LABORATORIUM KONWERSJI ENERGII

Ćwiczenie 15	Model samochodu z ogniwem paliwowym wodorowo - tlenowym	SPRAWOZDANIE
Nr zespołu:	Wydział, rok, grupa: WEiP, III, 2	Data: 21.11.2011 r.
Nazwisko i Imię:	Ocena:
	Teoria	Wykonanie ćwiczenia
1. Musiał Michał
2. Nowak Mateusz
3. Mateusz Rachwał

1. Cel ćwiczenia.

Celem wykonania ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działania samochodów, opartych na wykorzystaniu energii elektrycznej, powstałej na drodze elektrolizy – wodoru. Podczas ćwiczenia dokonaliśmy pomiaru odległości jaką może pokonać samochodzik, a także czasu, w celu wyznaczenia siły tarcia i udowodnieniu, równości N=T×w, gdzie:

N – moc samochodziku

T – siła tarcia

w – prędkość jednostajna

1. Opis działania samochodziku i jego istota

Zasoby ropy naftowej na świecie nie są nieskończone.. Jedną z alternatyw jest wykorzystanie wodoru, jako źródła energii, gdyż jest to najczęściej występujący pierwiastek na ziemi. Wodór może być wykorzystywany do napędzania samochodów na dwa sposoby. Można go stosować jako paliwo w tradycyjnym silniku, które ulega spalaniu w komorze, bądź też wykorzystywać w ogniwach paliwowych do wytworzenia energii napędzającej silnik elektryczny. Podczas wykonywania ćwiczenia mieliśmy do czynienia z silnikiem elektrycznym. Głównym procesem, w tej gałęzi jest elektroliza, czyli proces napędzany wymuszoną wędrówką jonów do elektrod, zanurzonych w substancji, po przyłożeniu do nich odpowiedniego napięcia prądu elektrycznego. Każda z elektrod przyciąga do siebie przeciwnie naładowane jony. Do katody dążą więc dodatnio naładowane kationy, a do anody ujemnie naładowane aniony. Po dotarciu do elektrod jony przekazują im swój ładunek, a czasami wchodzą też z nimi w reakcję chemiczną. Podczas wędrówki mogą też zachodzić reakcje z innymi jonami, czego efektem jest wydzielanie gazów. Właśnie dzięki temu uzyskaliśmy wodór, który za pomocą przewodów dostarczamy do zbiorniczka znajdującego się w samochodzie. Dalsza zamiana energii chemicznej na elektryczną następuje w ogniwie paliwowym (galwanicznym). Schemat działania samochodu z ogniwem paliwowym jest stosunkowo prosty. W pierwszym etapie wodór zostaje doprowadzony ze zbiornika do ogniwa, gdzie dostarczane jest także powietrze, najczęściej z wykorzystaniem turbosprężarki. Następnie odbywa się transmisja prądu (prądu stałego) z ogniwa do przetwornicy trakcyjnej, gdzie zamieniany jest on na prąd zmienny i przekazywany dalej do silnika indukcyjnego. Ostatnim etapem jest przekazanie momentu obrotowego na koła samochodu.

1. Obliczenia.

$$V = \frac{S}{t}$$

S₁=8,46m

S₂=8,1m

t₁=21s

t₂=20s

V₁=0,403 [m/s]

V₂=0,405 [m/s]

N = T × V

N=0,032 [W]

T₁=0,079 [N]

T₂=0,079 [N]

T = f × m × g

$$f = \frac{T}{m \times g}$$

M=153,7g=0,1537 [kg]

g=9,81 [m/s²]

f=0,052

1. Wnioski.

Wyniki jakie otrzymaliśmy wskazują, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie, gdyż szybkości jednostajne są do siebie bardzo zbliżone, a siły tarcia otrzymaliśmy na jednakowym poziomie. Współczynnik tarcia jest niewielki pomimo, że pomiaru dokonaliśmy na gumolicie (współczynnik tarcia jest większy niż w przypadku płytek ceramicznych), dzięki niewielkiej masie użytego pojazdu.