DIGITALNA ARHIVA ŠUMARSKOG LISTA
prilagođeno pretraživanje po punom tekstu
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 33 <-- 33 --> PDF |
LUJO JAEGER (TESLIĆ) : UPOTREBA DOMAĆIH GORIVA ZA POGON EKSPLOZIVNIH MOTORA* (L´EMPLOI DE NOS PROPRES COMBUSTIBLES POUR LA MISE EN ACTION DES MOTEURS A L´ EXPLOSION) Posljednjih godina počelo je da se pokazuje, ne samo kod nas nego u skoro svim državama, interesovanje za upotrebu domaćih, jeftinih, čvrstih goriva za pogon eksplozionih motora, te ću pokušati da vam pružim kratak i jasan pregled o ovoj temi. U našoj zemlji nemamo izvora nafte, nego moramo uvoziti sirovo ulje, petrolej i benzin, što predstavlja velik teret za privredu i veliku zavisnost od inostranstva. Za pogon velikog broja naših motora moglo bi se upotrijebiti drvo, kojeg imamo u našoj zemlji u suvišku, a priroda ga i neprestano naknaduje, ili drvni ugalj, koji se može kod nas proizvoditi u svim potrebnim količinama. Naša domaća čvrsta goriva ne mogu kod pogona motora direktno sagorijevati kao na pr. pod parnim kotlom, nego se moraju u odgovarajućim aparatima pretvoriti u takav oblik, koji odgovara pogonu eksplozivnih motora. Taj je oblik plinovito agregatno stanje, u koje benzin mora biti pretvoren, da bi — smiješan sa zrakom — izgarao u motoru. Pretvorba krutih goriva u gorivi plin vrši se u t. zv. generatorskim postrojenjima (gazoženima), koji se mogu graditi za stabilni ili prevozni pogon. Razvoj postrojenja za upojni plin razmjerno je mlad prema ostalim izvorima energije. Prije ca. 45 godina gradio se zapravo prvi generator na upojni plin. Generatori za prevozni pogon pojavili su se tek poslije svjetskog rata. Isprva su se za pogon generatora upotrebljavala samo goriva bez bitumena, kao što su koks, antracit i drvni ugalj. Tek kasnije se pokušala upotreba bituminoznih goriva za pogon motora, kao n. pr. drvo. Prvo konstruktivno riješenje ove vrsti uspjelo je u god. 1912. tvornici Humboldt - Deutzmotoren A. G., Köln - Deutz. To je bio velik napredak u razvoju generatora, jer su se produkti suhe destilacije — i to para, katran i sirćetna kiselina — odstranjivali mehaničkim putem. Kasnije se pokušalo, da se u samom generatoru odstrane te škodljive sastojine. Ovi su pokusi uspjeli i doveli do principa silaznog rasplinjavanja, o kojem ću još kasnije opširnije govoriti. Generatorska postrojenja za motorna vozila bila su iz početka posve slična onima za stabilni pogon. U novije doba interes je za te generatore toliko porasao, da su današnji aparati vrlo savršeni, premda su konstrukteri imali da riješe neobično teška pitanja. * Predavanje održano dne 5. IX. 1936. na šumarskoj izložbi u Ljubljani. 137 |
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 34 <-- 34 --> PDF |
Dolazim do pitanja, da li je za pogon generatora odnosno motora bolje upotrijebiti drvo ili drvni ugalj. Općenito može se reći, da je drvo, za srednje i velike stabilne motore racionalnije, dok se za male i naročito prevozne motore preporučuje drvni ugalj. Kod izbora goriva odlučuju uostalom mjesne prilike i zahtjevi, koji se stavljaju na pogon motora. Mi u Teslicu upotrebljavamo za pogon stabilnog plinskog motora od 320 k. s. vrlo racionalno retortni drvni ugalj iz vlastite tvornice. U Vojvodini naprotiv nalaze se mnogi traktori u pogonu sa drvetom. Poznato je, da bi opća upotreba domaćih goriva — drveta i drvnog uglja — prema potrošku nafte, petroleja i benzina donosila sa sobom ogromne materijalne uštede. Ako se pomisli, da otprilike 500 g drvnog uglja ili 1000 g drveta zamjenjuju 200 g nafte ili 300 g benzina, onda se tek pravo može shvatiti veliko značenje ovog važnog privrednog pitanja. Iz slijedeća dva karakteristična primjera može se vidjeti izvanredna ekonomičnost pogona na plin: Stabilni motor od 100 k. s. treba kod 10-satnog dnevnog rada najmanje 60.000 kg nafte na godinu, što odgovara izdatku od ca. 180.000 Din. Isti efekat može se postići s 300.000 kg drva u obliku otpadaka, za koju se količinu plaća najviše samo 60.000 Din. Ušteda bi u tom slučaju bila oko 120.000 Din. godišnje. Drugi primjer. Teretni auto od 5 tona treba za 100 km ca. 30 kg benzina po 10 Din. kg. Ako taj auto prevali put od recimo 30.000 km na godinu dana, ima vlasnik trošak od 90.000 Din. samo za benzin. Nakon pregradnje na plin iznosi potrošnja oko 14.000 kg drvnog uglja po 1 Din. prosječno, što znači izdatak od 14,000 Din. Pribrojimo li k tomu svotu od 2.000 Din. za dodani benzin, onda iznosi godišnja ušteda oko 74.000 Dinara. Upotreba domaćih čvrstih goriva (drva i drvnog uglja) ima veliko značenje za naše šumarstvo. Povećanje potrošnje tih goriva pružilo bi mogućnost zarade vlasnicima šuma, jer bi se moglo unovčiti drvo, koje ostaje u šumi, a za koje se prema sadanjim prilikama ne isplati izvoz. I našim šumskim radnicima pružila bi se nova prilika zarade. Nadalje se preporučuje, da šumska poduzeća za svoje motore upotrebljuju vlastita goriva, koja su za njih tako reći besplatna. Ne mogu se svi tipovi motora pregraditi na upojni plin, tako na pr. dvotaktni motori, kojima efekat jako opada. Koje se vrste motorskog pogona mogu s uspjehom pregraditi na generatorski pogon? U prvom redu mali, stabilni motori, koji danas još skoro svi rade na benzin. U koliko se radi o četverotaktnim motorima, mogu se svi ti strojevi vrlo lako pregraditi na plin. Takovih motora imamo u izobilju u zemlji u rukama malih obrtnika i poljoprivrednika. Opća upotreba domaćih goriva baš bi tim materijalno slabim krugovima donijela nesumnjivo mnogo koristi. Potrebno je, da se donesu na tržište dobri i jeftini generatori za male motore i to najbolje za drvni ugalj. Kod srednjih i velikih stabilnih motora ne dolazi benzinski pogon uopće u obzir, nego samo Dieselov motor, koji troši mnogo jeftiniju naftu. U ovoj grupi nalazi se već odavno velik dio originalnih motora na upojni plin, jer su dotični vlasnici uvidjeli velike prednosti toga po 138 |
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 35 <-- 35 --> PDF |
gena. Osim toga pregradilo se u zadnje vrijeme mnogo Dieselovih motora na plin. Unatoč toga ima u zemlji još mnogo postrojenja za naftu, koja bi se sva morala pregraditi na plin. Tu bi se također moglo mnogo uštediti, jer se radi o velikim motorima i prema tome velikim količinama goriva. Pregradnja Dieselovih motora može se kod nas lako provesti, budući da imamo u zemlji dovoljno odličnih stručnjaka, koji imaju odgovarajuću praksu i poznavanje motora. Troškovi pregradnje su prilično visoki, ali se već za kratko vrijeme amortiziraju. Za svaki pojedini slučaj treba prije konačne odluke poduzeti tačna istraživanja i proučavanja, da li je drvo podesnije za pogon ili drvni ugalj. Kako sam već spomenuo, bio bi kod do sada opisanih grupa motora u glavnom smanjen uvoz nafte, jer su pravi potrošači benzina motorna vozila. Slijedeća vozila najpodesnija su za pregradnju na plin: Pokretne pumpe, cirkularne pile, kompresori, agregati za proizvodnju struje, drobiliee za kamen, miješalice za beton i t. d., dakle m itori, koji su do sada u glavnom trošili benzin, a samo djelomično petrolej ili naftu. Nadalje spadaju ovamo traktori i motorni lokomobili za poljoprivredne i druge svrhe. Uslijed skupog tekućeg goriva i niskih cijena poljoprivrednih produkata obustavio se naročito u Vojvodini rad skoro svih traktora. Danas je već u tim krajevima velik dio tih strojeva pregrađen na plin i tako imaju poljoprivrednici jeftinu motornu snagu. Osim toga imamo velik broj Dieselovih motornih valjaka za ceste, koji su većinom stavljeni izvan pogona- radi nedostataka na motoru. Kad bi se ovi strojevi pregradili na plin, odstranile bi se ujedno i te pogreške na motoru. Vrlo velike mogućnosti pregradnje na plin pružaju teretni automo bili i autobusi, premda je već priličan broj ovih vozila pregrađen i dje lomično već godinama u pogonu. Najčešće se upotrebljava drvni ugalj za njihov pogon. Sada slijede motorna vozila na tračnicama, na pr. motorne loko motive, motorna željeznička kola i motorne drezine. Pogon tih vozila, koja se kod nas sve više i više uvode, mogao bi se znatno pojeftiniti. Francuske državne željeznice izvele su pokuse sa željezničkim motor nim kolima, te su ustanovile, da takova kod efekta od 200 ks troše 1.)0 kg drvnog uglja na 100 km. Potrošak benzina bio bi oko 50 kg. Cijene goriva odnosile bi se za naše prilike kao 80 Din. prema 500 Din. Preostaju još osobni automobili, koji troše najveći dio benzina. U inostranstvu postoje već upotrebivi tipovi generatora za pogon osobnih kola, kao n. pr. »Imbertov« generator za drvo, koji je pokazao odličan uspjeh na alpskoj konkursnoj vožnji i talijanski »Dux«-generator za drvni ugalj. Za vrijeme moga naučnog putovanja u Italiju u julu o. g. imao sam prilike, da se u takovim kolima vozim. Vožnja se nije naročito razlikovala od benzinskog pogona. Samo se u unutrašnjosti auta osje ćala dosta jaka toplina generatora. No to bi se dalo odgovarajućim mje rama svesti na minimum. Interesantan je bio vješt i nenapadan smještaj generatora na kolima. Malo je poznato, da bi se velik broj brodskih motora mogao pre graditi na domaće gorivo, u prvom redu oni, koji su sada udešeni za benzinski pogon. 139 |
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 36 <-- 36 --> PDF |
Od dosta velike važnosti je upotreba odgovarajućeg gorivog materijala. Da bi se moglo odrediti, da li se neko gorivo može korisno upo trijebiti u generatoru, važno je upoznati se s općenitim osobinama svih goriva, koja dolaze u obzir za pogon generatora. Posve općenito mora se od jednog idealnog goriva za generator ske svrhe zahtijevati: 1) Velika kalorična moć kod velike specifične težine. Ovo je naro čito važno za automobilske generatorske uređaje, jer se s jednim pu njenjem generatora postiže veći broj kilometara. 2) Mala sadržina pepela. Što gorivo sadrži manje pepela, to se manje mora čistiti generator i filteri. 3) Ispravni procenat vlage. To obično ovisi o konstrukciji generatora. 4) Jednolika veličina komada, Najidealnije gorivo sredstvo u tom pogledu je briket, ali može se i drvo ili drveni ugalj tako cijepati odnosno sortirati, da u tom pogledu u praksi potpuno odgovara. 5) Dovoljna čvrstoća. Mnoga goriva tvore ugalj, koji se lako raspada. Takova goriva ne mogu se korisno upotrijebiti u generatoru. 6) Gorivo ne smije sadržavati škodljivih sastojina, koje mogu djelovati brušenjem, lijepljenjem ili korodiranjem. 7) Niska cijena po kaloriji i 8) Mogućnost lake nabavke. Kao prvo i najjeftinije gorivo dolazi u obzir drvo i to otpatci iz šume i kod obrade. Pretpostavljam, da su fizikalne osobine drveta, anatomija i kemijski sastav drvne mase. kalorična moć, sadržaj vlage i bolesti drveta toliko poznate, da mogu bez daljnjega preko toga prijeći. Za pogon generatora može da služi samo zdravo tvrdo drvo, osušeno na zraku i odgovarajuće veličine. Mekano drvo, naročito crnogorično drvo može se upotrijebiti korisno samo miješano s tvrdim, jer stvara suviše mekan ugalj, koji se lako raspada u prah. Od bolesnog ili vlažnog drveta ne može se zahtijevati, da daje iste rezultate kao zdravo suho drvo.. Veoma je važno pitanje pravilnog i ispravnog usitnjavanja drveta. Suviše veliki komadi tvore u generatoru šupljine, tzv. mostove, koji jako smetaju pravilnom rasplinjavanju drveta. Pougljivanjem drveta dobijemo drvni ugalj, koji predstavlja idealno gorivo sredstvo za pogon generatora. Dobar drvni ugalj mora da odgovara slijedećim zahtjevima: 1) Velika otpornost prema tlaku i kod najviših temperatura. 2) Malen sadržaj pepela, što je naročito važno kod pogona motornih vozila. 3) Da ne sadrži katrana. 4) Visoka kalorična vrijednost od ca 7.000 kal/kg. 5) Jednolika kvaliteta. 6) Laka upaljivost, što naročito pospješuje start motora. Sve osebine dobrog drvnog uglja posjeduje najplemenitija njegova vrst, tzv. retortni ugalj, koji se dobiva pri industr. pougljivanju drveta u svrhu dobivanja drvnih destilata. Naročito treba naglasiti jednolikost i stalnost kvalitete, koju treba pripisati samom načinu proizvodnje 140 |
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 37 <-- 37 --> PDF |
stroge naučne kontrole, koja se nad njim vodi. Razlika prema šumskom uglju pokazuje se u praksi u manjem potrošku, bržem startu i manjem opterećenju filtera. Plin, koji se dobiva iz generatora, je smjesa gorivih i negorivih sastojina. U praksi bi bilo vrlo teško proizvoditi samo čisti gorivi plin, što u ostalom za pogon eksplozivnih motora nije ni potrebno. Genera plinova: 1) Ugljikov monoksid (CO), kako mu već samo ime pokazuje, sastoji se iz ugljika i kisika. Kalorična mu je vrijednost oko 3000 Kal/cbm. Vrlo je otrovan i opasan radi toga, što je bez mirisa. 2) Vodik (H), koji nastaje disocijacijom vode u generatoru. Kalorička mu je vrijednost oko 2560 kal/cbm. Vrlo je lako zapaljiv, ali ako ga u generatorskom plinu ima previše, podleži ovaj detonacijama u motoru. 3) Ugljikovodici (kao metan, etilen, itd.) odlikuju se velikom kaloričnom vrijednošću, koja iznosi oko 8500 kal/cbm za metan, a za etilen oko 14.000 kal/cbm. Ali ti plinovi dolaze u tako malenim količinama, da te njihove dobre osebine ne dolaze do pravog izražaja u generatorskom plinu. 4) Dušik (N). Ovaj negorivi plin sadržan je u zraku u velikoj količini, najme 79%. On je samo balast, kako kod procesa u generatoru tako i u motoru. U oba slučaja mora da poprimi visoku temperaturu, te radi toga snizuje temperaturu u užarenoj zoni generatora i u cilindru motora, ali usporava brzinu sagorijevanja. 5) Ugljični dioksid (C02) nastaje potpunim sagorijevanjem ugljika. Treba nastojati, da ga u generatorskom plinu bude što manje, jer C02 ne samo da snizuje kaloričnu vrijednost, nego i povećava potrošak goriva. 6) Kisik (O) također ne gori. U generatorskom plinu ne smije da ga bude niti 1%. Tehnička analiza generatorskog plina vrši se Orzatovim aparatom i raznim modifikacijama, te se njime određuje omjer između pojedinih sastojina. Kalorička vrijednost plina određuje se najviše Junkersovim ili Strache-ovim kalorimetrom. Prema principu, po kojem se vrši rasplinjavanje, razlikujemo četiri vrsti generatora i to: generatore po sistemu uzlaznog, silaznog, poprečnog i dvostrukog rasplinjavanja. Generatori po principu uzlaznog i poprečnog rasplinjavanja zgodni su samo za pogon drvnim ugljem ili sličnim gorivom, dok su obje ostale vrste određene za pogon sa drvima. U ostalom može se u tim generatorima upotrebljavati i drvni ugalj. Prvi generatori radili su po principu uzlaznog rasplinjavanja (slika 1). Na šemi se vidi, da je to peć (1) s roštiljem (2) obložena samotnim oblogom (3). Gore se nalazi posuda s vodom (4), tzv. isparivač, koja je s pomoću cijevi (5) spojena sa prostorom ispod roštilja (.). Šaht se puni kroz lijevak sa duplim zatvaračem (7). Generator funkcionira na slijedeći način: Treba si predstaviti, da je šaht napunjen drvnim ugljem i da se nad roštiljem (2) nalazi vatra, te je s pomoću cijevi (8) preko filtera vezan s motorom. Uslijed ´ sisanja motora nastane u generatoru 141 |
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 38 <-- 38 --> PDF |
vakuum, čime se podržava proces rasplinjavanja. Kroz otvor (9) prodire zrak u prostor nad vodenom površinom isparivača (4) i zasiti se vodenom parom. Ta smjesa prolazi kroz cijev (5) pod roštilj (2) i odavle u užareno gorivo. Ovdje počinje zapravo proces rasplinjavanja. Jedan dio zçaka prouzrokuje potpuno sagorijevanje, čime se stvara toplina, koja je potrebna za stvaranje daljnjih kemijskih procesa. Tako nastaje iz užarenog uglja, kada prodire samo malo zraka, najvažniji gorivi plin, najme CO (ugljikov monoksid). Ugijični dioksid (C02), koji nastaje potpunim sagorijevanjem drvnog uglja, reducira se kod visoke temperature u prisustvu užarenog uglja u CO. Zato se ova zona i zove redukciona 51.1 uzlaznoq ravfjlinamnja zona. Konačno i vodena para ulazi sa užarenim ugljenom u reakciju, iz koje rezultira također CO uz H (vodik). Čitava ova smjesa plinova zajedno s dušikom, koji se nalazio u zraku, prolazi kroz gorivo prema gore, zagrijava isparivač i izlazi kroz cijev (8) u filter, gdje se plin hladi i očisti, te u takvom stanju dolazi u motor. Generator po principu silaznog rasplinjavanja radi upravo obratno (slika 2). Plin izlazi ispod roštilja (1), a zrak ulazi kroz bočne sapnice, koje se daju regulirati sa poklopcima (3). Kod visoke temperature, koja nastaje u blizini sapnica za vrijeme pogona, drvo se suši, šveluje i konačno pouglji. Osim toga moraju kroz tu zonu proći produkti suhe destilacije drveta, dakle vodena para, pare katrana i sirćetne kiseline. Tom se prilikom ove sastojine, koje su škodljive kod pogona motora, raspa 142 |
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 39 <-- 39 --> PDF |
daju i pretvaraju u plinove, koji u motoru ne prouzrokuju smetnje. Taj se proces zove krakovanje. Plinovi napuštaju generator kroz roštilj i prolaze kroz filter u motor. Generator se puni dizanjem poklopca (4). Na gornjem dijelu šahta nalazi se dimnjak (5), u kojem je ugrađen za-< tvarač (6). Dimnjak služi za odvod dima prilikom stavljanja generatora u pogon. % . Irak .... . zraK \ \ & 3=*- plin xr^jyfe gu. 5.... operatora ^.. ^rincijpvL 5 «,ilax.noq ras|olinavan^OL. Tako zvani generator sa dvostrukim rasplinjavanjem (slika 3), koji se upotrebljava samo za velike motore, ima svrhu, da pretvara u plin hladnu jezgru, koja nastaje pri velikom promjeru šahta, jer zrak, koji ulazi na opsegu šahta, ne može da prodire do sredine. Kako se vidi na slici 3, plin izlazi iz sredine generatora, dok zrak ulazi više i niže. Zato se stvaraju dvije užarene zone, odakle mu je i ime »Generator s dvostrukim rasplinjavanjem«. Ove dvije vrste generatora ne trebaju posebno dodavanje vodene pare, jer drvo sadrži dovoljno, vlage. Najmodernija je vrsta generatora s poprečnim rasplinjavanjem, koja se upotrebljava za pogon motornih vozila i malih stabilnih motora, 143 |
| ŠUMARSKI LIST 3/1937 str. 40 <-- 40 --> PDF |
za koje je najpodesnije gorivo drvni ugalj. Pošto dobar drvni ugalj sadrži samo malo pepela, nije uopće potreban roštilj. Kako se iz slike 4 vidi, pokreće se struja rasplinjavanja u horizontalnom smjeru. Time postaje generator niži i širi, te se lakše može smjestiti na motornim vozilima. Funkcija je slična, kao kod uzlaznog rasplinjavanja. Zrak prolazi kroz otvor (1) i zasićuje se vodenom parom u isparivaču (2). Ta smjesa ulazi kroz cijev (3) i kroz sapnicu (4) u generator. Gotov plin zagrijava isparivač, odakle odlazi u filter i dalje u motor. bevna generatora jsoprmcifin, poprečnog raseljavanja, Taj sistem može se smatrati generatorom budućnosti za motorna vozila. On omogućuje kod ispravne konstrukcije brz start, ima veliku elastičnost kod promjene opterećenja motora, a osim toga je jednostavan i lagan u konstrukciji. Plin izlazi prilično ohlađen i čist iz generatora i treba da prođe još samo kroz jedan fini filter. Po ovom smo principu pregradili u našoj tvornici u Teslicu motornu drezinu, koja je pokazala u pogonu sve ove dobre osobine. Prvi filter morao je biti čišćen tek nakon 2000 km, dok je drugi filter nakon 5000 km bio još posve čist. Naravno igra tu veliku ulogu i naš odlični retortni drvni ugalj. Mislim, da sam ovime rekao najvažnije o tom predmetu i završavam sa željom, da naša privreda ima mnogo koristi od upotrebe domoćih goriva. Résumé: L´auteur décrit surtout le mécanisme de moteurs pouvant etre mis en action au moyen de charbon de bois et de ceux pouvant l´etre au moyen de bois seul. 144 |