ESN wrote: NB1 wrote:Объясните-просветите.
.....
какая с точки зрения давления разница между сжиженой и сжатой фракцией при соседстве обеих..
Разница в температуре.
Сжатый газ хранится в баллонах высокого давления при температере окр.среды.
Сжиженный - при температуре сжижения. В криогенном сосуде.
Эту же температуру имеет и газообразная фракция в том же баке. Это не сжатый газ. Давление его чуть выше атмосферного.
Температера сжижения поддерживается испарением.
Вся проблема в качестве термоизоляции.
При хранении водорода в баках от БМВ потери на испарение незначительны и в течение 3-х суток ими можно пренебречь...
Т.е. все же сосуды Муара... Я понимаю заправку общественного транспорта перед рейсом по расписанию. Но личного автомобиля... Он перестает быть индивидуальным средством передвежения, на котором можно покататься без четкого планирования пробега заранее и потом поставить на прикол на неопределенный срок, не сливая топливо в специальное хранилище. Получается, что водород можно использовать лишь как дополнительное топливо в комбинации с каким-то другим, менее прихотливым. В принципе, это конечно решение... Но, к тому времени, когда распространение гриогенных баков станет широким, может не остаться достаточного к-ва нефти даже в дополнение.
Далее,
Водород - не азот. Он взрывоопасен. Испарившуюся и неиспользованную часть водорода надо куда-то отводить. В результате стоящий в Вашем гараже автомобиль через некоторое время создает гремучую смесь – т.е. превратит Ваш гараж в самую настоящую и весьма мощную бомбу. Никакие террористы не нужны будут - достаточно по забывивости включить свет в гараже через несколько часов после возвращения из поездки.
Конечно можно говорить о специальных системах отвода испарений на улицу, которые надо не забывать включать при парковке в гараже и пр. Но скажите, Вам ни разу не приходилось оставлять забытыми включенные фары…? Если уж газ в стационарных домах с завидной регулярностью взрывается, то взрывы, связанные с авто на летучих топливах будут случаться на пару порядков чаще.
Давайте проделаем простой расчет. Разумный размер бензобака (точнее, водородобака) 150 л (по моим подсчетам, объемная теплотворность жидкого криогенного водорода примерно в 3 раза ниже, чем у бензина. (Использованные данные:
Теплотворность 1 куметра газообразного водорода - 2.8 квтч,
теплотворность 1 кг бензина – 11 квтч,
плотность бензина 0.75,
плотность жидкого водорода при -260 град - 0.07,
плотность газобразного водорода при атм. условиях – 90 гр на куметр
Данные по водороду взяты из справочников по физике, по бензину – в и-нете).
Конечно, вес жидкого водородного топлива в этом баке невелик – всего около 10 кг, а вот сам бак и система извлечения из него топлива будут ощутимо тяжелее нынешних вместе с бензином.
150 л – это примерно кубик с ребром в 5 дм. Сколько-то разумная толщина утепления – не более 20 см, т.е. кубик станет с ребром 0.9 м (полный багажник!). С достаточной точностью округления можно упростить задачу, приняв в этом случае поток тепла через плоскую стенку площадью 3-4 кв. м. (приближенно я проинтегрировал в уме
) толщиной 0.2 м. Самые лучшие утеплители (пенопласты, ваты, войлоки) приемлемой цены, не требующие специального ухода (и при нулевой влажности, что тоже не просто обеспечить) сегодня имеют теплопроводность 0.02 вт/град метр. Для радикального улучшения свойств теплоизоляторов нужны даже не изобретения, а открытия научные.
Разница температур – при 20 град С на улице и -260 град в баке составит 280 град.
Т.о. теплоотвод будет составлять 0.02* 3.5*280/0.2
Это примерно 100 вт – за час 0.1 квтч, или 360 кдж (а вот на кондиционер с таким баком можно уже не тратиться!, только зимой держать подальше от салона
). И я сильно сомневаюсь, что какие либо ухищрения, без принципиально новых открытий, ощутимо снизят это число. Это я еще не считаю, что изоляция небудет полной, т.к. надо испарившийся водород отводить, а значит трубка отвода будет дополнительным весьма мощным теплообменником, если только не снабдить все это какой-то весьма хитрой системой рекуперации (даже не представляю, какой
)
Далее, теплота испарения жидкого водорода: 454 кдж / кг
Т.о. за час из нашего водородобака будет испаряться 2/3 килограмма. За каких то 15 часов все 10 кг испаряются.
Мои погрешности вряд ли не в пользу водорода, но даже если я где то погрешил, вряд ли 100 вт уменьшатся ниже, чем до 20 вт.
И здесь не видно особых решений. Увеличьте вдвое толщину теплоизоляции и теплопотери уменьшатся примерно вдвое (а бензобак сравнится по размеру с автомобилем).
Кстати, пенопласт, он хоть и не плотный, но при такой толщине будет обладать ощутимым весом, несколько превышающим вес современных бензобаков из тонкой листовой стали.
ESN wrote: К тому же. Самый главный аргумент - Проблема уже имеет техническое решение. Уже известна его стоимость.
Какой смысл подвергать сомнению свершившиеся факты?
Я не хочу сказать, что это невозможно. Но только вышеизложенное говорит, что переход на криогенные топлива не только в разы удорожит «самодвижущиеся повозки», но и сильно скорректирует наши сегодняшние представления об автомобиле, как о комфортном средстве передвижения. Причем, увы, не в лучшую сторону (из улучшений будет, разве что, невонючесть выхлопа). Это будет уже далеко не тот авто, к которому мы так привыкли. И по удобству-хлопотности-цене обслуживания, и по потребительским свойствам он сильно приблизится к лошадке и отдалится от современного автомобиля.
Возрастет его масса – значит нагрузка на дороги. Да и сама дорожная техника подорожает и потяжелеет.
Конечно, в 19-м веке люди тоже жили…
). Просто если нефти на дольше хватит, то может даже и не будут дожидаться ее исчерпания.