DOI: https://doi.org/10.32515/2664-262X.2021.4(35).198-207

Енергоефективність заправки автомобільного транспорту стиснутим природним газом при використанні газогідратного акумулятора

В.В. Клименко, М.В. Босий, В.В. Аулін, І.І. Філімоніхіна, С. В.Лисенко, А.В. Гриньків

Об авторах

В.В. Клименко, професор, доктор технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: klymvas@ukr.net, ORCID ID: 0000-0001-6840-7307

М.В. Босий, викладач, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: bosiymv@ukr.net , ORCID ID: 0000-0002-3090-0427

В.В. Аулі, професор, доктор технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: AulinVV@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-2737-120X

І.І. Філімоніхіна, доцент, кандидат фізико-математичних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: fii@online.ua, ORCID ID: 0000-0002-1384-6027

С.В. Лисенко, доцент, кандидат технічних наук, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: sv07091976@gmail.com, ORCID ID: 0000-0003-0845-7817

А.В. Гриньків, кандидат технічних наук, старший науковий співробітник, Центральноукраїнський національний технічний університет, м. Кропивницький, Україна, e-mail: avgrinkiv@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-1888-6685

Анотація

В роботі запропоновано схемно-конструктивне рішення заправки стиснутим природним газом в АГНКС з газогідратним акумулятором (АГНКС-ГА) та описано прицип її дії на конкретному прикладі. Показано, що в АГНКС-ГА з 4-ма ступенями компримування і акумуляторами стиснутого газу АСГ газ з ГА до АСГ рухається в з’єднувальному трубопроводі при адіабатних умовах з докритичною швидкістю, тобто менше, ніж швидкість звуку, оскільки відношення тисків більше критичного. Для характеристики енергоефективності заправки автомобільного транспорту стиснутим природним газом в АГНКС-ГА запропоновано використовувати коефіцієнт корисної дії заправки (ККД) . За результатами розрахунків показано, що енергоефективність заправки автомобільного транспорту стиснутим природним газом в АГНКС-ГА вище на 6%, ніж в традиційній АГНКС для тих же умов: відповідні значення коефіцієнтів корисної дії заправки = 0,47 і ηзапр= 0,41. Обгрунтовано можливість використання АГНКС-ГА для заправки пересувних автомобільних газових заправників (ПАГЗ) без застосування додаткового компресорного обладнання.

Ключові слова

природний газ, автомобільний транспорт, АГНКС, газогідрати, тиск, температура, газогідратний акумулятор, енергоефективність, ККД заправки

Повний текст:

PDF

Посилання

1. Grudz, V.Ya., Grudz, Ya.V., Kostov, V.V. & Mikhalkov, V.B. (2014) Automobile gas filling compressor stations (AGNKS): monograph. Ivano-Frankivsk: Lileya-NV, 320 [in Ukrainian].

2. Bosiу M.V., Klymenko V.V. Magopets S.O., Garaseva N.Yu., Ovcharenko A.O. (2021) Improving the efficiency of the automobile gas-filling compressor station by using a gas-hydrate battery. Refrigeration Engineering and Technology, № 57 (1) .45-54 [in Ukrainian]. https://doi.org/10.15673/ret.v57i1.1978

3. Klymenko V.V., Bosiу M.V., Parafіуnуk V.P., Prilipko S.O. (2014) Gas turbine drive with gas-hydrated fuel gas distributor // Refrigeretion equipment and technology, № 4(150). 37-40 [in Ukrainian].

4. Klуmenko V.V. (2012) Scientific and technical bases of gas-hydrated technology (thermodynamics and kinetics of processes, circuit decisions: the dissertation author’s abstract of the doctor of technical sciences: 05.14.06. K. 40 [in Ukrainian].

5. Onyhchenko V.O., Klуmenko V.V. (2011) The application of gas-hydrate technologies in the oil and gas-industry // Exploration and development of oil and gas deposits, № 4(11). 5-8 [in Ukrainian].

6. Klymenko V.V. Application of gas hydrated battery in automobile gas-containing compressor station / Klymenko V.V., Bosiy M.V., Yakymenko M.S. Martynenko V.V. (2017) // International research and practice conference“Modern methods, innovations, and experience of practical application in the field of technical sciences”: Conference proceedings, December 27-28, Radom: Izdevnieciba “Baltija Publishing”.156-159 [in Poland].

7. Evstifeev A.A. (2014) Mathematical model of the process of refueling CNG vehicles at CNG stations // Transport on alternative fuels, № 1 (37). 24-31 [in Russian].

8. Evstifeev A.A., Nikoruk I.F. (2018) Mathematical modeling of operating modes and production processes of CNG stations // Transport on alternative fuels, № 3 (63). 25-38 [in Russian].

9. Evstifeev A.A. (2017) Mathematical modeling of CNG production processes // Transport on alternative fuels, № 6 (60). 43-52 [in Russian].

10. Makogon Yu.F. (1974) Hydrates of natural gases, M: Subsoil, 208 [in Russian].

11. Makogon Yu.F. (2010) Gas hydrates, history of study and prospects of development // Geology and minerals of the World оcean, № 2. 5-21[in Russian].

12. Sloan E.D., Koch C.A. (2008) Clathrate hydrates of natural gases // CRC Press, 752 p [in USA].

13. Klymenko V.V., Bosiу M.V. (2019) Patent for utility model Ukraine, №134025 IPC F04В1 / 00, F25ВJ1 / 00 Method of refueling motor transport with natural gas // u201812187; declared 12/10/2018; publ. 25.04.2019, bldg. №8 / 2019 [in Ukrainian].

14. Koltun P., Klymenko V. (2016) Methane hydrates – Australian perspective / Mining of Mineral Deposits, Volume 10, Issue 4,11– 18. https://doi.org/10.15407/mining10.04.011

15. Bondarenko V.I., Vityaz O.Y., Zotsenko M.L. Gashydrates. (2015) Hydrate formation and basics of gas hydrates development; monograph, Dnepropetrovsk. Lithograph. 219 [in Ukrainian].

16. Istomin V.A., Yakushev B.C. (1992) Gas hydrates in natural conditions. M: Nedra. 236 [in Russian].

17. Vysniaukas A.A. (1983) Kinetic study of methane hydrate formation / A. Vysniauskas, P. R. Bichnoi //Chem. Eng. Sci, V.38. 1061-1072 [in Canada].

18. Englezos Р., Kalogerakis N., Dholabhai P.D., Bishnoi P.R. (1987) Kinetics of formation of methane end ethane gas hydrates./ Р. Englezos, N. Kalogerakis, P.D. Dholabhai, P.R. Bishnoi // Chem. Eng. Sci. V.42. 2647-2658 [in Canada].

19. Semenov M.E., Kalachova L.P., Shits E.Yu., Rozhin I.I. (2010) Decomposition of natural gas in the presence of methanol // Chemistry in the interests of sustainable development, №18.153-157 [in Russian].

20. Horiguchi K., Watanabe S., Moriya H., Nakai S. (2011) Completion of natural gas hydrate overland transportation demo project // Proceedings of the 7th International Conference on gas hydrates. – Edinburgh, Scotland [in English].

21. Gavrish V.I. (2006) Estimation of efficiency of application of automobile gas-filling compressor stations in agricultural production // Bulletin of agrarian science of the Black Sea region, Vip. № 4. 66-71[in Ukrainian].

22. Sidorov N. (2008) Methane refueling // AGZK + AT, №4 (40). 35-37 [in Ukrainian].

23. Kirillin V.A., Sychev V.V., Sheindlin A.E. (2016) Technical thermodynamics, M.: MEI Publishing House, 496 [in Russian].

Пристатейна бібліографія ГОСТ

  • Грудз В.Я., Грудз Я.В., Костів В.В., Михалків В.Б. Автомобільні газонаповнювальні компресорні станції (АГНКС): монографія. Івано-Франківськ: Лілея-НВ, 2014. 320 с.
  • Підвищення ефективності автомобільної газонаповнювальної компресорної станції шляхом застосування газогідратного акумулятора. / М.В. Босий та ін. Refrigeration Engineering and Technology. 2021. №57(1). С. 45-54. https://doi.org/10.15673/ret.v57i1.1978 (дата звернення: 02.04.2021)
  • Клименко В.В., Босий М.В., Парафійник В.П., Прилипко С.О. Газотурбінний привід з газогідратним дотискувачем паливного газу. Холодильна техніка та технологія. 2014. № 4(150). С. 37-40.
  • Клименко В.В. Науково-технічні основи газогідратної технології (термодинаміка та кінетика процесів, схемні рішення): автореф. дис. ... д-ра. техн. наук: 05.14.06. Київ, 2012. 40 с.
  • Онищенко В.О., Клименко В.В. Застосування газогідратних технологій в нафтогазовій промисловості. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2011. № 4(41). С. 5-8.
  • Klymenko V.V., Bosiy M.V., Yakymenko M.S. Martynenko V.V. Application of gas hydrated battery in automobile gas-containing compressor station . Modern methods, innovations, and experience of practical application in the field of technical sciences: International research and practice conference. Conference proceedings, December 27-28, 2017. Radom: Izdevnieciba “Baltija Publishing”. Р. 156-159.
  • Евстифеев А.А. Математическая модель процесса заправки транспортных средств КПГ на АГНКС. Транспорт на альтернативном топливе. 2014. № 1 (37). С. 24-31.
  • Евстифеев А.А., Никорук И.Ф., Математическое моделирование режимов работы и производственных процессов АГНКС . Транспорт на альтернативном топливе. 2018. № 3 (63). С. 25-38.
  • Евстифеев А.А. Математическое моделирование производственных процессов АГНКС . Транспорт на альтернативном топливе. 2017. № 6 (60). С. 43-52.
  • Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов, Москва: Недра, 1974. 208 с.
  • Макогон Ю.Ф. Газогидраты, история изучения и перспективы освоения . Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2010. № 2. С. 5-21.
  • Sloan E.D., Koh C.A. Clathrate hydrates of natural gases . CRC Press, 2008. 752 p.
  • Клименко В.В., Босий М.В. Патент на корисну модель Україна, №134025 МПК F04В1/00, F25ВJ1/00 Спосіб заправки автомобільного транспорту природним газом // u201812187; заявл. 10.12.2018; опубл. 25.04.2019, бюл. №8/2019.
  • Koltun P., Klymenko V. Methane hydrates – Australian perspective / Mining of Mineral Deposits, 2016 Volume 10, Issue 4, Р.11-18. https://doi.org/10.15407/mining10.04.011 (Last accessed:
  • Бондаренко В.І., Витязь О.Ю., Зоценко М.Л. Газогідрати. Гідратоутворення та основи розробки газових гідратів; монографія. Дніпропетровськ. Літограф, 2015. 219с.
  • Истомин В.А., Якушев B.C. Газовые гидраты в природных условиях, М: Недра, 1992. 236 с.
  • Vysniaukas A.A. P. R. Bichnoi. Kinetic study of methane hydrate formation. Chem. Eng. Sci, 1983. Vol.38. P.1061-1072.
  • Englezos Р., Kalogerakis N., Dholabhai P.D., Bishnoi P.R. Kinetics of formation of methane end ethane gas hydrates. Chem. Eng. Sci, 1987. Vol.42. P.2647-2658.
  • Семенов М.Е., Калачова Л.П., Шиц Е.Ю., Рожин И.И. Разложение природного газа в присутствии метанола . Химия в интересах устойчивого развития. 2010. №18. С.153-157.
  • Horiguchi K., Watanabe S., Moriya H., Nakai S. Completion of natural gas hydrate overland transportation demo project // Proceedings of the 7 th International Conference on gas hydrates. - Edinburgh, Scotland, 2011.
  • Гавриш В.І. Оцінка ефективності застосування автомобільних газонаповнювальних компресорних станцій у сільськогосподарському виробництві . Вісник аграрної науки Причорномор’я. 2006. Вип. № 4. С. 66-71.
  • Сидоров Н. Метановые микрозаправки . АГЗК+АТ. 2008. №4 (40). С. 35-37.
  • Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинаміка, М.: Издательский дом МЭИ, 2016. 496 с.

    • Copyright (c) 2021 В.В. Клименко, М.В. Босий, В.В. Аулін, І.І. Філімоніхіна, С. В.Лисенко, А.В. Гриньків