1k
5 лет назад · 3 фото · 479 просмотров · 10 комментариев
Исследователи в СГАУ создали установку для изучения поведения смесей авиакеросина и биотоплива (3 фото)
Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королева совместно с коллегами из Лундского университета (Швеция) провели серию расчетов и экспериментов, доказавших возможность использования в качестве авиационного топлива смесей керосина и этанола, получаемого из возобновляемых источников.
Использование смесей керосина и биотоплива должно в перспективе удешевить стоимость заправки авиатранспорта и улучшить его экологичность. По данным Аргоннской национальной лаборатории (старейшего национального исследовательского центра Министерства энергетики США), даже 10-процентное содержание этанола в топливной смеси снижает выбросы парниковых газов в атмосферу на 12-19% по сравнению с выбросами от обычного бензина.
Наша совместная с самарскими коллегами работа была посвящена исследованию добавок, смесей компонентов керосина с этанолом", — рассказал профессор Лундского университета Александр Коннов. — Этанол — это биотопливо, и для того, чтобы постепенно переходить к восстанавливаемым источникам энергии, нужно знать, как будут гореть такие смеси, насколько они подходят для существующих устройств горения. Нельзя взять вместо керосина и использовать один лишь этанол, а вот смеси — вполне возможно. Сейчас в Европейском Союзе не только допускается, но и рекомендуется до 5% этанола добавлять во все бензины для автомобилей. Мы работаем прежде всего над авиатехнологиями, и пытаемся увеличить процентное содержание добавок биотоплива в авиационный керосин".
Наша совместная с самарскими коллегами работа была посвящена исследованию добавок, смесей компонентов керосина с этанолом", — рассказал профессор Лундского университета Александр Коннов. — Этанол — это биотопливо, и для того, чтобы постепенно переходить к восстанавливаемым источникам энергии, нужно знать, как будут гореть такие смеси, насколько они подходят для существующих устройств горения. Нельзя взять вместо керосина и использовать один лишь этанол, а вот смеси — вполне возможно. Сейчас в Европейском Союзе не только допускается, но и рекомендуется до 5% этанола добавлять во все бензины для автомобилей. Мы работаем прежде всего над авиатехнологиями, и пытаемся увеличить процентное содержание добавок биотоплива в авиационный керосин".
Как отметил научный руководитель направления "Процессы горения в камерах сгорания" НОЦ газодинамических исследований Самарского университета, к.т.н Сергей Матвеев, глобальная цель проекта — найти методы повышения эффективности проектирования и доводки двигателей, в частности, авиационных газотурбинных. Но сама методология исследования может быть использована в самых разных отраслях — от теплоэнергетики до двигателей внутреннего сгорания. Главное — качественное моделирование экологических характеристик двигателя", — пояснил Сергей Матвеев.
Для проведения расчетов ученые задействовали мощности суперкомпьютеров, кроме того в Самарском университете во взаимодействии с коллегами из Швеции и Голландии была создана специальная установка "Heat Flux" по определению нормальной скорости распространения пламени, в мире существует всего несколько подобных установок. На "Heat Flux" была проведена большая часть экспериментальных работ.
По словам профессора Александра Коннова, разработанная учеными химическая модель горения смеси керосина и различных биотоплив позволит найти оптимальный вариант топливных смесей, обладающих всеми необходимыми свойствами керосина, но включающих в себя биотопливо.
Для проведения расчетов ученые задействовали мощности суперкомпьютеров, кроме того в Самарском университете во взаимодействии с коллегами из Швеции и Голландии была создана специальная установка "Heat Flux" по определению нормальной скорости распространения пламени, в мире существует всего несколько подобных установок. На "Heat Flux" была проведена большая часть экспериментальных работ.
По словам профессора Александра Коннова, разработанная учеными химическая модель горения смеси керосина и различных биотоплив позволит найти оптимальный вариант топливных смесей, обладающих всеми необходимыми свойствами керосина, но включающих в себя биотопливо.
"Эту модель смогут использовать инженеры, которые занимаются разработкой авиадвигателей. Они будут включать эту модель в свои расчеты, чтобы правильно рассчитывать рабочий процесс в камерах сгорания, их эффективность и т.д. Мы обеспечим их нашей химической моделью, а они будут разрабатывать уже конкретные устройства", — заключил ученый.
Вопрос поиска новых видов топлива для авиации с каждым годом становится все более актуальным. В качестве будущей альтернативы авиационному керосину все чаще рассматривается биотопливо, то есть, топливо, изготавливаемое, например, из растительного сырья или из органических отходов промышленности. В отличие от нефтепродуктов, такой вид топлива более экологичен, от него меньше вредных выбросов в атмосферу, кроме того, биотопливо дешевле и производится из возобновляемых материалов. Так, согласно данным из открытых источников, стоимость литра биоэтанола на автомобильной заправке в Бразилии, в среднем, ниже 50 центов США при себестоимости 15-25 центов. А стоимость литра авиакеросина в российских аэропортах, в среднем, около 80 центов, и это без учета НДС. Однако полностью заменить авиационный керосин биотопливом пока не представляется возможным, хотя такие изыскания в настоящее время и ведутся.
Вопрос поиска новых видов топлива для авиации с каждым годом становится все более актуальным. В качестве будущей альтернативы авиационному керосину все чаще рассматривается биотопливо, то есть, топливо, изготавливаемое, например, из растительного сырья или из органических отходов промышленности. В отличие от нефтепродуктов, такой вид топлива более экологичен, от него меньше вредных выбросов в атмосферу, кроме того, биотопливо дешевле и производится из возобновляемых материалов. Так, согласно данным из открытых источников, стоимость литра биоэтанола на автомобильной заправке в Бразилии, в среднем, ниже 50 центов США при себестоимости 15-25 центов. А стоимость литра авиакеросина в российских аэропортах, в среднем, около 80 центов, и это без учета НДС. Однако полностью заменить авиационный керосин биотопливом пока не представляется возможным, хотя такие изыскания в настоящее время и ведутся.
Я чет не врубаюсь. Все свалили в кучу. При чем здесь топливо в Бразилии и авиационный керосин? Биотопливо в Бразилии это бензин с 5-10% содержанием этанола. Вы разницу между авиационным керосином и бензином вообще знаете? Вы понимаете что авиадвигатель это по сути вообще то дизель, а не карбюратор или инжектор? А вы знаете что будет если в свою бензиновую машину вы зальете биобензин? Расход у вас возрастет процентов на 10-20 и быстренько сдохнет топливная.
Я так полагаю, что ответили мне, но промахнулись кнопочкой?
Поясняю: я рассматривал проблему биотоплива в общем, а не только в контексте статьи.
И - эти общие проблемы, соответственно, также будут актуальны и для этой ситуации с авиационным топливом.
Да, каюсь: я, как-то не обозначиил сей момент, полагая что по контексту комментария будет ясно, о чём идёт речь.
Авиадвигатель - это, по сути, дизель? Да вы шо, серьёзно?!
Я-то, грешным делом, думал, что на большинстве современных самолётов используются газотурбинные двигатели различных конструкций. Которые уж точно не похожи ни на какие классические бензиновые или дизельные двигатели.
Каждый двигатель настроен на свой вид топлива. В двигатель, который эксплуатируется на чистом бензине, без предварительной перенастройки нельзя лить биотопливо.
А вот из-за чего топливная-то сдохнет, это уже интересно?
Возможно, что из-за того, что спирт тянет воду, срок службы топливной системы несколько сократится. Но, не уверен, что прям намного. В бензине, который, вроде как, с водой не смешивается, тоже эта самая вода есть.
Проблема современного "биотоплива" в том, что в массовых решениях добавка этого самого "био-" в топливо действительно исчисляется процентами.
То есть, такими темпами экологические проблемы не очень получается решить.
Да, такая смесь этанола с бензином или дизелем чуть "экологичнее", чем просто бензин или дизель.
Но, проблем с таким топливом тоже немало. Например - сокращённый срок хранения биотоплива (не более 3 месяцев для биодизеля, например).
Лучший, по-моему, выход (до тех пор пока у нас не будет действительно емких, безопасных и экологически чистых аккумуляторов и чистого производства электроэнергии) - это полный переход на чистый этанол в качестве топлива. И, это уже кое-где внедряется.
Переделки уже существующих двигателей внутреннего сгорания тут нужны будут минимальные: вроде перенастройки впускной системы и оснащения двигателя системой подогрева для пуска в холодное время года.
Но - тут основная проблема в получении достаточного количества этанола. Идея получения этанола из сельскохозяйственных культур, которая применяется сейчас - это очень плохая идея.
В данный момент разрабатывается идея получения этанола из водорослей. И подвижки уже есть.
Интересно, исследователи в курсе ,что гнать спирт можно в принципе из любой органики? Вплоть до отходов животноводства.
Из любой да не из любой.
Для того, чтобы получить большое количество спирта, в сырье нужно большое количество простых сахаров. Для этого, кроме культур, которые непосредственно содержат сахар (такие как сахарная свекла или тростник) больше всего подходят культуры, имеющие большое количество крахмала: кукуруза, зерновые, картофель.
Крахмал в них легко и дёшево пощепить на простые сахара.
В отходах животной жизнедеятельности большое количество целлюлозы, которую труднее расщепить на мономеры.
Да, гидролизный спирт из целлюлозы тоже делают (например, из опилок).
Но, насколько помню, он получается дороже, чем спирт из сахаросодержащих или крахмалсодержащих продуктов.
Фишка же в применении водорослей в том, что учёные создали (именно создали) бактерию, которая расщепляет альгинаты, в большом количестве находящиеся в водорослях, прямо до простых сахаров.
А что, биотоплива у нас в избытке?
Возобновляемый ресурс, плюс можно больше вырастить, в ущерб животноводству вообще без проблем, просто повысить цены на мясо, чтоб увеличить спрос на растительную пищу и проблема решена
У парня на фото такая довольная физиономия, как будто весь этанол был принят внутрь.
Лишь бы не керосин.