Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Hydrogen as a fuel for spark ignition combustion engines - state of knowledge and concept

Matla Jędrzej, Kaźmierczak Andrzej R., Haller Piotr, Trocki Marcin

Combustion Engines

|

2024

|

R. 63, nr 1

73--79

EN

Accelerating the process of the transport and energy sectors increases the interest in fuels derived from renewable sources. The predicted three-fold increase in hydrogen production by 2050, driven by its falling production costs, justifies the direction of research aimed at its popularisation as a fuel for internal combustion engines (H2ICE). The presented article provides an overview of the state of knowledge on hydrogen combustion systems, which are currently the most attractive development path, mainly due to the well-developed production technology and relatively low recycling cost compared with fuel cells. The paper contains a comprehensive analysis of currently available solutions covering issues related to the production, storage, and transmission of hydrogen, with particular emphasis on the Polish market, which is one of the largest in Europe in terms of its production. The authors also propose their own concept of a hydrogen combustion system for application in an internal combustion engine. The presented solution is based on the idea of prechamber introduction in order to improve combustion process parameters and hence overall engine efficiency.

2

Co wiemy o gospodarce wodorowej?

Czekalski Rafał

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2022

|

Nr 5

68--71

PL

Wodór postrzegany jest jako gaz, który ma odegrać istotną rolę w najbliższej przyszłości, pełniąc rolę paliwa czy też nośnika (magazynu) energii. Gaz ten można także traktować jako czynnik integrujący różne technologie, np. odnawialne źródła energii z ciepłownictwem, przemysłem, energetyką czy transportem.

3

Possible applications of prechambers in hydrogen internal combustion engines

Matla Jędrzej

Combustion Engines

|

2022

|

R. 61, nr 4

77--82

EN

In order to ensure better control of the combustion process in a internal combustion engine powered by hydrogen, it has been proposed to use a split combustion chamber solution. Following paper contains a description of a hydrogen combustion system that includes an analysis of possible technical solutions. The considerations take into account the issues of the dual nature of hydrogen knocking and the problem of burning a stratified charge of a hydrogen-air mixture in a cylinder.

4

Kotły na „zielony” wodór jako element dekarbonizacji ogrzewania

Ryńska Joanna

Rynek Instalacyjny

|

2021

|

Nr 6

20--22

PL

W przypadku nowych kotłów gazowych coraz częściej spotkać się można z oznaczeniem H2Ready. Wskazuje ono, że dane urządzenie przystosowane jest do spalania wodoru – obecnie najczęściej mieszanki gazowej z określonym udziałem wodoru. Trwają również prace nad kotłami przystosowanymi do spalania czystego wodoru. Wiążą się one z europejską strategią neutralności klimatycznej, w ramach której energetyka i ogrzewnictwo mają zostać zdekarbonizowane, a energia odnawialna odegrać główną rolę w tym procesie.

5

Możliwości spalania wodoru w turbinach gazowych

Czekalski Rafał

Energetyka

|

2021

|

nr 5

413--419

PL

W procesach produkcji, przetwarzania i magazynowania energii coraz większą rolę będzie odgrywał wodór. W artykule omówiono możliwości spalania wodoru w turbinach gazowych. Pod względem właściwości fizykochemicznych wodór różni się od gazu ziemnego, co ma istotny wpływ na przebieg i organizację procesu spalania. Z tym wyzwaniem mierzą się obecnie producenci turbin gazowych. W artykule dokonano także przeglądu możliwości spalania wodoru w turbinach (stan na koniec minionej dekady) oraz przedstawiono plany na najbliższą przyszłość.

EN

Hydrogen will play an increasingly important role in the processes of energy production, conversion and storage. The paper discusses the current technologies for burning hydrogen in gas turbines. As regards physicochemical properties, hydrogen differs from natural gas, which has a significant impact on the course and organization of the combustion process. That’s a challenge currently faced by gas turbine manufacturers. The paper also reviews possible modes of hydrogen combustion in turbines (as at the end of the last decade) and presents plans for the near future.

6

Modelling and simulation of working processes in Wankel engine with direct hydrogen injection system

Mitianiec W.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 2

42--52

EN

Wankel engines were very attractive in automotive sector almost forty years ago because of small dimensions, compactness, simple design, smoothness of engine work and lack of vibration caused by inertia forces. The disadvantage of such engine was very high pollution, especially of hydrocarbons and carbon monoxide and high fuel consumption. These disadvantages can be eliminated by applying of direct injection of hydrogen and in the aviation sector by applying of fuel with high octane number also at a direct injection system. The main objective of the work is modelling of the thermodynamic process taking place during the scavenge process in such engine. At assumed geometry of the engine, initial and boundary conditions the change of engine parameters such as pressure, temperature, density, heat exchange and volume are calculated on the base of zero-dimensional model as a function of rotation angle of the piston. Forming of the mixture during fuel injection process in compression process gives information about the air excess ratio. The presented model is applicable for different sort of fuels. This work is introduction to a broader analysis of the processes in spatial system. Application of hydrogen reduces of toxic components emission from such engine, but decreases also engine power.

PL

Silnik Wankla byl bardzo interesujący dla przemysłu samochodowego prawie czterdzieści lat temu ze względu na małe wymiary, kompaktowość, prostą konstrukcję, równomierność pracy silnika i brak drgań wywołanych siłami bezwładności. Wadą tego silnika była duża toksyczność emitowanych spalin, szczególnie węglowodorów i tlenków azotu oraz duże zużycie paliwa. Te niedoskonałości silnika mogą być wyeliminowane dzięki zastosowaniu bezpośredniego wtrysku paliwa o dużej liczbie oktanowej lub wodoru. Głównym celem pracy jest modelowanie parametrów termodynamicznych procesów zachodzących w czasie przepłukania w tym silniku. Przy założonych parametrach geometrycznych silnika, warunkach brzegowych i początkowych obliczono zmiany parametrów takich, jak: ciśnienie, temperatura, gęstość, prędkości wlotu i wylotu za pomocą własnego programu komputerowego opartego na modelu 0-D w funkcji kąta obrotu wału korbowego. Tworzenie mieszanki podczas wtrysku paliwa daje informację o współczynniku nadmiaru powietrza. Zaprezentowany model obliczeniowy jest dostosowany do różnego rodzaju paliwa. Praca jest wstępem do szerszej analizy procesów przestrzennych w komorze spalania. Zastosowanie wodoru zmniejsza emisję szkodliwych składników spalin, lecz zmniejsza również moc silnika.

7

Perspektywa progresu wskaźników ekologicznych silnika badawczego zasilanego olejem napędowym z domieszką wodoru

Daszkiewicz P., Idzior M., Bajerlein M., Karpiuk W.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

591--602, CD

PL

Praca składa się z dwóch części. Pierwsza prezentuje zagadnienia teoretyczne dotyczące wodoru jako paliwa alternatywnego do zastosowania w silniku z zapłonem samoczynnym. Drugą część stanowi analiza wyników badań współspalania wodoru rozpuszczonego w oleju napędowym. Badania miały na celu ocenę wpływu dodatku wodoru na stężenie związków toksycznych emitowanych przez silnik badawczy. Badania zostały przeprowadzone w trzech wariantach. Pierwszy wariant stanowił poziom odniesienia do pozostałych wyników i został przeprowadzony na silniku zasilanym niewzbogacanym olejem napędowym. W przypadku drugiego i trzeciego wariantu do silnika był dostarczony roztwór oleju napędowego z wodorem wprowadzony do mieszalnika przy ciśnieniu 0,1 bar i 0,2 bar nadciśnienia.

EN

The work consists of two parts. The first presents the theoretical issues about hydrogen as an alternative fuel for use in compression ignition engine. The second part is an analysis of the results of co-combustion of hydrogen dissolved in diesel fuel. This study was to evaluate the effect of the addition of hydrogen to the concentration of toxic compounds emitted by the engine research. The study was conducted in three variants. The first option was the benchmark for the rest of the results and was carried out on the engine with diesel-powered. In the second and third variant it was delivered to the engine oil solution of hydrogen introduced into the mixer at a pressure of 0.1 bar and 0.2 bar overpressure.

8

Analiza mechanizmu spalania gazu o składzie zbliżonym do składu gazu z procesu podziemnego zgazowania węgla - przegląd literatury

Gil I.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2011

|

nr 3

25-35

PL

W procesie podziemnego zgazowania węgla (PZW) powstaje gaz, którego skład zależy od technologii zgazowania i parametrów procesu. Przykładowy skład gazu z PZW podano w (Stańczyk i in. 2011; Białecka 2008; Stańczyk 2008). Składał się on głównie z: ditlenku węgla (1-64 procent), wodoru (2, 41,2 procent) i tlenku węgla (1,3-33,2 procent). Pozostałe gazy to: metan (0,1-5,4 procent, etan (0,0-0,13 procent), tlen (-5,7 procent) i azot (0,-78,2 procent) (Stańczyk i in. 2011; Białecka 2008). Z analizy (Stańczyk 2008) wynika, że najbardziej ekonomiczne jest przetwarzanie otrzymanego niskokalorycznego gazu na energię elektryczną przez spalenie go w turbinie gazowej. Mechanizm spalania paliwa o niskiej wartości opałowej nie jest dobrze poznany. W literaturze znajdują się wprawdzie opisy badań mechanizmu spalania gazu syntezowego, ale opierają się one na reakcjach zachodzących podczas spalania wodoru i tlenku węgla (Frassoldati, Fravelli, Ranzi 2007; Starik i in. 2010). Natomiast gaz wytwarzany podczas podziemnego zgazowania węgla zawiera również metan (Stańczyk i in. 2011; Stańczyk 2008). Dlatego należałoby w rozpatrywanym mechanizmie uwzględnić także reakcje utleniania CH4. Mechanizm spalania metanu jest dobrze poznany1 (Miller, Bowman 1989; Kozlov 1959; Konnov 2009; Skjoth-Rasmussen i in. 2004; Westbrook, Dryer 1984). Choć badania procesu spalania metanu z dodatkami, tj. CO2, CO czy H2 lub gazów inertnych (azot czy argon) podejmowano na przestrzeni ostatnich lat [najstarsze źródło pochodzi z 1988 r. (Zhu, Egolfo-poulos, Law 1988)], to mechanizm zachodzącego procesu spalania pozostaje nadal przedmiotem dyskusji (Konnov, Dyakov 2005; Coppens, Konnov 2008; Chernovsky, Atreya, Im 2007; Le Cong, Dagaut 2007; U Cong, Dagaut, Dayma 2008; Le Cong, Dagaut 2008a). Dlatego w celu efektywniejszego wykorzysta-a gazu niskokalorycznego do zasilania turbin gazowych, konieczna jest analiza istniejących mechanizmów spalania metanu, wodoru oraz tlenku węgla, celem której będzie określenie reakcji dominujących w zachodzącym procesie jednoczesnego spalania H2, CH4, i CO oraz ustalenie wpływu CO2 i H2O na zachodzący proces. Dotychczas nie podjęto próby modelowania procesów spalania układów zawierających CH4/H2/CO/CO2/O2/N2/H2O, dlatego ważne jest poznanie mechanizmu zachodzącego procesu jako drogi do bezproblemowego modelowania spalania gazu z PZW w turbinach gazowych. W niniejszym artykule przedstawiono analizę istniejących mechanizmów spalania w układach zawierających CH4/H2/CO/CO2/O2/N2/H2O, ze szczególnym uwzględnieniem wpływu dodatków (CO2, CO, H2 i H20) na zachodzący proces spalania metanu.

EN

The composition of the gas produced in the process of Underground Coal Gasification (USG) depends on the technology and operating parameters applied. It mainly composes with: carbon dioxidc (12-64 per cent), hydrogen (2,5-41,2 per cent) and carbon monoxide (1,3-33,2 per cent). The others are: methane (0,17-5,4 per cent), ethane (0,01-0,13 per cent), oxygen (0-5,7 per cent) and nitrogen (0,1-78,2 per cent) (Stańczyk et al. 2011; Białecka 2008; Stańczyk 2008). The analysis (Stańczyk 2008) clearly indicates that the combustion in the gas turbinę combustor is the most economical method for the utilization of UCG gas. The combustion mechanism of that Iow calorific value fuel is not well understood. In the literaturę we can found the combustion mechanisms of the synthesis gas, but they are based upon the combustion hydrogen and carbon monoxide (Frassoldati, Fravelli, Ranzi 2007; Starik et al. 2010). While, the UCG gas also contains methane (Stańczyk et al. 2011; Stańczyk 2008). Therefore, the combustion mechanism should also take into account the methane oxidation reactions scheme. The mechanism of methane combustion is well known2 (Miller, Bowman 1989; Kozlov 1959; Konnov 2009; Skjoth-Rasmussen et al. 2004; Westbrook, Dryer 1984). However, the mechanism of methane combustion with additives such as: C02, CO and H2or j inert gas (nitrogen or argon) is a relatively new topic [the oldest source is 1988 (Zhu, Egolfopoulos, Law 1988)] and the combustion mechanism is still discussed (Konnov, Dyakov 2005; Coppens, Konnov 2008; Chernovsky, Atreya, Im 2007; Le Cong, Dagaut 2007; Le Cong, Dagaut, Dayma 2008; Le Cong, Dagaut 2008a). Therefore, to more efficient use of the UCG gas to the turbinę sets, it requires the analysis the existing combustion mechanisms of methane, hydrogen and carbon monoxide. This analysis will identify the dominant chemical reactions which affect the H2, CH4, CO system combustion and determination the role of C02 and H2O as the additives in the combustion process. Because the previously numerical tests did not yield satisfactory results, therefore it is important to know the mechanism of this process, as a way to remove the difficulties involved in the modeling of the UCG gas combustion in the gas turbines. In this paper the analysis of the existing combustion mechanisms in the systems consising of I CH4/H2/CO/CO2/O2/N2/H2O was made and the additives effect in detail were discussed.