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[原创] 气动汽车真的环保吗?

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 楼主| 发表于 2009-11-1 06:06:41 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2009-11-1 07:49 编辑
“即便充分考虑不可逆因索的影响,液氮的比输出功也远大于蓄电池的比输出功.”《浙江大学学报:工学版》
2006年第40卷第11期
小高 发表于 2009-10-31 21:45

液氮更加问题多多。
液氮必须储存在零下170摄氏度的环境下,在外界常温条件下储存和运输时,必须使用保温性能好的杜瓦瓶盛装,而且储存时间不长。很难想像汽车加满液氮之后,不管是否需要外出,几个小时之内都必须将液氮消耗掉。这样的汽车谁能用?
其实人们选择汽车作为交通工具,就是为了方便和快捷,很难想像你临时有事需要外出,却先要找拖车公司将你的汽车拖到液氮充注站,然后再掏出计算器计算你预计到某地办事需要加注多少液氮(显然,多了也浪费),然后.....:lol

至于说“液氮的比输出功也远大于蓄电池的比输出功”,需要研讨。他计算的恐怕是液氮本身的重量,而没有计算液氮储罐的重量。储罐的重量有时候比液氮自身还大。而液氮每公斤能放出多少能量,我在下面的帖子中参考你给的链接做了分析。
 楼主| 发表于 2009-11-1 06:08:53 | 显示全部楼层
但愿他们成功。要是在制造锂电池的过程中。没有污染。及很少污染才好。这只是说在研究阶段,与使用中的锂电池。没有达到这标准。我见过报到说:锂电池发生过爆炸。还炸死过人。
laoztou 发表于 2009-10-31 21:12

不错,锂电池的安全性是目前没有上电动车的最大原因。所以目前电动汽车电池以容量没有锂电大的镍氢为主。
老先生这种认真考证态度是应该提倡的。
 楼主| 发表于 2009-11-1 06:28:02 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2009-11-1 07:37 编辑

你给的链接的楼主,很多观点和数据不是已经被否定了吗?比如液氮做功能力:

以华盛顿大学的液氮汽车研究为例,LN2000配有一个容积约为90L的低温容器用于存放液氮,膨胀前压力约为1.03MPa,驱动约11kW的活塞式
  发动机。行驶过程中系统的燃料效率较低,约为85m/L,行驶速度也只有约35.4km/h。从实用角度看,液氮汽车功率较小,行驶速度慢,且运行不稳定。同时,液氮汽车还存在以下问题[5]:
  1)仅依环境温度作为热源,换热速度慢;
  2)换热器表面容易结霜;
  3)对周围空气环境依赖性大。
  -----------------引用的分割线-----------------------
  华盛顿大学的汽车,85m/L,合100km需要液氮1176L,与你所说的400kj/kg甚至600kj/kg相差非常大.此外,根据"液氮 — 斯特林联合循环的理论分析 周哲,杨俊,陈献春,董军"里面的计算,直接膨胀做功理论值309kJ/kg,联合循环理论做功568kJ/kg.

完全达不到他估计的600千焦/千克。
 楼主| 发表于 2009-11-1 06:54:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2009-11-1 08:08 编辑

那位爱好者的计算很成问题,举几个例子说:
“现在假设我们的热机可以最大限度地转换机械能,我们来计算一公斤液氮汽化能够产生多少机械能。设大气温度为27摄氏度,也就是绝对温度300K,液氮的绝对温度是77K,从大气中吸收的热量为Q,输出的机械能是W,Q – W是液氮的汽化热,=198。于是我们有了第一方程式:Q – W=198。最大机械能的计算公式给出了第二方程式:W=Q(300-77)/300. 解方程得W=573,Q= 771。汽化后的氮气也可以靠着与大气的温差输出机械能,其计算比较复杂,对于27摄氏度的大气,输出的机械能最多165千焦耳。因此,1公斤液氮最多可以产生738千焦耳的机械能。这是一个临界值,说明制造1公斤液氮所需要的能量一定大于738千焦耳。”
==========
错。
他用第二方程式:W=Q(300-77)/300来计算,明显是反用卡诺公式,这是完全不行的。因为这是理论值,而实际上任何热机都不可能达到卡诺效率。
以与液氮发动机类似的蒸汽轮机算一下吧。1998年,最早投入运行的超超临界机组安装在丹麦的Nordjyllands发电厂,由丹麦BWE公司设计生产,发电效率创造了新的世界记录,达到47%,其其机组参数为400MW,28.5MPa/580 ℃/580 ℃/580 ℃。
先说一下580 ℃/580 ℃/580 ℃是什么意思,就是采用二次再热,每次再热蒸汽温度都与初始蒸汽一样,是580℃。
它采用附近的海水冷却,冷凝温度大约是30度。如此,我们计算一下其实际热效率是卡诺效率的百分之多少。
其卡诺效率为(853-303)/853=64.48%,所以其实际效率仅为卡诺效率的47/64.48=72.8%。
了解蒸汽轮机的,就不会不知道二次再热和多级抽汽回热系统是多么的复杂。显然,在汽车上使用如此复杂的系统是不可能的。
一般的蒸汽轮机,亚临界参数的,蒸汽温度528度,一次再热,多级抽汽回热,热效率大约是38%左右。以此计算,其卡诺效率大约是62.6%,实际热效率是卡诺效率的60.7%。

目前热机里面效率最高的就是超长行程二冲程增压柴油机,最好的热效率能达到56%。考虑到柴油机最高循环温度大约2200K,卡诺效率约86.4%,则此发动机能够达到卡诺效率的64.8%。
应该注意到,超长行程二冲程增压柴油机实际上是一种复合动力装置,而且为了提高热效率,采用了很多特殊手段,比如米勒循环。

所以,“因此,1公斤液氮最多可以产生738千焦耳的机械能。”完全是站不住脚的。
他自己给出的可信度较高的数字,是:
“液氮动力车不是新发明。美国两个大学在这方面做过研究,一个是University of North Texas(http://www.mtse.unt.edu/CooLN2Car.html), 另一个是University of Washington (http://www.washington.edu/alumni/columns/dec97/car1.html)。华盛顿大学的学者还发表了一些论文。他们的方案用了两种制冷剂,实现了每公斤产生450千焦耳转换率。”
注意了这也是美国人进行科学研究给的数据。
而他后面说的“有一种新技术,可以实现600千焦耳转换率。人家没有公开,我就不便于在此透露,大家可以试试运气,到网上去寻找看。”
在后面说了,是“来自一位研究发动机的朋友。他的发动机非常简单,基本上没用能量浪费,但缺点是换热面积较大。通过热力学分析,效率确实可以达到630kJ/kg”
只说是一位朋友,而不是XX学者教授,所以可以定位为和我们一样的业余爱好者。业余爱好者和华盛顿大学的研究人员给的数据,要相信谁,当然那也是仁者见仁智者见智。

根据"液氮 — 斯特林联合循环的理论分析 周哲,杨俊,陈献春,董军"里面的计算,直接膨胀做功理论值309kJ/kg,联合循环理论做功568kJ/kg.”
以及“华盛顿大学的方案利用两种制冷剂、增加两个热循环(如此复杂)利用液氮的潜热,机械能输出实现了400kJ/kg以上(450
我的结论是,简单的液氮发动机系统,每公斤液氮可以发出250-310千焦有用功;设计好的、复杂流程的液氮动力系统,每公斤液氮可以发出400-450千焦有用功。以此再来验证我自己算的300大气压压缩空气,一次膨胀系统,每公斤可以发出200千焦有用功,3次再热的复杂系统也只有每公斤315千焦的有用功数据,可算是是吻合的。
 楼主| 发表于 2009-11-1 07:10:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 克虏伯火炮 于 2009-11-1 07:43 编辑

继续。
他说“手册上说克劳斯法每815kJ生产1公斤液氮,我不敢相信,希望从事空分专业的网友给出具体数据,为了可靠,我将这个数据调到每1000kJ生产1公斤液氮。”
我们查一下《深冷手册》:

手册里显示,液氮生产理论最小耗功是0.22千瓦时/千克,折合792千焦/千克,但实际生产能耗,大约是1.2-1.8千瓦时/千克,折合为4320-6480千焦/千克。
这是因为实际生产过程中有各种损耗,是个熵增过程。
应该注意,手册里提供的实际能耗数据,是根据现有技术水平能够达到的,也即是目前最好的技术也只能达到1.2千瓦时/千克液氮吧。
发表于 2009-11-1 20:56:19 | 显示全部楼层
确实,现在的情况是,气动车还面临着不少而且不小的问题。电动机和电池都比较成熟,所以大行其道,从各国的新能源汽车就看得出,全都是主攻电动汽车。那么多国家汽车商他们不是傻子。期盼气动车也能发展起来,毕竟多一个选择,如果说希望气动车立马发展起来,是不现实的。
发表于 2010-4-25 11:11:43 | 显示全部楼层
版主哪里人啊?能留下联系方式吗?
公司名称:如东宏信机械制造有限公司
我的联系方式0513-84852008
联系人:缪煜
 楼主| 发表于 2010-4-26 09:23:23 | 显示全部楼层
39# jsrdmzh
在下东北人,目前在北京打工,机械设计。不过计划2-3个月后就回辽宁了。
QQ:861712170,有时间常联系:)
发表于 2010-4-27 20:19:59 | 显示全部楼层
说它环保 只是指它存储能量的方式 就是因为现在的 电池 能量密度以及成本的约束 环保的概念 不是说效率要多高 (不是还在研究吗)而是0排放 如果用化石燃料制造压缩空气是没有意义的
发表于 2010-4-28 13:55:11 | 显示全部楼层
现代环保理念是节能减排,要想节能首先要考虑效率,只有效率提高了,才能减排。电动汽车是发展的必然趋势,电动汽车采用大功率无刷电机直接驱动,省去了减速机,传动装置,效率极高。还是看好电动汽车。
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