Ионные топлива

Ионизация, 153 167 Ионные топлива, 65 Испарение капель, 408—411 Испарительное охлаждение, 457—461 Испытательный стенд, 523—532 Исходная температура, 168 Исходное давление, 168 Исходный химический состав, 168 [c.786]

Современные химические топлива позволяют получать скорости истечения газа из сопла реактивного двигателя порядка 2—2,3 км/сек. Создание ионного и фотонного двигателей позволит значительно увеличить эту скорость. Другой путь увеличения скорости ракеты в конце горения связан с увеличением так называемой массовой, или весовой, отдачи ракеты, т. е. с увеличением числа Z. В современных многоступенчатых ракетах число Z может быть довольно большим. [c.513]

Современные химические топлива позволяют получать скорости истечения газа из сопла реактивного двигателя порядка 2—2,3 км/с. Создание ионного и фотонного двигателей позволит значительно увеличить эту скорость. Другой путь увеличения скорости ракеты в конце горения связан с увеличением так называемой массовой, или весовой, отдачи ракеты, т. е. с увеличением числа 2, что достигается рациональной конструкцией ракеты. Можно значительно увеличить массовую отдачу ракеты Л 1 /Л1р путем применения м н и г и с т у п е н ч а т о й ракеты, у которой пос.яе израсходования топлива первой ступени отбрасываются баки и двигатели от оставшейся части ракеты. Так происходит со всеми баками и двигателями уже отработавших ступеней ракеты. Это значительно повышает число Циолковского для каждой последующей ступени, так как уменьшается Л1р за счет отброшенных масс баков и двигателей. [c.539]

В качестве рабочего тела в рассматриваемом случае могут быть использованы, например, продукты сгорания топлива. Однако, поскольку они и при высоких температурах не обладают достаточной электрической проводимостью, ее приходится увеличивать или, другими словами, повышать степень ионизации газов присадкой к ним небольшого количества ( 1%) щелочных металлов (калия, цезия и др.). Наилучшие результаты можно получить при применении плазмы, являющейся нейтральной смесью ионов, электронов и нейтральных частиц (квази-нейтральной средой) при очень высоких температурах. [c.468]

Солнечная энергия. Количественная оценка энергии Солнца, достигающей Земли, — весьма популяр иос начало различных дискуссий по энергетике, а потому приведем несколько примеров такого рода оценок. Сто лет назад человечество потребляло ископаемое топливо на уровне одной миллионной от общего потока солнечной энергии, достигающего поверхности Земли, сегодня эта величина составляет одну десятитысячную.. . (Л. Дж. Кларк). Поток солнечной энергии, падающей на Землю, составляет 2-10 Вт (Д. Ион). Величина солнечной энергии, в течение года достигающей Земли, приблизительно равна 6,55-102 Дж. . . . Другие источники подтверждают эти факты. Ресурсная база Солнца громадна, но пока еще имеет очень ограниченное применение, а ее оценки разными авторами неодинаковы по форме и содержанию. [c.18]

Известно, что ионизация атомов начинается при температурах вещества порядка 10 К. Образующуюся смесь положительно (ионов) и отрицательно (электронов) заряженных частиц с нулевым общим электрическим зарядом называют плазмой. По мере увеличения температуры степень ионизации плазмы увеличивается до тех пор, пока все электроны не покинут ядра, т. е. пока не образуется полностью ионизированная плазма. В термоядерном топливе такое состояние достигается при относительно малых температурах ( 10 К). Так, для атома водорода, в котором всего один электрон, энергия ионизации составляет 13,6 эВ. [c.153]

В частности, пористые металлокерамические материалы из сферических порошков находят применение в химическом машиностроении при изготовлении электродов и диафрагм [25], а также в качестве катализаторов и носителей катализаторов [26]. Применение пористых металлокерамических материалов дало возможность разработать действующие модели устройств по прямому преобразованию топлива в электроэнергию ( топливные элементы ) [27, 28, 29]. Имеются сообщения о применении пористого вольфрама для ионизации щелочных металлов в конструкциях ионных движителей космических ракет [30, 31]. [c.57]

Зола углей Экибастузского месторождения (четвертая группа топлив) не содержит легко растворимых веществ, вследствие чего воды ГЗУ на таких ТЭС мало минерализованы. Но все без исключения топлива содержат фториды, ванадий, мышьяк, а некоторые также ртуть, бериллий, германий и другие элементы. Поэтому осветленные воды ГЗУ практически всегда содержат ионы фтора и соединения других перечисленных выше элементов. Концентрация фтора, например, во многих водах оборотных ГЗУ достигает 50-70 мг/л. Содержание мышьяка обычно гораздо ниже и не превышает 0,5— 1,0 мг/л. Такова же в большинстве случаев концентрация соединений ванадия. [c.187]

К. п. д. топливного элемента падает в результате поляризационных потерь. Концентрационная поляризация — изменение концентрации ионов вблизи электродов, активационная (химическая) поляризация обусловлены малой скоростью протекания процессов активации топлива и окислителя на поверхности электродов. [c.115]

Разрабатывают новые схемы форсунок с распыли-ванием топлива в результате действия электрического заряда. Сообщить заряд топливу можно несколькими способами индуктивным, способом захвата электронов или ионов при прохождении струи или капель через коронный разряд и контактно-передаточным. В зависимости от способа заряда топлива изготовлены и испытаны форсунки различных конструкций, однако широкого распространения они пока не получили. [c.11]

Технол. применения плазмы обеспечиваются дву.чя её качествами. Во-первых, в плазме могут быть достигнуты гораздо более высокие темп-ры, чем в горелках на хим. топливе, поэтому плазма является отличным теплоносителем во-вторых, в плазме образуется много ионов, радикалов и разл. химически активных частиц, поэтому в плазме или с её помощью можно провести хим. процессы в объёме или на поверхности, имеющие практич. значение. [c.354]

Для проверки возможности использования в качестве сушильного агента непосредственно топочных газов в опытах по сушке раствора хлористого кальция проводился химический анализ исходного и конечного продуктов. В качестве топлива применялся низкосортный тракторный керосин. Изучение результатов химического анализа продукта на прирост содержания ионов SO4 и Fe показывает, что в большинстве опытов кондиции сухого продукта соответствуют техническим условиям (1-й сорт). [c.226]

Топливные элементы Преобразование химической энергии в электрическую возможно с помощью электрохимических генераторов — топливных элементов (ТЭ). В ТЭ химическая энергия подаваемых в элемент реакционно-способных веществ в результате электрохимических реакций окисления вещества, служащего топливом, и восстановления вещества, являющегося окислителем, преобразуется в электрическую энергию расходуемые активные элементы непрерывно подводятся извне и это обеспечивает непрерывную работу ТЭ. Принцип действия ТЭ следующий. В сосуде с электролитом помещаются два электрода— анод и катод. К поверхности анода непрерывно подводится восстановитель-топливо, а к поверхности катода — окислитель. Электрод, контактирующий с восстановителем-топливом, принимает более отрицательный потенциал по сравнению с электродом, находящимся в контакте с окислителем. При замыкании внешней цепи по ней потечет электрический ток, а на границах электрод—электролит будут происходить электрохимические реакции, приводящие к передаче электронов от электрода к электролиту или обратно. В электролите электрический ток возникает вследствие перемещения ионов от одного электрода к другому. [c.279]

Из исходных веществ В и Ок получается тот же продукт В Ок , что и при химической реакции горения, однако в ТЭ возникает электрический ток, т.е. химическая энергия превращается в электрическую. Для осуществления процессов суммарной реакции (9.11), необходимо отделить окислитель от восстановителя, обеспечить направленное движение ионов и электронов. Эти функции выполняет ТЭ на одном из электродов ТЭ — аноде происходит электрохимическое окисление топлива (рис. 9.43), на втором — катоде электрохимическое восстановление окислителя. [c.528]

Ниже рассматриваются отдельные задачи о перелетах между эллиптическими орбитами в ньютоновом гравитационном поле. В случае двигателя большой тяги и незакрепленного времени полета решение оптимальной задачи дает абсолютный минимум расхода топлива. Для двигателей малой тяги с ограниченной мощностью абсолютный минимум расхода топлива стремится к нулю, но время полета при этом должно быть бесконечно. Поэтому обсуждаемые здесь перелеты с двигателями малой тяги соответствуют асимптотическим решениям оптимальной задачи, когда время полета становится очень большим. Например, перелеты между орбитами спутников Земли представляют ограниченный интерес, так как из-за весьма малого ускорения от тяги ионного двигателя продолжительность перелета будет довольно большой. [c.164]

Характерной особенностью расчетов [12] в отличие от 11] является широкое использование ионов в растворах вещества отсчета. Химическая эксергия топлива [c.31]

В МГД-генёраторе, как описано выше, электрический Ток производится потоком ионизованного газа (плазмы), направленным поперек магнитного поля. Отрицательные и положительные заряды в магнитном поле отклоняются в разные стороны и направляются каждый на свой электрод. Между электродами образуется разность потенциалов, и при замыкании внешней цепи возникает электрический ток. Для получения ионов топливо сжигается при ЗОООК в специальной камере, в которой для облегчения возникновения ионов к нему добавляются соли калия или цезия. Так как большая доля энергии превращается при этом все же в тепло, то в случае МГД-генератора не вполне можно говорить о непосредственном превращении химической энергии в электрическую. Температура газа, отработанного в МГД-генераторе, составляет 2000К. Используя его по обычной схеме, турбина вырабатывает еще примерно столько же электроэнергии, сколько производит МГД-генератор. Поэтому сравнительно высокий коэффициент полезного действия всей установки (50-бОУо) достигается с помощью двухступенчатого процесса. [c.184]

Лиофобные или лиофильные свойства проницаемых материалов в сочетании с малым диаметром пор обеспечивают достаточно эффективную сепарацию парожидкостной смеси, что особенно важно, например, для забора топлива из баков в условиях невесомости. На этом же принципе основана работа трубчатого испарителя для получения паров ртути в ионном двигателе. Пористая вставка из вольфрама внутри молибденовой трубки нагревается размещенным на ее внешней поверхности электрическим нагревателем. Жидкая ртуть под давлением подается в пронш,аемую вставку и испаряется. Вставка одновременно выполняет роль парожидкостного сепаратора, препятствуя протоку сквозь нее жидкой ртути. В том случае, когда жидкость смачивает нагреваемую пористую матрицу, на ее выходную поверхность для исключения прорыва жидкости и получения сухого пара помещают слой проницаемого лиофобного материала, например фторопласта. [c.16]

В 1824 г. Хэмфри Дэви [2], основываясь на данных лабораторных исследований в соленой воде, сообщил, что медь можно успешно защитить от коррозии, если обеспечить ее контакт с железом или цинком. Он предложил осуществлять катодную защиту медной обшивки кораблей с использованием прикрепленных к корпусу жертвенных железных блоков при соотношении поверхностей железа и меди I 100. При практической проверке скорость коррозии, как и предсказывал Дэви, заметно уменьшилась. Однако катодно защищенная медь обрастала морскими организмами в отличие от незащищенной меди, которая образует в воде ионы меди в концентрации, достаточной для уничтожения этих организмов (см. разд. 5.6.1). Так как обрастание корпуса уменьшает скорость судна во время плавания. Британское Адмиралтейство отвергло эту идею. После смерти X. Дэви в 1829 г. его двоюродный брат Эдмунд Дэви- (профессор химии Королевского Дублинского университета) успешно защищал железные части буев с помощью цинковых брусков, а Роберт Маллет в 1840 г. специально изготовил цинковый сплав, пригодный для использования в качестве жертвенных анодов. Когда деревянные корпуса судов были вытеснены стальными, установка цинковых пластин стала традиционной для всех кораблей Адмиралтейства . Эти пластины обеспечивали местную защиту, особенно от усиленной коррозии, вызванной контактом с бронзовым гребным валом. Однако возможность общей катодной защиты морских судов не изучалась примерно до 1950 г., когда этим занялись в канадском военно-морском флоте [3]. Было показано, что при правильном применении препятствующих йбрастанию красок и в сочетании с противокоррозионными красками катодная защита кораблей возможна и заметно снижает эксплуатационные расходы. Катодно защищенные, а следовательно, гладкие корпуса уменьшают также расход топлива при движении кораблей. [c.216]

Если топливо — металл и Hj, то при их соединении образуется гидрид (гидридные ТЭ), выделяется электрическая энергия и некоторое количество неиспользуемого тепла. Металлическим электродом может быть литий, натрий, калий, рубидий, цеаий, кальций, стронций или барий. Электролит должен быть солью данного металла и содержать небольшое количество его ионов. Водородный электрод — сетка из нержавеющей стали или пористые пластинки из никеля. В случае применения, например, лития, на металлическом электроде протекает реакция Li° Li + —>- е , а на водородном Н2 + Ze - 2Н . Разложение гидрида может происходить как внутри реактора, так и вне его. В первом случае [c.148]

В электрохимическом элементе (рис. 5.1) на одном из электродов (аноде) вещество, служащее топливом, отдает электроны, а на втором электроде (катоде) происходит восстановление (поглощение) электронов веществом-окислителем. Между электродами находится электролит, обеспечивающий перемещение ионов от одного электрода к другому, а перенос электронов между электродами осуществляется по внешней цепи. Электрической батареей называется комбинация включенных параллельно или последовательно двух или более электрохимических элементов. Батареи можно условно разделить на первичные и вторичные в зависимости от того, носят ли ионные реакции обратимый характер или нет. Батареи являются удобными накопителями энергии, которые в течение короткого периода времени могут поддерживать довольно большой ток при сравнительно стабильном иапря->><епин. Они отличаются компактностью, про- [c.87]

В элементе Бэкона реакционная способность активных веществ увеличивается путем повышения рабочих температур и использования катализаторов. Улучшения работы топливного элемента можно добиться также подбором нового топлива. Был разработан топливный элемент, в котором нспользуется весь метановый ряд углеводородов. В этом элементе, работающем при температуре около 1000°С, из топлива получают ионы водорода [c.93]

Для того чтобы топливные элементы стали экономически конкурентоспособны до сравнению с другими системами производства элек троэнергии, необходимо найти решение целого ряда технических проблем. Потребуется найти более эффективные и более дешевые катализаторы электрохимических реакций, не вступающие в побочные реакции с топливом, либо окислителем, получить электролиты с высокой ионной проводимостью при умеренных температурах, которые, кроме того, не будут вызывать коррозию, и, наконец, разработать методы переработки дешевых природных ресурсов в топливо для топливных элементов. Представляется интересным и даже перспективным исследовать возможность биохимического разложения мусора и опилок с помощью микроорганизмов для производства топлива. [c.93]

В книге ироф. Д. Иона, предлагаемой в переводе советским читателям, привлекает широта охвата и системность исследования проблемы. Автор рассматривает весь перечень первичных энергоресурсов — от ископаемого топлива и гидроэнергии до таких нетрадиционных, как нефтеносные песчаники, солнечная, приливная, геотермальная энергии. Каждый из этих энергоносителей освещен автором по последовательной методологической схеме (анализ наличия их в природе, геологическая разведка, добыча, переработка, транспортирование и потребление энергетического сырья). [c.6]

При удовлетворительном сгорании природного газа состав нагретой в контактных экономайзерах воды практически не меняется, за исключением увеличения содержания углекислого газа, и как следствие этого, значительного понижения концентрации водородных ионов pH, что может повысить коррозионную активность воды. Одновременно в воде уменьшается содержание свободного кислорода и взвешенных частиц, что является благоприятным фактором. При схеме водоподготовки, включающей известкование, содержание углекислого газа может быть доведено до нуля, а вода, нагретая в контактных экономайзерах, может быть использована для питания котлов низкого и среднего давления. При сжигании серосодержащего топлива возникает опасность сернокислотной коррозии как водяных, так и газовых трактов Поэтому установки изготавливают из коррозпестойкпх материалов, предусматривают систему нейтрализации кислот, систему циркуляции воды выполняют двухконтурной, повышают температуру точки росы газа, например байпасированием. Контактные экономайзеры в целом увеличивают коэффициент использования топлива на 10—20 %, что и является их основным достоинством, [c.152]

Сверхбыстродействующие системы VT с ииерциальным удержанием. Трудности, связанные с магн. удержанием плазмы, мож1 о, в принципе, обойти, если сжигать термоядерное горючее за чрезвычайно малые времена, когда нагретое вещество не успевает разлететься из зоны реакции. Согласно критерию Лоусона, реализация УТС при таком способе сжигания может быть достигнута лишь при очень высокой плотности рабочего вещества. Чтобы избежать ситуации термоядерного взрыва большой мощности, нужно использовать очень малые порции горючего исходное термоядерное топливо должно иметь вид небольших крупинок (диам. неск. мм), приготовленных из смеси твёрдого дейтерия и трития, впрыскиваемых в реактор перед каждым его рабочим тактом. Гл. проблема заключается в быстром подведении необходимой анергии для разогрева крупинки горючего. Решение этой проблемы возлагается на применение лазерного излучения (см. Лазерный термоядерный синтез) или интенсивных сфокусированных пучков быстрых заряж. частиц. Исследования в области УТС с применением лазерного нагрева были начаты в 1964 использование пучков тяжёлых и лёгких ионов находится на ещё более ранней стадии изучения (см. Ионный термоядерный спитез). [c.232]

Существует ряд явлений, родственных Э., в к-рых перенос носителей заряда осуществляется не электрич. полем, а градиентом темп-ры (см. Термоэлектрические явления), звуковыми волнами (см, Акустоэлектрический эффект), световым излучением (см. Увлечение электронов фотонами) и т. п. Э. жидкостей, газов и плазмы обладает рядом особенностей, отличающих её от Э. твёрдых тел (см. Электрические разряды в газах, Электрический пробой. Электролиз). Э. М. Эпштейн. ЭЛЕКТРОРАКЁТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ (электрореактивные двигатели, ЭРД)—космич. реактивные двигатели, в к-рых направленное движение реактивной струи создаётся за счёт электрич, энергии, Электроракетная двигательная установка (ЭРДУ) включает собственно ЭРД, систему подачи и хранения рабочего вещества и систему, преобразующую электрич. параметры источника электроэнергии к номинальным для ЭРД значениям я управляющую функционированием ЭРД, ЭРД—двигатели малой тяги, действующие в течение длит, времени (годы) на борту космич. летательного аппарата (КЛА) в условиях невесомости либо очень малых гравитац. полей. С помощью ЭРД параметры траектории полёта КЛА и его ориентация в пространстве могут поддерживаться с высокой степенью точности либо изменяться в заданном диапазоне. При эл.-магн. либо эл.-статич. ускорении скорость истечения реактивной струи в ЭРД значительно выше, чем в жидкостных или твердотопливных ракетных двигателях это даёт выигрыш в полезной нагрузке КЛА. Однако ЭРД требуют наличия источника электроэнергии, в то время как в обычных ракетных двигателях носителем энергии являются компоненты топлива (горючее и окислитель). В семейство ЭРД входят плазменные двигатели (ПД), эл.-хим. двигатели (ЭХД) и ионные двигатели (ИД). [c.590]

Фильтрация играет важную роль в производственных процессах многих отраслей промышленности (химической, нефтяной, фармацевтической и др.), саязанных с переработкой и очисткой от загрязнений жидкостей и газов, регулированием их давления и пр. Фильтры необходимы в медицине, при очистке воды, улавливании пыли, при очистке топлива, в измерительной технике и т.п. Развитие атомной энергетики и ракетной техники потребовала создания пористых материалов для тонкой очистки жидкометаллических и газообразных теплоносителей, пороховых газов, масел гидросистем высокого давления, для ионизации металлических паров в ионных ракетных двигателях и т.п. [c.68]

Разработка новых покрытий для суперсплавов будет активно продолжаться н в будущем. Вероятно, более интенсивно будут вестись работы по созданию надежных ТЗБП для лопастей турбинных лопаток. В связи с постоянным повышением рабочих температур турбин будут требоваться все более стойкие к окислению покрытия со все более высокой термоусталостной прочностью, а появление больших стационарных турбин, потребляющих извлекаемое из угля топливо, может потребовать создания вообще новых типов покрытий. Будут развиваться новые технологические процессы, такие как лазерное оплавление и плакирование или ионная металлизация распылением, но в то же время методы физического осаждения из паровой фазы с испарением электронным пучком, плазменного напыления при низком давлении и нанесения алюминидов диффузионным осаждением из засыпок, вероятнее всего, останутся основными промышленными процессами нанесения покрытий. [c.121]

Фенолоформальдегидные смолы, армированные полиамидными волокнами, были первыми материалами, использованными в качестве абляционной теплозащиты головных частей ракет и возвращаемых космических аппаратов. В американском патенте [7] описан абляционный материал на основе эпоксидно-кремнийоргани-чеокого связующего и кварцевых волокон, предназначенный для теплозащиты головных частей ракет, не образующей в процессе абляции ионов, нарушающих системы управления. Британский патент [8] содержит описание пожарнобезопасных топливных баков самолетов, заполненных пенопластом с открытыми порами таким образом, что только 10—15% пространства баков остается свободным. Топливо, в котором набухает пенопласт, не вытекает из бака при его повреждении. Полиэфирные стеклопластики и пено-полиуританы были использованы для изготовления макета в натуральную величину англо-французского тренировочного истребителя Ягуар для показа на открытом воздухе. Реальный истребитель стоит около 1,5 млн. фунтов стерлингов. [c.418]

Дистилляцией называют метод водоиодготовки, применяемый для получения воды высокого качества в особых случаях, а именно 1) когда единственным источником водоснабжения является море иутем дистилляции можно получить пресную воду для всех сетей хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для питания паровых котлов 2) когда дистилляция служит наиболее удобным методом получения пресной воды на морских судах объясняется это тем, что вес топлива, необходимого для осуществления этого процесса, меньше веса пресной воды, которую нужно было бы взять на судно 3) когда для котлов высокого давления требуется питательная вода очень высокой степени чистоты дистилляция в этих условиях является одним из двух практически целесообразных способов водоиодготовки (наряду с ионным обменом). [c.150]

Применение ингибиторов весьма широкое. Они используются для создания стойких покрытий и химических веществ, связывающих кислород или другие ионы. Ингибиторы служат в качестве добавок в композиции для создания покрытий, в циркулирующих водных системах, операциях подготовки и очистки нефти. Их вводят в топлива, масла, смазки, строительные материалы. Обширное количество ингибиторов разработано для узкоспецифичных процессов. [c.8]

Необходимо иметь е виду, что состав атмосферных осадков в промышленных районах может сгльно меняться в сторону увеличения общего содержания минеральных неществ и в особенности сульфат- и сульфит-ионов за счет серы, поступающей в атмосферу при сжигании каменного угля. Каменный уголь, сжигаемый повсеместно, содержит от 3 до 2% серы. Сгорая, он, наряду с углекислым газом, образует сернистый газ. Оценивая среднегодовое потребление каменного угля на земном шаре в 10 т, предполагают, что в атмосферу таким путем попадает в год около 20 млн. т сернистого газа [145]. Поданным другой работы [148], на каждые 100 ООО кет использованной мощности городскими источниками, работающими даже на высокосортнол топливе, например донецком угле, в воздух выбрасывается за сутки до 95 т сернистого газа м АТ т золы. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...