037 4

Rys. 1.15. Wpływ rodzaju gazu roboczego na sprawność ogólną silnika; p = 11 MPa,

T = 973 K, T = 298 K [50]

H    K

Drugą niedogodnością zastosowania wodoru w silnikach jest niebezpieczeństwo wybuchu, powstające w przypadku przecieków z silnika i przekroczenia krytycznego stężenia wodoru w powietrzu atmosferycznym. Przedział palności mieszaniny wodoru z powietrzem jest bardzo szeroki i wynosi 4+74.2% a do jej zapłonu potrzebna jest bardzo mała energia. Niebezpieczeństwo wybuchu powstaje w wyniku przenikania wodoru do otoczenia głównie przez uszczelnienia ruchomych podzespołów mechanizmu roboczego, wyprowadzonych na zewnątrz kadłuba silnika .

Podane wyżej względy wpływają często na podjęcie decyzji zastąpienia w rzeczywistej konstrukcji wodoru helem, którego właściwości fizyczne również umożliwiają uzyskanie korzystnych wskaźników pracy silnika (sprawności oraz mocy) przy pełnym bezpieczeństwie. Ponadto hel jako gaz szlachetny pozwala na wykorzystanie szerszego wachlarza stopów metali na bazie niobu i molibdenu do wykonania części konstrukcyjnych silnika. W przypadkach zastosowania reaktorów atomowych jako wysokotemperaturowego źródła ciepła hel zawarty w przestrzeni roboczej nie nabiera własności radioaktywnych. Do ujemnych właściwości helu należą: wysoki koszt, ograniczone zasoby w przyrodzie oraz wysoka przenikliwość przez elementy uszczelnień ruchomych podzespołów. Zmienność zasadniczych własności helu w funkcji ciśnienia i temperatury przedstawiają poniższe dane:

- współczynnik przewodzenia ciepła w przedziale temperatury 0+3000°C

A_t = 1.80132-10'² + 3.83493-10"⁴ T - 7.30098-10"⁸ T* + 9.32353• 10'^1Z T³

(1.60)

41