных молекул, как и при СТ, осуществляется по градиенту концентрации, а
перенос ионов определяется двумя факторами: градиентом концентрации и воздействием электрического поля, что описывается уравнением Нернста-Планка:
I= -D-CUZF
Скорость ПТ зависит от величины электрохимического градиента транспортируемых молекул, повышаясь при его увеличении, но при этом существует пороговый уровень, выше которого скорость подняться не может:
V
с
Путем ПТ проходят гидрофильные молекулы среднего размера (олиго- и моносахариды, аминокислоты, нуклеотиды и ионы, существуют также и пассивные переносчики для ионов воды.
АТ – это движение молекул или ионов против градиента концентрации (в биологическом понимании градиента), осуществляется с помощью белков переносчиков, которые называются активными переносчиками, насосами или помпами. В соответствии с законами диффузии АТ не может протекать спонтанно, поэтому для его осуществления необходима затрата энергии. Наличие насосов позволяет клетке создавать и поддерживать электрохимические градиенты молекул или ионов по обе стороны мембраны. Создание градиента ионов приводит к поляризации плазмалеммы, формированию потенциала покоя, что необходимо для функционирования нейронов и мышечных клеток, благодаря чему данные клетки могут возбуждаться, а также способны формировать потенциал действия за счет ПТ ионов по градиенту, созданному с помощью насосов. Причем их работа может быть вычислены как изменение химического потенциала или изменение энергии Гиббса:
DG= DH-T DS
Насосы работают за счет изменения своей конформации, на что идет энергия гидролиза АТФ по схеме:
АТФ= АДФ + Фн
АТ высокоспецифичен, что определяется наличием в переносчике центров связывания определенных молекул или ионов. Транспорт, при котором переносчик функционирует только в отношении молекул или ионов одного вида, получил название унипорт, существует также и сопряженный транспорт или копорт, при котором транспортируется 2 вида или более молекул или ионов.
Выделяют 2 вида копорта: симпорт и антипорт. При симпорте различные ионы или молекулы переносятся в одном направлении, а при антипорте направления транспорта разных молекул (ионов) являются противоположными.
Потенциал покоя главным образом создают иона Na+, K+ и Cl-, чья суммарная плотность потока равна:
J = JNa+ + JK+ + JCl-
При возбуждении клетки возникает потенциал действия (поляризация), В нервных волокнах происходит распространение потенциала действия, что приводит к возрастанию потенциала внутри клетки (отрицательный относительно внешней среды он становится положительным). Распространение потенциала действия по нервному волокну происходит в форме автоволны, при этом активной средой являются возбудимые клетки. Расчеты показали, что скорость распространения возбуждения по гладким безмиелиновым нервным волокнам примерно пропорциональна корню из их радиуса. Удельное сопротивление миелина больше, чем у других биологических мембран, а т.к. скорость распространения пропорциональна и толщине, и удельному сопротивлению мембраны, то скорость проведения нервного импульса возрастает в несколько раз, что позволило достичь более быстрой реакции.
Рассмотренные выше механизмы транспорта не могут обеспечивать поступление в клетку или вывод из нее крупных органических соединений, макромолекул типа биополимеров, не говоря уже о надмолекулярных структурах. Эта проблема решается с помощью принципиально иного вида транспорта, осуществляемого поверхностным аппаратом клетки.
Транспорт в мембранной упаковке (цитоз)
Характеризуется тем, что на определенных стадиях транспортируемые вещества находятся внутри мембранных пузырьков, т.е. имеют мембранную упаковку. По направлению транспорта в отношении клетки выделяют 3 вида цитоза:
1. эндоцитоз
2. экзоцитоз
3. диацитоз (трансцитоз)
Эндоцитоз может осуществляться различными механизмами, в связи с чем выделяют 3 его варианта: фагоцитоз, макропиноцитоз и макропиноцитоз.
Фагоцитозу подвергаются крупные молекулы и частицы более 1 мкм. В результате фагоцитоза образуется мембранный пузырек с транспортируемой частицей, которая называется фагосома. Ее образование является сложным процессом, требующим затрат энергии в виде АТФ. На основе фагоцитоза осуществляется защитная функция организма, так как специализированные клетки – фагоциты уничтожают различные бактериальные, вирусные и прочие чужеродные клетки, а также поврежденные или состарившиеся клетки собственного организма (например, 1 макрофаг за сутки уничтожает до 1011 старых эритроцитов).
Макропиноцитозу подвергаются клетки, размер которых составляет десятые доли микрометра. Как и фагоцитоз, макропиноцитоз является АТФ-зависимым процессом и более высокоспецифичен.
С помощью макропиноцитоза в клетку постоянно поступают олиго- и полимеры, активно используемые клеткой в регуляторных и строительных целях.
Микропиноцитоз представляет собой вариант эндоцитоза, предназначенного для молекул относительно небольшого размера (сотые доли мкм). Как правило, ему подвергаются белковые молекулы. Процесс является АТФ-независимым и встречается лишь как начальный этап диацитоза.
Экзоцитоз – это вид транспорта в мембранной упаковке, при котором вещества выводятся из клетки во внеклеточное пространство.
В типичном варианте мембранные пузырьки, подлежащие выводу из клетки, формируются в цитоплазме. Их образование связано с функционированием аппарата Гольджи и эндоплазматической сети. Экзоцитарные пузырьки направляются к плазмалемме, в результате мембрана пузырька становится компонентом плазмалеммы, а содержимое – частью гликокаликса или компонентом внеклеточной среды со своими специфическими функциями.
Трансцитоз – это специализированный транспорт в мембранной упаковке, характерный для некоторых эпителиальных клеток. При трансцитозе идет перенос отдельных молекул через клетку. Биологический смысл данного процесса заключается в возможности транспорта специфических молекул через эпителиальный барьеры. С помощью диацитоза синтезированные антитела переносятся через эндотелий капилляров и эпителий слизистых оболочек, где они образуют один из элементов барьерного иммунитета против вирусов, простейших, паразитических червей и бактерий.
Осмос
Многие биологически мембраны обладают свойством полупроницаемости, т.е. проницаемости для воды, но не проницаемы для веществ, растворенных в воде.
Осмос -это перенос молекул воды через полупроницаемую мембрану в области разбавленного раствора к концентрированному. Сила, вызывающая это движение, называется осмотическим давлением. Это давление зависит от концентрации растворенного вещества и от температуры:
P=iRCT
Где R-универсальная газовая постоянная;
i-коэффициент Вант-Гоффа, который показывает во сколько раз увеличивается количество растворенных частиц при диссоциациимолекул.
Аномальный осмос — это процесс переноса воды при одновременном наличии противоположно направленных осмотического и электрического градиентов. Если электрический градиент по абсолютной величине превышает осмотический, то результирующий перенос воды будет происходить по направлению электрического градиента. Это — отрицательный аномальный осмос, который, как предполагают, имеет место в осмотической работе почек при переносе воды против осмотического градиента.
При положительном аномальном осмосе результирующий перенос жидкости происходит по осмотическому градиенту.
Фильтрация – движение жидкости сквозь пористую среду под действием гидростатического давления. Скорость фильтрации определяется уравнением Пуазейля:
где R- радиус поры
L- длина поры
h- вязкость жидкости
P1 — P2 — разность давлений между началом и концом поры
V – объем фильтрованной жидкости.
Фильтрация имеет место во многих физиологических процессах. Например: образование первичной мочи в почечных нефронах происходит в результате фильтрации плазмы крови под действием кровяного давления.
www.ronl.ru
