Водородные генераторы для легковых автомобилей: чертежи, схемы и руководство :: SYL.ru

Авг 9, 2021 Разное

Водородные генераторы для легковых автомобилей: чертежи, схемы и руководство :: SYL.ru

Содержание

Генератор водорода для автомобиля

Принцип действия генераторов водорода на авто своими руками основывается на процессе электролиза. Активизируется система только в процессе езды и использует электроэнергия от аккумулятора для выработки водорода из воды. Водород при этом не накапливается, то есть произведенный газ ННО быстро поступает в мотор, смешиваясь с традиционным топливом:

  • бензин;
  • дизельное топливо;
  • газ.

Смесь топлива и водорода эффективнее сгорает, в результате чего снижается расход горючего и объемы загрязняющих веществ, выбрасываемых в воздух.

Видео:

Эта современная водородная технология дает возможность уменьшать расход топлива на 20-60 процентов, обеспечивая существенное уменьшение количества выбросов следующих веществ:

Сделать генератор водорода вы можете своими руками по нашей инструкции.

Выбор электродов

Основные компоненты

Как правило, электроды изготовлены из металла или графита, поэтому они проводят электрическую энергию в воду.

Важно подобрать такой материал, который не будет реагировать с кислородом или растворенным веществом, иначе реакция будет проходить на поверхности катода (отрицательный электрод), а вода будет загрязняться при этом.

Применение неподходящих электродов способствует уменьшению объемов производимого газа и слишком быстрому износу электрода.

к содержанию ↑

Проект генератора водорода

Как работает?

Существуют очень простые системы, используемые для производства водорода и кислорода за счет электролиза воды. Смысл заключается в том, что для получения достаточного объема газа используется технология без дополнительных химических веществ и эрозии электродов. Можно попробовать изготовить электроды из меди, но этот материал вступает в реакцию с водой и выделяет много загрязнений, поэтому такой вариант плохо подходит.

Мы рекомендуем сделать электроды из нержавейки, так как этот металл не реагирует так легко, как медь в процессе электролиза. Главной проблемой в этом случае становится поиск высококачественной нержавейки.

Количество вырабатываемого газа пропорционально заряду, который проходит через воду. Таким образом, чем выше ток, тем больше газа. Расстояние между электродами для этого должно быть максимально маленьким, но пузырьки газа должны легко передвигаться между ними.

к содержанию ↑

Материал для пластин

Генератор в собранном виде

Для пластин мы советуем использовать также хорошую нержавеющую сталь, которая имеет минимальный риск образования коррозии. Нержавейка не так хорошо проводит электричество, как медь, поэтому пластины электродов создаются из листов толщиной около 2 мм. Это снизит сопротивление. Чем выше качество металла, тем труднее вам будет изготавливать электроды (материал труднее режется).

Пластины электродов мы рекомендуем составлять слоями, а расстояние между ними можно регулировать нейлоновыми шайбами или шайбами из какого-нибудь другого диэлектрического материала. Пластины следует размещать в переменной позиции, чтобы плюсовые чередовались с минусовыми.

к содержанию ↑

Крепеж

Видео:

Крепеж нужно также изготовить из нержавеющей стали, чтобы материалы друг другу соответствовали. Важно добиться плотного прилегания всех элементов, что исключит искрообразование. Не забывайте, что вы имеете дело с горючим газом.

В нашем конкретном случае мы собираем систему из 16 пластин с расстоянием между ними около 1 мм. Большая площадь поверхности, толщина пластин и болты позволяют пропускать через систему более высокие токи без резистивного нагрева металла. Общая емкость электродов -1nF при измерении в воздушной среде. Такой набор электродов может использовать в простой водопроводной воде до 25А.

к содержанию ↑

Корпус генератора водорода

Корпус генератора водорода

Электроды для сбора газа необходимо поместить внутрь контейнера с герметично изолированными разъемами, крышкой и другими соединениями. Контейнер изначально должен быть пищевым и стойким к высоким температурам.

Если контейнер металлический, электроды следует закрепить на пластиковой основе для предотвращения короткого замыкания. Два разъема можно установить с двух сторон медных и латунных фитингов, которые применяются для извлечения газа. Фитинги и контактные разъемы прочно крепятся с применением силиконового герметика, чтобы закрытый контейнер получился совершенно герметичным.

к содержанию ↑

Соблюдайте осторожность

Вырабатываемый газ – это взрывоопасная смесь водорода и кислорода, поэтому использовать его нужно с максимальной осторожностью. В контейнере содержится много газа, имеется вероятность его возгорания, а при избыточном давлении может даже произойти взрыв. Во избежание детонации газа внутри генератора водорода трубы из контейнера должны соединяться с другим контейнером, наполненным водой наполовину. При возгорании на выходе пламя не проникает обратно в устройство. Это устройство безопасности совершенно необходимо и его необходимо обязательно устанавливать.

Гидрогенератор TaVie Neo — генератор водородной воды. PEM/SPE технология производства водорода

Генератор водородной воды. Hydrogen water bottle TaVie Neo. Hydrogen Rich Water Generator — инновационный портативный аппарат по производству водородной воды с PEM/SPE технологией производства водорода.

 

Прием водородной воды приводит к оптимизации водного баланса организма. Она легко усваивается органами, происходит насыщение водой клеток и тканей и, как следствие, улучшается их функционирование и регенерация.  

 

Водород – это единственный антиоксидант, способный легко преодолевать гематоэнцефалический барьер и устранять оксиданты в мозге. Он помогает доставлять полезные вещества во все клетки нашего организма, нормализуя его функции и обменные процессы. 

 

Гетератор TaVie Neo в спорте.

 

При интенсивных физических нагрузках усиливается потребление кислорода и в организме вырабатывается избыточное количество оксидантов, которые разрушают клетки, нарушают энергетический обмен и снижают выносливость. Чтобы противостоять мощному потоку оксидантов, организму необходим эффективный и безопасный антиоксидант. Именно таким антиоксидантом и является водород. Его маленькие молекулы способны:

  • проникать во все клетки и удалять оксиданты без побочных эффектов,
  • активировать жировой и энергетический обмен,
  • предотвращать накопление в мышцах молочной кислоты – основной причины дискомфортных ощущений после тренировок,
  • устранять воспалительные процессы,
  • снижать повреждение органов, тканей и ДНК,
  • повышать выносливость.

 

Водородная вода для красоты и молодости. При регулярном употреблении водородной воды:

  • Замедление процессов старения.
  • Увеличение гидратации организма в 6 раз по сравнению с обычной водой.
  • Уменьшение морщин.
  • Уменьшение воспалений, пигментных пятен, аллергических реакций на коже.
  • Мягкое и безопасное очищение организма от шлаков и токсинов.
  • Заметная коррекция контуров лица и тела.
  • Уменьшение признаков целлюлита.
  • Снижение избыточного веса.
  • Уменьшение жировых отложений.
  • Улучшение состояния кожи, волос и ногтей.
  • Защита кожи от УФ-лучей.
  • Усиление действия косметических препаратов.

 

Водородная вода в программах похудения.

 

Достаточное количество воды помогает поддерживать нормальный уровень обмена веществ, выводит шлаки и токсины, избавляет от отеков. В воде содержится самый эффективный и безопасный антиоксидант из всех существующих в природе – молекулярный водород Н2. Молекулярный водород поглощает оксиданты, которые нарушают жировой обмен.

 

Водородная вода стимулирует энергетический обмен. Обладая отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (ОВП=-500 мВ), она является источником дополнительной энергии. Поэтому организму нет нужды запасать энергию в виде жира. Нормализуя внутреннюю среду организма, водородная вода восстанавливает работу всех органов и систем.

 

С водородной водой можно не только быстро и легко похудеть, но и сохранять отличную форму, красоту и молодость долгое время.

 

Клинические улучшения от употребления водородной воды:

  • Снижение уровня сахара в крови при сахарном диабете;
  • Улучшение периферического кровообращения при диабетической гангрене;
  • Понижение уровня мочевой кислоты при подагре;
  • Улучшение функции печени при заболеваниях печени, циррозе печени, гепатите;
  • Улучшение при гастродуоденальной язве, предотвращение рецидивов;
  • Понижение уровня холестерина, предупреждение гипертонии, стенокардии и инфаркта Миокарда;
  • Улучшение состояния при атопическом дерматите, крапивнице и астме;
  • Улучшение состояния при аутоиммунных заболеваниях; равматизме, коллагенозах
  • Улучшение состояния при таких специфических заболеваниях, как Болезнь Крона, язвенном колите и болезни Кавасаки;
  • Улучшение состояния при злокачественных опухолях печени, гипатомах и метастатических опухолях;
  • Улучшение состояния при хроническом запоре и поносе, а также при постоянной диарее, возникшей в результате резекции желудка;
  • Улучшение состояния при гипербилирубинемии у новорожденных;
  • Опыт женщин, употреблявших водородную воду в время беременности: отсутствие токсикоза, хороший и гармоничный рост плода, достаточная лактация.

 

Рекомендации по использованию генератора водородной воды TaVie:

  • Рекомендуется заливать в генератор водорода Ta Vie  предварительно очищенную или бутилированную питьевую воду.
  • Выпивайте ежедневно не менее 1  литра  водородной воды и ваш организм будет насыщаться день за днем жизненными силами, энергией, красотой! И уже через пару недель вы заметите прилив бодрости и активности, работа желудочно-кишечного тракта улучшится, утомление и бессонница исчезнут. В течение 12 месяцев происходят исправления многих процессов и, как следствие, омоложение всех клеток организма. 
  • Умывайтесь ежедневно водородной водой и ваша кожа будет насыщаться «молекулами молодости»! Если вы пользуетесь натуральной косметикой, то усвоение витаминно-минеральных комплексов, входящих в ее состав, повысится после такого умывания в несколько раз!
  • Ополаскивайте волосы и они порадуют вас своим здоровым блеском и густотой!
  • Возьмите с собой наш гидрогенератор TaVie Neo на спортивную пробежку или в тренажерный зал. Ваши результаты будут радовать вас вдвойне!

 

Особые указания: не является лекарственным средством.

 

Основной принцип работы прибора это, преобразование обычной воды в водород путём электролиза (в отрицательно заряженную воду, «катодную»). В процессе электролиза, происходит двойное обогащение воды водородом: в растворенном и газообразном виде, тем самым уменьшая уровень ОВП (окислительно восстановительный потенциал) до минус 500 милливольт.

 

Устройство оснащено SPE/PEM-мембраной для наилучшего обогащения воды водородом. Технология SPE/PEM насыщает воду чистым высококонцентрированным водородом без побочных продуктов электролиза, таких как кислород, озон, хлор.

 

Уход за изделием:

Электролитная пластина с SPE/PEM-мембраной автоматически очищается с специальном режиме самоочистки. Очистку необходимо проводить не реже 1 раза в неделю. Для наилучшего эффекта в воду можно добавить 1 чайную ложку лимонного сока или уксуса.

 

Технические параметры изделия:

  • Концентрация водорода: между 0.9-1.5ppm
  • Отрицательное значение: -500mv
  • Мощность электролиза: 5W (зависит от качества воды)
  • Время зарядки: 3-4 часа
  • При полном заряде батареи: электролиз – более 10 раз
  • Срок использования литиевой батареи: свыше 5 лет.
  • Емкость батареи: литий-полимерный аккумулятор 1200mAH
  • Входное напряжение блока питания: 100V-240VAC 50/60HZ 0.3A 
  • Выходное напряжение блока питания: DC5V 1A

 

Использование воды:

  • Минеральная вода (не газированная)
  • Температура воды: 0-40 градусов
  • Не рекомендуется использование дистиллированной воды (вода RO)
  • Рекомендуется заливать в ёмкость для воды предварительно очищенную или бутилированную питьевую воду.

 

Условия эксплуатации:

Температура: 0-40 градусов
Влажность: 20-80%PH (без конденсата)

 

Основные параметры генератора TaVie:

Размеры: 72 х 72 х 270 мм.
Объем: 500 мл.
Вес нетто: 300 гр.
 

Материалы, из которого выполнено основание бутылки: 

  • Электрод: титано-платиновый сплав (1,0 мм).
  • Мембрана  (протон-обменная мембрана (PEM)) —  мембрана DuPont™ Nafion® 117.
  • Светодиодная подсветка: является сопровождением и индикатором рабочих процессов водородной бутылки, питание от батареи, при окончании электролиза автоматически отключается. 
  • Батарея: литий-полимерный аккумулятор 1200mAH, высокая эффективность преобразования энергии, экологична, без электромагнитного излучения, длительный срок службы.
  • Схемная плата: “интеллектуальный” микрочип, высококачественная технология управления устройством, еще более удобна, безопасна и эффективна.

Высококачественный USB кабель произведен с использованием современных технологий и современного производственного оборудования. Каждый кабель проходит многочисленные испытания. Металлический сердечник кабеля отличается высочайшим качеством, что обеспечивает хорошую проводимость и стабильную передачу. Надежность и безопасность в использовании гарантирована. Высокопрочный дизайн вилки USB обеспечивает долговечность использования. Кабелем удобно пользоваться везде, заряжая устройство дома, в машине, — в любом месте в любое время.

 

 

 

 

Также вы можете приобрести товар со скидкой на сайте поставщика — зарегистрировавшись в бонусной программе для получения бонусов со своих покупок и бонусов с покупок по вашей рекомендации.

Перейти в магазин поставщика для покупки со скидкой >>>

Видео-инструкция по совершению покупки >>>

 

Условия бонусной программы:

  • полная предоплата заказа (сбор 2,75 %) — оплата картой;
  • доставка Почтой России или EMS — доставка бесплатно;
  • накопительные бонусы от 5 до 20% с покупки.

 

Подробные условия бонусной программы уточняйте у оператора магазина по тел +7915-456-4114 или WhatsApp/Viber +7929-587-0389

Рейтинг лучших генераторов водородной воды

Прежде, чем приступить к обзору генераторов и их свойств разберемся, что же такое водородная вода и в чем ее основные преимущества.

Что такое водородная вода?

Водородная вода — это обычная питьевая вода, но обогащенная дополнительными молекулами водорода. 

Впервые такую схему придумали и запатентовали японцы, которые путем долгих научных исследований доказали, что водородная вода гораздо полезнее, чем обычная или газированная.   

Что же происходит с организмом при употреблении водородной воды?

Попадая внутрь организма человека, такой тип воды насыщает клетки активным водородом и улучшает все обменные процессы, выводит свободные радикалы (“отходы” от клеток, которые образуются в результате химических процессов) из организма и повышает регуляцию антиоксидантов.

Все вышеописанные процессы способствуют укреплению иммунитета, помогают организму бороться с инфекциями и вирусами, что особенно актуально в настоящее время. Благодаря водороду нормализуется обмен веществ в организме, что препятствует появлению лишнего веса и угревой сыпи. “Чистка” от ненужного освобождает организм от дополнительной нагрузки и повышает его выносливость.

Водородную воду часто назначают врачи, косметологи и диетологи. А многие знаменитости рассказывают в социальных сетях, как благодаря ей избавились от аллергии, сбросили лишние килограммы, улучшили самочувствие, повысили уровень выносливости и “очистили” организм.

Поэтому, как видим, такой тип воды не только стремительно набирает популярность, но и активно вводится в повседневную жизнь. Ее часто предлагают в кафе и ресторанах, санатории и дома отдыха назначают процедуры с водородной водой, а в spa-салонах она давно входит в перечень услуг.

Теперь, как мы разобрались с полезными свойствами водородной воды, переходим к тому, как ее получить или, иначе говоря, сгенерировать.

Виды генераторов водородной воды

Для начала следует сказать, что водородная вода может попадать в наш организм несколькими способами:


Виды генераторов водородной воды для питья

1.  Мобильный генератор водородной воды. 

Данный вид генератора представляет собой устройство размером с бутылку или большой стакан, с встроенным механизмом для обогащения воды водородом, ощелачивания и минерализации. 

Также стоит отметить, что мобильный портативный генератор водородной воды является одним из наиболее популярных устройств для насыщения воды водородом. Ионизатор можно удобно переносить в рюкзаке или сумке.

2. Стационарный генератор водородной воды.

Если вам ежедневно необходим большой объем живой ионизированной воды, которую можно использовать не только для питья, но и для возвращения природных свойств продуктам, дезинфекции и других бытовых нужд, то стационарный генератор водородной воды станет для вас лучшим выбором.Такие генераторы стоят дороже мобильных ионизаторов, но обладают большим набором функций.

3. Генераторы водородной воды для косметических процедур:
  • Минеральные шарики для ионизации водосодержащих косметических средств.   Ионизатор “Biospectre Ball” насыщает косметическое средство активными ионами водорода и ощелачивает, приближая к физиологической рН среде человека. В результате этого активируются клетки кожи, тем самым запуская процессы их обновления и регенерации.
  • Уникальный активатор для водосодержащих косметических средств “Biospectrum Cosmetics”. При нахождении водосодержащих косметических средств в ячейках устройства, они насыщаются активными ионами водорода, меняют свою структуру и благотворно влияют на кожу.
Как выбрать генератор водородной воды?

Мы с вами разобрались, что такое водородная вода, чем она полезна, и с помощью каких устройств ее можно получить. Сейчас остается лишь понять, как правильно выбирать хороший генератор, который полностью закроет ваши потребности в водородной ионизированной воде.

Для этого возьмем конкретные модели и путем сравнения определим наиболее приоритетные характеристики. Мы решили рассмотреть не только варианты подключаемых к водопроводу ионизаторов, но и переносные кувшины, в которых можно ионизировать воду. Их основное преимущество в большом объеме: такой кувшин вмещает в себя около 2 литров воды. 

Сравнение стационарных генераторов водородной воды

модель

есть ли режим закасления?

подключается ли к водопроводу?

куда установить?

есть ли фильтры?

производительность

VIONE HOME

да

да

под или рядом с раковиной

да

2 литра в минуту

ION VIP

да

да

под раковину

да

3 л в минуту

Vione F+

нет

да

под раковину

нет

1,5 литра в минуту

Vione Hydrogen Jug

нет

нет

на столешницу

нет

2 литра за раз 

Vione Disk

нет

нет

на столешницу

нет

объем 5 литров

Также, помимо вышеуказанных характеристик, важно хорошо понимать и учитывать мощность и функционал устройства, гарантийный срок, вместимость, прочность корпуса, дизайн и т. п. под ваши потребности.

Далее от темы стационарных генераторов плавно перейдем к портативным ионизаторам и составим независимый рейтинг на основе мнения независимых экспертов, которые их лично оценили. 

Рейтинг мобильных генераторов водородной воды

Подобрать и купить правильный генератор очень сложно, поэтому наши независимые эксперты провели общий обзор и тестирование нескольких ионизаторов генераторов водородной воды и составили честный рейтинг.

На первом месте нашего рейтинга находится ионизатор “VIONE ENERGY”. 

Устройство представляет собой небольшой сосуд с емкостью для воды и механизмом ионизации. Водородная бутылка выполнена из закаленного стекла и содержит биоразлагаемые пластиковые элементы, что очень важно в нынешней экологической ситуации, так как она не наносит вред окружающей среде. 

Также бутылка отлично сидит в руке, не выскальзывает, а ее объем позволяет удобно обхватить пальцами или вставлять в боковой карман рюкзака.

Наших экспертов порадовал срок эксплуатации бутылки: доказано, что при включении 7 раз в день, устройства хватит на 7 лет службы. Заряжать такую бутылку можно в розетке или через USB-провод. 

Второе место рейтинга занимает модель Vione Mineral Bottle Sport.

Данная модель хороша своим небольшим весом, что облегчает ее использование: можно просто забросить в спортивную сумку или рюкзак. Также эксперты оценили дизайн, простую удобную форму и наличие держателя.

Что касается технических характеристик, то бутылка Vione Mineral Bottle Sport обладает рядом характеристик, которые можно оценить как “значительно выше нормы”. Используя эту бутылку, можно значительно быстрее восстанавливаться после интенсивных тренировок. 

Из нюансов можно выделить необходимость замены минеральных шариков 1 раз в 4-6 месяцев. 

На третьем месте расположилась уникальная модель ионизатора Vione Hydrogen Mug.  

Данная модель предназначена для ионизации не только питьевой воды, но и любых других водосодержащих жидкостей. Сама кружка для жидкости выполнена из особого сплава металлов авторской разработки профессора Хачатряна. Что еще уникально, так это то, что срок эксплуатации кружки не ограничен. Главное — правильно ухаживать за кружкой и регулярно очищать ее особым способом.   

Четвертое место рейтинга — Vione Mineral Bottle.

Данная модель выполнена из особого прочного и экологичного пластика — тритана. Имеет объем 500 мл. или 680 мл. на выбор. Эксперты также отметили привлекательный дизайн и удобство держать бутылку в руке. Также требует замены минеральных шариков 1 раз в 4-6 месяцев. 

Пятое место рейтинга — минеральная палочка Vione mineral.

Этот портативный ионизатор покорил экспертов своей простотой использования и ухода. Просто погрузите его в любую емкость с водой и через 15-20 получите живую ионизированную воду.  

Единственным недостатком является ограниченный срок эксплуатации  — 4-6 месяцев, ведь заменить в ней минеральные шарики нельзя. 

Сравнение технических характеристик образцов портативных генераторов


модель

материал

объем ионизированной воды за 1 раз 

max заряд воды (ОВП)

регулировка рН

VIONE ENERGY

закаленное стекло

450 мл

-400 mV

-

Vione mineral

металл

1000 мл

-650 mV

7,5-9,0

Vione Mineral Bottle Sport

тритан

500 мл

-350 mV

7,5-9,0

Vione Hydrogen Mug

боросиликатное стекло

250 мл

-500 mV

частичное ощелачивание

Vione Mineral Bottle

тритан

500 или 680 м л

-350 mV

7,5-9,0

На этом наш независимый обзор заканчивается. Помните, что среди прочих характеристик необходимо выбирать качественный и безопасный материал, приятный дизайн и приемлемую цену. 

Тогда товар вам точно понравится и будет долго радовать своими свойствами и приносить только пользу. 

Таким образом, мы разобрались в основных вопросах, которые касаются водородной воды, узнали ее основные свойства, преимущества и методы применения. Изучили основы выбора правильного и приемлемого по цене генератора водородной воды. Сравнили несколько моделей и ознакомились с рейтингом наших экспертов.

Далее — дело за вами. Выбирайте здоровый образ жизни, заботьтесь о своем эмоциональном и физическом состоянии. Следите за самочувствием и естественной красотой. Ведь, как выяснилось, сделать это очень просто: достаточно лишь вместо обычной питьевой воды употреблять водородную полезную воду, которая на долгие годы сбережет ваше здоровье и привлекательность.

Выбирайте лучшие портативные и стационарные генераторы водородной воды VIONE по самым низким ценам в Москве и других городах России у нас на сайте! 

Снижение лобового сопротивления легкового автомобиля с использованием дополнительных устройств

В этой работе предлагается эффективная численная модель с использованием вычислительной гидродинамики (CFD) для получения структуры потока вокруг легкового автомобиля с различными дополнительными устройствами. Вычислительная / численная модель легкового автомобиля и сетка была построена с использованием ANSYS Fluent, который является решателем CFD и используется в настоящей работе. В этом исследовании выполняются численные итерации, а затем визуализируются аэродинамические данные и подробная сложная структура потока.В настоящей работе с помощью SolidWorks была разработана модель типового легкового автомобиля, сгенерирована аэродинамическая труба и применены граничные условия на платформе рабочего места ANSYS, а затем проведены испытания и моделирование для оценки коэффициента лобового сопротивления легкового автомобиля. В другом случае аэродинамика наиболее подходящей конструкции вихревого генератора, спойлера, хвостовых пластин и спойлера с VG вводится и анализируется для оценки коэффициента лобового сопротивления легкового автомобиля. Добавление этих дополнительных устройств снижает коэффициент лобового сопротивления и коэффициент подъемной силы при встречном ветре.Закругление краев частично снижает сопротивление лобовому ветру, но не приводит к значительным улучшениям аэродинамической эффективности легкового автомобиля с дополнительными устройствами, и это может быть получено. Следовательно, сила сопротивления может быть уменьшена за счет использования дополнительных устройств на транспортном средстве и экономии топлива, может быть улучшена устойчивость легкового автомобиля.

1. Введение

Несколько лет назад, когда топливный кризис не был проблемой, автомобили в основном разрабатывались для обеспечения маневренности, комфорта и безопасности на высоких скоростях.Однако с 2002 года, в связи с недавним влиянием роста цен на топливо, падение продаж автомобилей нанесло ущерб отрасли во всем мире. Сразу после этого возникло множество вопросов о влиянии дефицита нефти на будущее этой отрасли. Безусловно, было предложено множество решений, и многие решения, которые когда-то считались недопустимыми, теперь были серьезно рассмотрены. Помимо разработки электромобилей и топливных элементов, другие предлагаемые подходы включают интеграцию систем кондиционирования воздуха с электронными устройствами для снижения энергопотребления, реконструкцию рам и кузовов автомобилей для уменьшения общего веса и модификацию кузовов автомобилей для улучшения общие аэродинамические характеристики для улучшения крейсерских условий, надежности навигации и снижения энергопотребления. Эти улучшения также косвенно связаны с окружающей средой и шумовым загрязнением.

При проектировании автомобиля необходимо серьезно учитывать аэродинамику. Как правило, конструкция автомобиля может быть приемлемой только в том случае, если сопротивление формы снижено до заданного значения. Многие исследователи использовали методы CFD [1–4] для проведения численного моделирования, связанного с аэродинамикой автомобилей.

Настоящее исследование представляет процесс разработки аэродинамической голографии внешнего корпуса транспортного средства.Было выполнено несколько численных расчетов для анализа поля давления, векторного поля скорости и прогноза аэродинамической силы, относящихся к легковому автомобилю. Затем была исследована устойчивость аэродинамических сил, вызванных воздушным потоком над автомобилем. После этого была тщательно оценена установка дополнительных устройств, снижающих аэродинамическое сопротивление. При помощи Fluent [5, 6] в этой работе использовалась модель турбулентности ɛ в установившемся потоке для вычисления поля потока вокруг автомобиля и его дополнительных устройств.

На самом деле, модель турбулентности ɛ используется очень редко в итерационно-зависимой задаче [7]. Однако цель данной работы — продемонстрировать возможность интеграции этого очень необычного подхода (т. Е. Использования модели турбулентности — ɛ ) в вычислительную модель этого типа. За относительно короткий промежуток времени этот вычислительный процесс позволил оценить аэродинамику автомобиля с высокой точностью. Это предоставит группам автомобильных исследований и разработок альтернативный подход к выполнению анализа CAE.

В общем, критерии проектирования дополнительных устройств ограничиваются только аэродинамическими соображениями. Водители автомобилей обычно устанавливают дополнительные устройства, которые успешно снижают подъемную силу и улучшают сцепление с дорогой, что обеспечивает маневренность и устойчивость. Однако аэродинамические характеристики, соответствующие дополнительным устройствам, могут сильно ухудшиться. По этой причине данная работа нацелена на дизайнеров дополнительных устройств для автомобилей, чтобы предоставить новый инструмент или идею для процесса проектирования дополнительных устройств. В следующих разделах методология будет подробно представлена.

2. Методология

В этой работе в первую очередь готовится общая модель легкового автомобиля в программе Solidworks, и эта универсальная модель импортируется в ANSYS Fluent для моделирования коэффициента лобового сопротивления и коэффициента подъемной силы. в аэродинамической трубе, которая создается в модуле проектирования ANSYS Fluent. После этого на поверхности легкового автомобиля создается сетка.

Аэродинамическая оценка воздушного потока над объектом может быть выполнена аналитическим методом или методом CFD.С одной стороны, аналитический метод решения воздушного потока над объектом может быть применен только для простых потоков над простой геометрией, таких как ламинарный поток над плоской пластиной. Если воздушный поток становится сложным, как при обтекании обтекаемого тела, поток становится турбулентным, и невозможно решить уравнения Навье-Стокса и неразрывности аналитически. С другой стороны, получить прямое численное решение уравнения Навье-Сток пока невозможно даже на современных компьютерах. Чтобы найти разумное решение, используется усредненное по времени уравнение Навье-Стокса (уравнения Рейнольдса, усредненные уравнения Навье-Стокса (RANS)) вместе с турбулентными моделями для решения проблемы, связанной с напряжением Рейнольдса, возникающим в результате процесса усреднения по времени.

В настоящей работе выбрана модель турбулентности — ɛ с функцией неравновесной стенки для анализа потока над типовой моделью легкового автомобиля. Эта модель турбулентности ɛ очень устойчива, имеет приемлемое время выполнения вычислений и широко используется в автомобильной промышленности.

3. Экспериментальная установка

На рис. 1 показана экспериментальная установка в аэродинамической трубе, в которой мы провели эксперимент на игрушечной машине, чтобы определить коэффициент лобового сопротивления и коэффициент подъемной силы.


Технические характеристики аэродинамической трубы приведены в таблице 1.


Тип Аэродинамическая труба открытого типа
Испытательная секция 150 × 150 × 750 мм
Воздуходувка Совместимая мощность
Двигатель Электродвигатель переменного тока 3HP марки Crompton с приводом переменного тока Производитель ABB
Регулятор скорости Для различных семян
Скорость воздуха Максимум 30 м / с (в испытательной секции)
Цифровой индикатор силы Подъемная сила до 11 кг, сила сопротивления до 11 кг
Несколько манометров 13 трубок из ПВХ, наклон 0–40 ° с вертикальной осью
U Трубчатый манометр Длина 1 м
Наклонный манометр 300 мм
Статическая трубка Пито Для измерения скорости
Микро-трубка Пито Для эксперимента с пограничным слоем

4.Экспериментальный анализ

Значения для игрушечной машины см. В таблице 2.


Конфигурации Коэффициент сопротивления () Коэффициент подъемной силы ()

Игрушечная машинка 0,3497 0,2289

После эксперимента мы получили коэффициент лобового сопротивления (), равный 0,3497, и коэффициент подъемной силы (), равный 0.2289.

5. Шаги для моделирования

(i) Выберите модели транспортного средства, на которых будут использоваться дополнительные устройства. (Ii) Формирование базовой модели: спроектируйте модель в твердом состоянии с соответствующими размерами и параметрами. (iii) Базовый метод и настройка CFD для легковых автомобилей: примените граничные условия. (iv) Создайте аэродинамическую трубу для моделирования. (v) Смоделируйте и протестируйте базовый легковой автомобиль на коэффициент лобового сопротивления и коэффициент подъемной силы. (vi) Смоделируйте и протестируйте легковой автомобиль с вихревыми генераторами коэффициента лобового сопротивления и подъемной силы.(vii) Смоделируйте и протестируйте легковой автомобиль со спойлером на коэффициент лобового сопротивления и коэффициент подъемной силы. (viii) Смоделируйте и протестируйте легковой автомобиль с задними шайбами ​​на коэффициент лобового сопротивления и коэффициент подъемной силы. (ix) Моделируйте и протестируйте легковой автомобиль со спойлером и вихревым движением генераторы вместе для коэффициента лобового сопротивления и коэффициента подъемной силы. (x) Влияние дополнительного устройства на экономию топлива легкового автомобиля.

6. Формирование базовой модели

Базовая модель типового легкового автомобиля спроектирована в твердом состоянии.На рисунке 2 показан типовой легковой автомобиль, использованный в настоящем моделировании CFD. Полноразмерный типовой легковой автомобиль имеет длину 375 мм, ширину 80 мм и высоту 60 мм. После этого эта модель была проанализирована на коэффициент лобового сопротивления и силы в модуле ANSYS (Fluent), а также значения коэффициента лобового сопротивления и коэффициента подъемной силы.


Поверхностная сетка типового легкового автомобиля

Фактов о водороде | Живая наука

Водород, самый распространенный элемент во Вселенной, также является многообещающим источником «чистого» топлива на Земле.

Названный в честь греческих слов hydro для «воды» и гена для «формирования», водород составляет более 90 процентов всех атомов, что составляет три четверти массы Вселенной, согласно Лос-Аламосская национальная лаборатория. По данным Королевского химического общества, водород необходим для жизни, и он присутствует почти во всех молекулах живых существ. Этот элемент также встречается в звездах и питает Вселенную через протон-протонную реакцию и цикл углерод-азот.По словам Лос-Аламоса, процессы синтеза звездного водорода выделяют огромное количество энергии, поскольку они объединяют атомы водорода в гелий.

Чистый газообразный водород редко встречается в атмосфере Земли, и любой водород, который действительно попадает в атмосферу, быстро ускользает от земной гравитации, по данным Королевского общества. На нашей планете водород встречается в основном в сочетании с кислородом и водой, а также в органических веществах, таких как живые растения, нефть и уголь, сообщает Лос-Аламос.

Только факты

  • Атомный номер (количество протонов в ядре): 1
  • Атомный символ (в Периодической таблице элементов): H
  • Атомный вес (средняя масса атома): 1.00794
  • Плотность: 0,00008988 грамма на кубический сантиметр
  • Фаза при комнатной температуре: газ
  • Точка плавления: минус 434,7 градуса по Фаренгейту (минус 259,34 градуса Цельсия)
  • Точка кипения: минус 423,2 F (минус 25205 90720 ° C) Число изотопы (атомы одного элемента с разным числом нейтронов): 3 общих изотопа, в том числе 2 стабильных
  • Наиболее распространенный изотоп: 1H, естественное содержание 99,9885 процентов

Открытие водорода

Роберт Бойль произвел водородный газ в 1671 году, в то время как он экспериментировал с железом и кислотами, но, по данным лаборатории Джефферсона, только в 1766 году Генри Кавендиш распознал его как отдельный элемент.Элемент был назван водородом французским химиком Антуаном Лавуазье.

Водород имеет три общих изотопа: протий, который представляет собой обычный водород; дейтерий, стабильный изотоп, открытый в 1932 году Гарольдом К. Юри; и тритий, нестабильный изотоп, открытый в 1934 году, согласно лаборатории Джефферсона. Разница между тремя изотопами заключается в количестве нейтронов у каждого из них. У водорода вообще нет нейтронов; По данным Национальной лаборатории Лоуренса Беркли, у дейтерия есть один, а у трития — два нейтрона.По данным Лос-Аламоса, дейтерий и тритий используются в качестве топлива в термоядерных реакторах.

Водород соединяется с другими элементами, образуя ряд соединений, включая обычные, такие как вода (H 2 O), аммиак (NH 3 ), метан (CH 4 ), столовый сахар (C 12 H 22 O 11 ), перекись водорода (H 2 O 2 ) и соляная кислота (HCl), согласно Jefferson Lab.

Водород обычно получают путем нагревания природного газа водяным паром с образованием смеси водорода и монооксида углерода, называемой синтез-газом, которая, согласно Королевскому обществу, затем разделяется для получения водорода.

Водород используется для производства аммиака для удобрений в процессе, называемом процессом Габера, при котором он реагирует с азотом. Согласно Jefferson Lab, этот элемент также добавляют в жиры и масла, такие как арахисовое масло, посредством процесса, называемого гидрогенизацией. Другие примеры использования водорода включают ракетное топливо, сварку, производство соляной кислоты, восстановление металлических руд и наполнение баллонов, согласно Лос-Аламосу. Исследователи работают над разработкой технологии водородных топливных элементов, которая позволяет получать значительные объемы электроэнергии с использованием газообразного водорода в качестве экологически чистого источника энергии, который можно использовать в качестве топлива для автомобилей и других транспортных средств.

По данным Королевского общества, водород также используется в стекольной промышленности в качестве защитной атмосферы для изготовления плоских стеклянных листов, а в электронной промышленности он используется как промывочный газ в процессе производства кремниевых чипов.

Этот смоделированный вид Юпитера в истинных цветах состоит из 4 изображений, сделанных космическим кораблем НАСА «Кассини» 7 декабря 2000 года. Разрешение составляет около 89 миль (144 километра) на пиксель. (Изображение предоставлено НАСА / Лаборатория реактивного движения / Университет Аризоны)

Этот смоделированный в истинных цветах вид Юпитера состоит из 4 изображений, сделанных космическим кораблем НАСА Кассини 7 декабря 2000 года.Разрешение составляет около 144 километров на пиксель. Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения / Университет Аризоны

Кто знал?

  • Согласно Лос-Аламосу, водород является основным компонентом Юпитера и других газовых планет-гигантов.
  • По данным Национального музея воздушных шаров, первый полет на воздушном шаре был запущен в Париже в 1783 году, а в качестве газа в шаре использовался водород. По данным Королевского общества, его использование для заправки дирижаблей прекратилось, когда «Гинденбург» загорелся.
  • НАСА использует водород в качестве ракетного топлива для доставки экипажа в космос.
  • Сжиженный водород очень холодный и может вызвать сильное обморожение при контакте с кожей.
  • Согласно «Принципам химии» водород примерно в 14 раз легче воздуха.
  • Лавуазье, французский химик, давший название водороду, до Французской революции был финансистом и государственным администратором и, согласно Британской энциклопедии, был казнен во время революции.
  • По данным Лос-Аламоса, в США ежегодно производится около 3 миллиардов кубических футов водорода.
  • По данным Королевского общества, водород имеет самую низкую плотность среди всех газов.
  • Водород — единственный элемент, три общих изотопа которого — протий, дейтерий и тритий — получили разные названия, сообщает Лос-Аламос.

Текущие исследования

Исследователи уже много лет изучают водород с большим интересом из-за его потенциала в качестве экологически чистого топлива.«Водород — это энергоноситель без углерода, поэтому, когда вы его сжигаете, вы производите только воду», что делает его чистым топливом без каких-либо выбросов, — сказал Ричард Шахин, директор Исследовательского института водорода при университете. Квебека в Труа-Ривьер в Канаде. Однако с водородным топливом есть большая проблема: оно дороже газа. Фактически, в прошлом году старший вице-президент Toyota Боб Картер объявил, что, по оценкам Министерства энергетики, полный бак сжатого водорода первоначально будет стоить около 50 долларов, Ecomento.com сообщил. В целом, затраты, связанные с технологией водородного топлива, являются «очень серьезным препятствием, потому что на данный момент люди предпочли бы иметь более совершенные технологии по текущей цене», — сказал Шахин Live Science.

Еще одна проблема с водородным топливом заключается в том, что сам процесс производства водорода не так уж чист и не загрязняет окружающую среду. «На сегодняшний день большая часть производимого водорода поступает из природного газа», — сказал Шахин. В результате этого процесса образуется двуокись углерода (CO 2 ).

Поэтому исследователи искали альтернативные и более экологически безопасные способы производства водорода, которые в идеале исключают выбросы CO 2 в процессе. В прошлом году, например, ученые Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США разработали небольшой «наноразмерный генератор водорода» — устройство, которое производит чистый водород с использованием света и графена и без сжигания ископаемого топлива. Текущая версия генератора действительно мала, но если окажется, что ее можно расширить, она может позволить ученым производить достаточно водорода для топлива для автомобилей и генераторов.

Другой способ производства водорода, называемый «биологическим расщеплением воды», предполагает использование определенных фотосинтезирующих микробов, которые используют световую энергию для производства водорода из воды в рамках своих метаболических процессов, по данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, где работают исследователи. в настоящее время расследует этот процесс. Другой потенциальный метод производства водорода включает ферментацию возобновляемых материалов биомассы, сообщает NREL. Исследователи из NREL также работают над преобразованием сельскохозяйственных остатков (таких как скорлупа арахиса) и бытовых отходов (таких как пластмассы и отработанные смазки) в жидкий продукт, называемый бионефть, компоненты которого затем можно разделить на топливо, включая водород.Однако самый чистый способ получения водорода — расщепление воды на водород и кислород с помощью солнечного света, сообщает NREL.

Дополнительные ресурсы

Следите за Live Science @livescience , Facebook и Google+ .

Что такое генератор водорода? (с изображением)

По сути, генератор водорода — это устройство, которое отделяет водород от кислорода в воде, h3O, поэтому газообразный водород можно использовать в различных приложениях.Для коммерческого использования водород чаще всего выделяется в процессе крекинга нефти из природного газа, поскольку получение большого количества водорода из воды обходится дороже, чем из углерода. Однако для домашнего использования небольшой генератор является самым простым и эффективным средством разделения.

Водородный газ отделяется от кислорода в молекулах воды с помощью генератора водорода.

Построить недорогой водородный генератор для собственного использования несложно, и сейчас в сети есть несколько компаний, которые предлагают эти генераторы в комплекте, готовые к установке блоки или в виде комплектов. Другие компании разработали планы и спецификации с простыми инструкциями о том, как создать работоспособный генератор, используя очень распространенные, легко доступные материалы. Процесс разделения осуществляется путем зарядки дистиллированной воды с помощью электрода, а затем сбора водорода, когда он поднимается над кислородом в водородном генераторе.

Водород — самый легкий из известных элементов, атомный вес 1,00794; намного легче кислорода, атомный вес 15,9994, и это самый распространенный элемент на Земле. Он также легко воспламеняется, поэтому при производстве и использовании водорода необходимо соблюдать особую осторожность.

Водород при смешивании с парами топлива образует горючий материал, который может эффективно приводить в действие бензиновые и дизельные двигатели. Водород, отделяемый водородным генератором, смешивается или заменяет кислород, необходимый для сгорания в горючих двигателях.Как только водород заменил кислород в достаточно больших количествах, расход топлива обычно увеличивается, и двигатель работает чище и плавнее.

Основные требования к водородному генератору: бутылка с дистиллированной водой, длинный вакуумный шланг, консервная банка размером с кварту с твердой крышкой, электрод, сделанный из колонны из оргстекла с намотанной на нее проволокой из нержавеющей стали, и два длинных электрических провода.Две электродные клеммы, положительная и отрицательная, представляют собой простые болты с проволокой из нержавеющей стали, намотанной на них на верхнем конце электрода и закрепленной через отверстия в крышке банки. Как только положительный постоянный ток (DC) отводится от автомобильной электрической системы, к положительной клемме электрода подключается провод. Другой электрод является заземляющим и должен крепиться к раме автомобиля.

Когда электричество постоянного тока от автомобильной электрической системы подается на электрод внутри банки, заполненной водой на три четверти, вновь созданный генератор начинает отделение водорода от кислорода.Водород, будучи гораздо более легким газом, чем кислород, поднимается к верху сосуда, где он откачивается через вакуумный шланг, подключенный к впускному отверстию для топлива автомобильного двигателя. Затем водород заменяет кислород во впускном канале и смешивается с топливом, превращаясь в горючий агент.

Из-за более сложного компьютеризированного компьютера смешивания кислорода и топлива на большинстве последних моделей автомобилей, этот способ замены кислорода водородом из водородного генератора является наиболее эффективным на транспортных средствах, выпущенных до 1995 года.

По

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *