Аз ще си размишлявам тук на глас, пък който иска да взима участие.
За сега се фокусирах над най-лесният вариант: бутален двигател с въздух под налягане.
Първият въпрос е колко налягане е необходимо да има в цилиндрите, за да се движи прилично една класическа колата. Понеже нямам технически данни на ДВГ ще го пресметна ориентировъчно:
Буталото засмуква горивна смес и приемам, че в края на засмукването налягането в цилиндъра е 1 атм. След това буталото се качва нагоре към горна мъртва точка (ГМТ) и компримира сместта до към 9-10 атм (това поне е известно и всички сме чували). Нека е 10 атм. След това се запалва и температурното разширение избутва буталото надолу. Колко обаче е тогава налягане? Приемам, ей така условно, че температурата в цилиндъра е около 600 градуса (над тази температура стоманата ще започне да свети в червено) или около 900оК. Понеже при тези температури газа наподобява идеален газ може да ползваме уравннението за идеален газ и да пресметнем налягането. Тия 900оК са около 3,3 пъти повече от 273 и следователно повишават също около 3,3 пъти налагането, т.е. ако е било 10 атм налягането то ще станат 33 атм. Нега го приемем за 30атм. Това е, когато буталото е в ГМТ. В ДМТ, когато обема е максимален, ще трябва да е около 3,3 атм (по-горе писах, че разликата в налягането при ДМТ и ГМТ е около 10 пъти).
И това е без да се смятат охлаждането на газовете от извършването на работата. Значи, може да обобщим, че налягането в цилиндъра се мени от 30атм (в момента на запалване, ГМТ) до 3-4 атм в ДМТ.
Това показва, че ако имаме бутилка от 300 атм сгъстен въздух, то налягането е предостатъчно и би движело мотора поне до спадане на налягането в бутилката на 30 атм.
Втория въпрос е колко въздух би ни трябвало за пробег от 100км. Ще е доста трудно да го сметна по схемата: площ на бутало, налягане, въртящ момент и пр., затова сметнах колко литра са работните (отработените) газове на един ДВГ с разход 10л пропан (лесно се смята с него, понеже формулата му е ясна) на 100км. Работното тяло са именно изгорелите газове, а движещата сила е налягането на тези газове в цилилндъра. Не е от значение начина, по който се получава високото налягане. При компримиран въздух налягането е повишено предварително извън мотора, а при ДВГ повишаването на налягането на газовете е от повишаването на температурата. Макар че при горенето на повечето горива се отделят повече молове газове, от колко са моловете на горивната смес и това допълнително увеличава налягането. Ако се гори обаче метан, моловете на горивната смес са равни на моловете на получените при горенето газове.
И така, пресмятайки продуктите от пълно изгаряне, ако горивото е пропан и разходът е 10л/100км се отделят около 70157 литра газове (смес от СО2, Н2О и атмосферен N2). Ако си представим фигуративно, че тези работни газове автомобила си ги носише в бутилка с налягане 300атм, то тази бутилка трябва да е 234 литра.
Същото се отнася и за двигател със сгъстен въздух. Ако искаме пробегът му да е 100км бутилката му трябва да е 234л при 300 атм, което хич не е малко.
За да намалим обема на бутилката трябва въздухът в нея да е вкаран в течно състояние. Понеже не ми се смята за въздух ползвах за сметките течен азот. Грешката няма да е много голяма. И така, ако течният въздух е течен азот с плътност 800г/л бутилката за 100км пробег ще трябва да е около 110л.
Е, стига толкова за днес :)
Когато "ветровете" са бурни, има опасност да попадне "песъчинка" в окото ни.
|