٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ١ دراسة تصميم وأداء محرك بارد وعديم التلوث باستخدام النتروجين السائل كمائع شغل حيدر شاكر عبد اهللا. د جامعة القادسية–كلية الهندسة قسم الهندسة الميكانيكية ةالخالص Openة دورة رانكن المفتوحأساسكمائع شغل لمحرك يعمل على LN2تم استخدام النتروجين السائل .Rankine Cycle حرارة خالل شوط ان هذا المحرك تم تصميمه نظرياً بحيث يحقق اكبر عملية انتقال يوجد فيه أي هذا المحرك الإن، حيث مبادالت حرارية هوائيةباستخدام Expansion Stroke التمدد فان , لة خالل شوط التمدد كبيرة كانت كمية الحرارة الداخإذا .احتراق بل تمدد لضغط النتروجين السائل فقط هذا المحرك يعوض عن استخدام المحركات الكهربائية من ناحية القدرة الخارجة وكلفة التشغيل في حالة العديد من الطرق الالزمة إلى افةباإلض .كل هذه التحديات الهندسية تم دراستها في هذا البحث . بالجملةاإلنتاج . Isothermal Expansionي للحصول على التمدد االيزوثيرم .تمدد، آيزوثيرمي، مائع الشغلمحرك، مركبات، : ةكلمات رئيسي A Study for Design and Performance of a Cool and Zero Emission Engine Using Liquid Nitrogen as a Working Fluid Dr. Hayder Shakir Abdulla Al-Qadisiyia University-College of Engineering Mechanical Engineering Department Liquid Nitrogen LN2 is used as a working fluid for an engine using an open Rankine cycle. Ambient heat exchangers are used to open power the engine that is configured to maximize heat transfer during the expansion stroke, where in this engine no combustion will occur, but only expansion to LN2. If sufficient heat input during the expansion process can be realized, then this engine would provide greater automotive ranges and lower operating costs than those of electric vehicles currently being considered for mass production. This engineering challenges has been evaluated and several means of achieving isothermal expansion are discussed. ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٢ Nomenclatureالرموز المستخدمة Ap : 2,المساحة السطحية لرأس المكبسm Ac : 2 ,المساحة الداخلية لحجم الخلوصm :Aw 2 , المساحة الداخلية لالسطوانةm Ah :س,ااس راحة سم 2mلمكب : Cpالحرارة النوعية,j/kg.K d : قطر االسطوانة,m f: البعدي,معامل االحتكاك للغاز h : المحتوى الحراريenthalpy, j/kg hx : معامل انتقال الحرارة ,KmW ./ 2 k: الموصلة الحراريةKmW ./ m :معدل تدفق الكتلة ,kg/s n,m :3( للمعادلةأسس( Nu:نسلت عدد , k hd, البعدي N : السرعة الدورانية ,RPM P : الضغط ,N/m2 Pr : عدد يرانتدل k µC p ,البعدي Q: انتقال الحرارة ,W R : البعدي, نصف قطر عمود المرفق إلىنسبة طول عمود الربط Re :عدد رينولدز, µ dρU p S : طول الشوط ,m , Stroke St : عدد ستانتن pCρ p x U h البعدي, T: درجة الحرارة ,K tr :سمك حلقة المكبس ,m UP : سرعة المكبس ,m/s V : الحجم ,m3 Vc : حجم الخلوص ,m 3 Vh : حجم الرأس ,m 3 ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٣ Wf :شغل االحتكاك ,j W : شغل الدوررة ,j Greek الرموز اليونانية η :الدورة ةفاءك θ : زاوية عمود المرفقGrank Angle , degree γ : نسبة الحرارة النوعية , v p C C البعدي , µ : اللزوجة الحركية , sm kg . δS : الشوط التفاضلي جزء ,m fδW : جزء الشغل االحتكاكي التفاضلي ,j Subscriptsالرموز الدليلية السفلية i: الحقن ,injection e : العادم ,exhaust w : الجدار ,wall h : عالي, high L : واطىءLow Introductionالمقدمة الجـو مـن ةباالسـتفاد هـي LN2ام النتـروجين الـسائل ان الفكرة األساسية في استخد Atmosphere ص السائل ليتم اسـتخدامه فـي دورة القـدرة م حراري ليبخر ويح ر كمصد على عكس المحركات الحرارية المعروفة والتي تستخدم مصدر طاقة بدرجة حرارة الحرارية في كـال الحـالتين ان .heat sinkاعلى من درجة حرارة الجو باستخدام الجو كوسط بارد :كفاءة الدورة هي h L h T T 1 Q W −==η (1) K تعمل بين درجة حرارة يالحرارية الت للماكنة % 74ان القيمة المثالية للكفاءة الحرارية هي Th=300 77رةودرجة حراK TL= 2حيث ان الـشغل يـساويLN-kj/kg 769=W والـذي ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٤ وبهذا نحتـاج kj/kg 300-180حامض والتي تعطي – بطاريات رصاص عمقارنة م يعتبر كبير .باستخدام المحركات الكهربائية من الشغل الناتج لنقل نفس الحمولة % 40لـــ LN2منظومة تستخدم النتـروجين الـسائل قدموا ) Hencey) 1972 و Boeseالباحثان والهواء الجوي لتدوير محرك مربوط بمولد كهربائي حيـث ان الهـواء يـستخدم لتـسخين .النتروجين Brayton Cycleاستخدموا دورة يرايتون ) Scheider) 1974 و Manningالباحثان حيث تم استخدام العديد , LN2باستخدام النتروجين السائل للحصول على الشغل من المحرك كما . وسطية متبوعة بمرحلة غاز اخيرة Reheatمن عمليات التمدد مع عمليات اعادة تسخين والهواء الساخن خالل حجم معين بشكل متناوب N2انهم استخدموا اله تمرر النتروجين البارد د وتـسترخي حيث ان هذا الحجم يحتوي العديد من اسالك الشد المربوط بالمكبس حيث تش , .خالل دورة حرارية الستغالل اخر كمية من الطاقة في مائع الشغل بكفاءة عالية وفصل الهواء في الدورة الحراريةliquefactionاقترح اسالة ) Oxley ) 1980الباحث تخدمةا تـراق يستخدم لزيادة كفاءة االح 2Oحيث ان االوكسجين في محركات الباصات لمس يا االخيرة في ماكنة سـترلنج نوالغازات المسالة يمكن غليانها بالتدوير حول درجة الحرارة الد Striling Engine باستخدام الهليوم Heكمائع شغل . في منظومة التـوربين الغـازي LN2 استخدم النتروجين السائل Boese(1981) الباحث Turbine Gas , ام مبادل حراري يكون المائع الساخن فيـه حيث ان الحرارة تضاف باستخد المـستقبل كمـا ان منظومـة .التكييف في مقطورة المـسافرين هو الهواء القادم من منظومة Receiver ها قد تم .في هذا البحثافتراض صمموا منظومة لزيادة سرعة المحركات التي تـستخدم )1982( وزمالئه latterالباحث وذلك باالستفادة من حرارة الجو )الخ....LPGالوقود المسال , بنزين ,ديزل (الوقود التقليدي الحـرارة القادمـة مـن غرفـة إلى باإلضافة LN2 بعمليات اعادة تسخين النتروجين السائل االحتراق في هذه الطريقة هو ان الهواء المسال يستخدم كمائع شغل اوالً في دورة .تراق حاال ان عملية الدمج هذه تمكـن .قليدي الى محرك االحتراق الداخلي رانكن قبل حقنه مع الوقود الت كما تم .من كونه يستخدم كل مصدر وقود على حده % 50المحرك من قطع مسافة اكثر بــ Systemمناقشة االستفادة من حرارة االحتكاك القادمـة مـن المحـرك ومنظومـة الكـبح Braking. Adiabatic اعاله كانت عمليات التمدد كظيمة ةمن المالحظ ان في جميع البحوث السابق Expansion االيزوثيرميـه مع اعادة تسخين ولـم تـستخدم عمليـة التمـددIsothermal Expansion كما في هذا البحثه مع ماكنة بارد . ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٥ System 2LN منظومة النتروجين السائل النتروجين السائل . ث يمثل رسم توضيحي للمنظومة المستخدمة في هذا البح )1(الشكل LN2 خاصة تضغط السائل الى بمضخهضغطهمخزون في اسطوانة مخلخلة الضغط ثم يتم ثم يمر بمبادل حراري يـسمح المنظومة الى Supercritical Pressureضغط حرج فائق بعـدها يمـر . Frostلمائع الشغل للوصول الى درجة حرارة الجو بدون حصول الـصقيع والذي يقلل من تذبذبات الضغط في المنظومة حـسب Receiver بالمستقبل LN2النتروجين Cylinder-Piston مكبس –كذلك توجد صمامات في منظومة االسطوانة . متطلبات القدرة ,.Williams et. el) و )N2) Williams, 1997لتـتحكم بـدخول وخـروج النتـروجين مكبس ليـتم ابقائهـا بدرجـة –االسطوانة يتم تدويره خالل منظومة السائل المسخن .(1997 كما ان السائل المسخن يمر بمبادل حراري ثاني ليوصل .حرارة قريبة من درجة حرارة الجو منظومـة صـندوق بعدها يتم الحصول على الحركة مـن خـالل . الى المحرك حرارة الجو Exhaust N2 بما ان النتروجين الخـارج . ثم الى العجالت Gear Box التروس المعروفة استخدامه لتسخين النتروجين السائل اولياً فـي مبـادل ملذا يت , قريب من درجة حرارة الجو .حراري ليقلل التماس بين السائل البارد والجو مكبس–التحليل النظري لمنظومة االسطوانة Piston System -Analytical Analysis for Cylinder لمحرك الترددي سيتم شـرحه ليـتم التعـرف علـى مختلـف التحليل الثرموديناميكي ل النمـوذج . على استهالك الوقود وتأثيرها LN2 الخاصة بمحرك النتروجين السائل المتغيرات تـأثيرات إليجـاد للمبادل الحراري في هذا التحليل يستخدم Model Theoretical النظري , Boreالقطـر ,ناتج من المكـبس للمنظومة على الشغل ال الضغط ودرجة الحرارة الداخلين . RPM)West, 1996 (Caton and باالظافة الى سرعة المحرك الدورانية Strokeالشوط إشـكال سيتم تعميمه ليتم تفحص مدى كبير من Simulation Procedure المحاكاة أسلوب معدل تدفق الـسائل المـسخن وابعـاد .Piston-Cylinder Head اسطوانة - المكبسرأس .جادها لمختلف التغييرات باإلبعادادل الحراري سيتم إيالمب المعتمد على الزمن على حجم الـتحكم Single Zoneيتم تطبيق تحليل المنطقة الواحدة على فرض ان محتويات االسطوانة ثابتة الخواص وخاضـعة لمعادلـة )2(بالشكل الموضح فرض ان درجة حرارة الجدران الداخليـة كذلك يتم . للغاز المثالي State Equationالحالة P-V diagram. حجـم –لالسطوانة ثابتة اما الشغل الناتج سيتم ايجاده من مخطط الـضغط ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٦ معادلة . في حجم التحكم يتم ايجادها من قانون حفظ الطاقة N2الحالة اللحظية لغاز النتروجين :ها كمايلي لمحتويات االسطوانة يمكن التعبير عنEnergy Equationالطاقة ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ −+ θ−γ γ − θ −γ = θ e e i i h dt dm h dt dm d dV P 1d dQ V )1( d dP (2) -Slider بان حجم االسطوانة يمكن الحصول علية من معادالت نظرية المكـائن الخاصـة Crank (Hannah and Stephens, 1985) كمايلي: ))sinR(Rcos1(8 Sd VVV 22 2 ch θ−−+θ− π ++= (3) Cylinder Heat -Pistonمكـبس –انتقال الحرارة في منظومـة اسـطوانة Transfer ومعدل سرعة الدوران للمحرك Sوالشوط , d العالقة بين قطر االسطوانة إيجادلغرض خـالل عمليـة التمـدد N2يجب تخمين معدل انتقـال الحـرارة للنتـروجين , Nالترددي Expansion. البحوث السابقة تستخدم العالقات التجريبيـة اغلبيةEmperical Equations فـي . Radiation والذي يتـاثر بانتقـال الحـرارة باالشـعاع معامل انتقال الحرارة إليجاد الدراسات الخاصة بايجاد الخسائر الحرارية من المحرك بدون احتراق تتم من خـالل انـشاء في هذا البحث سيتم افتراض ان األسبابلهذه . يبية عالقة تجر إيجادنموذج صغير للمحرك ثم Turbulent Heatingالسطوانة شبيه للتـسخين االضـظرابي انتقال الحرارة خالل جدران ا :Holman,1997)(يلي للغاز في انبوب كما nm ddNu PrRe~ where coolingfor8.0 heatingfor3.0 flowturbulentfor8.0 = = = m m m (4) في المدى T على درجة الحرارة N2للنتروجين µ واللزوجة k الموصليه الحرارية يةاعتماد )200-300K( يتم ايجادها من خالل تفحص جداول البيانات الثرموديناميكية والتي تعطـي :مايلي 0.760.85 T~,T~k µ (5) مما يعطي عالقة لمعامل UPعلى فرض ان سرعة الغازات تتناسب مع معدل سرعة المكبس كمايلي hxانتقال الحرارة 594.08.0 P 8.02.0 x TUPd )1129.0(h = (6) ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٧ لمعامالت Least Squareحيث ان الثوابت في المعادلة اعاله تم ايجادها باستخدام طريقة ان تاثيرات . )Prasad and Samira, 1970(ية الموجودة في المصدر لمانتقال الحرارة الع هذا . UP هي اصالً مضمنه بعالقة سرعة المكبسN وسرعة الدوران Sشوط المكبس ثر االداء مع مختلف المتغييرات أبل يمكننا من معرفة ت, التقريب اليخمن انتقال الحرارة فقط .اعاله تطبق على hxانتقال الحرارة الداخلة الى الغاز يتم ايجادها بفرض ان عالقة ان معدل لذلك فان انتقال . رة ثابتة خالل الدوTwالسطوح في شوط التمدد وان درجة حرارة الجدار :الحرارة يعبر عنه كمايلي )TT(Ah dt dQ wwx −= (7) : عند أي درجة حرارة للكرنك هي Aw المساحة السطحية الكلية للجدار إن θ)sin-R-R+cosθ-2(1 πdS +A+A+A=A 22chPW (8) FrictionsRing–Piston خسائر احتكاك المكبس مع الحلقات سيتم حسابه ألنه يتأثر بشكل كبير مـع Ringsان خسائر الشغل نتيجة الحتكاك الحلقات يمكن تخيل ان ضغط الغاز يحاول ان يمدد . Ratio Aspect نسبة طول الى قطر االسطوانة باتجاه جدران االسطوانه لذا يجب استخدام قيمة ثابتة لمعامل االحتكـاك االنزالقـي الحلقات علـى fδWلذلك فان الشغل التفاضلي لالحتكـاك . Taylor, 1993 (rµ(بدون وجود مائع :حلقات الضغط يمكن التعبير عنه كمايلي δS dt Pπµ=δW rrf (9) على دورة كاملة للمحرك لحساب خسائر الشغل على االحتكاك والذي تكامله هذا التعبير يتم ى جدران االسطوانة وحلقات المكبستت الشهذه الطاقة ت. يطرح من الشغل الناتج من الدورة .dt سيهمل خالل هذه اللحظة ةتأثيرها على انتقال الحرارأما Warmant Systemمنظومة المسخن –االثيلـين المسخن هو مزيج غير قابل لالنجماد من الماء و ان المائع المستخدم في دورة فـي اغلبيـة تستخدم هذه المنظومة مشتت حرارة عادي كما Ethylene Glycol.-ايكولالگ ومضخة ماء النها متوفره بكثرة على فـرض ان كفـاءة Autombile Radiatorالسيارات أي فـرق فـي انتقال الحرارة الى الجو يحدث عند نأ % .90هي مضخة الماء الميكانيكية والتي تحتاج الى فـرق كبيـر على خالف اغلبية السيارات درجات الحرارة بين الماء والجو ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٨ اي ان كمية الحرارة الداخلة للدورة تكون اقل مـن الحـرارة المطـرودة .بدرجات الحرارة Rejected Heat من محركات اغلبية السيارات التي تعمـل بـالوقود المحـروق . Fuel- Burning Engine حكمه بمعادلة ان تسخين المائع المسخن من الجو في المبادل الحراري يتم يتم ايجاده من تناضـر f اما معامل االحتكاك ) . )٤(معادلة(الجريان المضطرب خالل انبوب .)(Reynold's analogy Holman,1997رينولدز 2/3.PrSt = f/8 (10) عالقة انتقال الحرارة لجريان نة هومل للمائع المسخن حول االسطواحمعامل انتقال الحرارة بال Cross-Flow) (Holman, 1997متقاطع حول اسطوانة 0.30.52 d d Pr )Re 0.56 + (0.35 =Nu (11) هو عالقة انتقال الحرارة Cylinder-Head سطح االسطوانة معامل انتقال الحرارة علىأما .)Flat-Plate) Holman,1997 صفيحة مستوية على Pr Re 0.332 =Nu 1/31/2dd (12) للمـائع mية موازنة للطاقة الي تغيير بدرجة الحرارة يوجد من خاللـه معـدل الجريـان أ لتجهيز االسطوانة بالفيض الحراري من جدران االسطوانة خالل Warmant Fluidالمسخن .شوط التمدد Analytical Procedureأسلوب التحليل . من المرتبة الرابعـة Rang-Kuttaكتا -باستخدام طريقة رانج ) 2(تكامل المعادلة .١ .للدورة) 1800-0( لزاوية كرنك من P-V diagramحجم –ثم ايجاد مخطط الضغط ضغط ودرجة حرارة الغاز علـى معامـل انتقـال تأثيرات إليجاد) 6(فذ المعادلة تن .٢ .Expansion Strokeالحرارة خالل شوط التمدد وخسائر المـضخة مباشـرة مـن الكفـاءة ) 9(حساب خسائر االحتكاك من المعادلة .٣ .الميكانيكية لها ثم ايجاد الحجـم بقيمة معينة injection pressureتحديد ضغط الدخول لالسطوانة .٤ .بداية شوط التمدد من المعادلتين قبل initial volumeاالبتدائي ) T T ( ) V V ( P P 1 i 2 2 i i 2 −γ γ γ == (adiabatic) VP VP 22 ii = (isothermal) )VV( اقل من iVاذا كان الحجم االبتدائي hc هـذين يملـئ حينذاك يتم فرض ان الغـاز + .TDC من النقطة الميتة العليا يبدأ Expansion Strokeالحجمين وان شوط التمدد ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ٩ Results and Discussionالنتائج والمناقشة Nة الدورانيـة والـسرع ) S/d ( الى الشوط قطر االسطوانة نسبةمن المهم دراسة تاثير ان نسبة الشغل االيزوثيرميه . )Isothermal Work) iW/Wعلى نسبة الشغل االيزوثيرميه ـ 1cm لمجموعة محركات لها اسطوانة قطرها مـع 30MPa-1 بالمـدى نتعمل بضغط حق MPa11.0Pex ضغط خروج خدام حيث تم اسـت )3(بالشكل موضح 290K ودرجة حرارة= مـن المالحـظ مـن .كمتغيير) S/d( ونسبة قطر االسطوانة الى الشوط N سرعة المحرك تكون لدينا اشواط طويلة وسرعة محرك قليلة فان ذلك يزيد مـن انتقـال عندما ,) 3(الشكل .Expansion Processالحرارة خالل عملية التمدد حيث ان هذه الحالة توضـح , اً ضاي) 3(في الشكل d/S =1/4 و cm 10 =dالة توجد ح ان الحسابات اعـاله تبـين . bore قطر االسطوانة قلة الشغل الناتج من الدورة نتيجة لزيادة Cycleقطر صغير وسرعة قليلة هـي مـن شـروط الحـصول علـى دورة ايزوثيرميـة Isothermal. ان الحسابات اعاله لمحرك ذو اسطوانة واحدة لذلك يمكن مـضاعفة الـشغل .الناتج بزيادة عدد االسطوانات حسب القدرة الالزمة كما في محركات السيارات لمحرك قطـر مكبـسة θ عمود المرفق من زاوية داله ك درجة الحرارة والشغل النوعي 1cm وطول شوطه S=10cm يعمل بسرعة N=1000RPM وبظروف ايزوثيرمية وكظيمة Adiabatic تمثـل 130 و 120 ان الدرجات )4(نالحظ من الشكل . )40(بالشكل موضح تبـدا بالزيـادة مـن من المالحظ ان خسائر الشغل.Stroke Expansionبداية عملية التمدد تمدد يتم الحصول على اكبر كميـة خالل هذه المرحلة من ال . في الحالة الكظيمة 600 الزاوية من الشغل الناتج والذي يولد الحاجة الى اكبر كمية مـن الحـرارة الداخلـة لتحقيـق االداء .Isothermal Performanceااليزوثيرمي ابتدائياً يساوي صفر خالل عملية الحقـن ان الفرق في درجة الحرارة بين الجدار والغاز Injection 5(بالشكل يزداد عندما ينجز النظام شغل على المكبس كما موضح في الدورة ثم( بسرعة مع انخفاض الضغط حتـى لـو زادت سـرعة يهبطhxان معامل انتقال الحرارة . يشجع على تـصميم منظومـة اسـطوانة هذا السلوك . وقلة درجة حرارة الغاز PU المكبس والغاز مع زيادة معامل انتقال فرق بين درجة حرارة الجدار مكبس بدورة ايزوثيرمية لها اقل .Expansion chamber خالل غرفة التمدد Wetted Areaالحرارة والمساحة المبتلة لمنحني Simulationفان المحاكاة لغرض معرفة الفوائد من زيادة معامل انتقال الحرارة Const=h يبدل بحالة Adiabaticالتمدد الكظيم x نالحظ الشغل . واليقل خالل شوط التمدد الناتج ودرجة الحرارة خالل النصف االول من شوط التمـدد فـي Specific workالنوعي ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ١٠ هذه النتـائج . منحنيات الشغل ودرجة الحرارة تكون قريبة من الحالة المثالية ان). 6(الشكل 60خالل شوط التمدد خالل ار عشرة اضعاف بمقد xhتقابل زيادة . للكرنكاألولى ٠ تحت هذه الظروف مقارنة مع حالة معامل )W/Wi=0.85 (ان نسبة الشغل االيزوثيرمي ان الدورة قريبة من شـوط التمـدد وهذا يدل على ) .W/Wi=0.65(انتقال الحرارة المتغير يرمي للحصول على الحالة المثاليـة للـشغل أي ان التمدد يجب ان يكون ايزوث ,االيزوثيرمي من خـالل جعـل عمليـة الحقـن xh ممكن زيادة معامل انتقال الحرارة .ودرجة الحرارة ممكن زيـادة المـساحة Transfer Heatاما لزيادة انتقال الحرارة . مضطربة مع دوامات .Finsراس المكبس كوضع زعانف مثالً لالسطحية يمكن مقارنة بعض نتائج األداء للمحرك البارد المصمم في هذا البحث مع محركات شركة حيث ان القدرة الالزمة لتحريك السيارة بسرعة ) Honda CRX )Reynolds,1992هوندا 97 km/hr 7.8.كانت kW القدرة يمكن الحصول عليها من محرك النتـروجين هذه حيث ان 6 وضـغط حقـن RPM850 ة واحدة عنـدما تعمـل بـسرعة السائل باستخدام اسطوان MPa 290ودرجة حرارة حقنK 300 في جو درجة حرارتهK والحرارة الداخلـة للـدورة 22kWاما اكبر كمية حرارة منتقلة بواسطة المائع المـسخن هـي . تقريباً kW 11تساوي )/ (mixture والتـي تبـين ان معـدل جريـان الكتلـة لـه هـو glycolethylenewater − 1.1kg/s 5لهبوط بدرجة حرارة مقدارهK . اما في الظروف التشغيلية خالل السرعة للسيارة نافس أحـسن بطاريـات يوالتي تجعله 2LN-245kg/kgفان المنظومة تحرر طاقة مقدارها . رصاص المستخدمة حالياً–الحامض Conclusionsاالستنتاجات تصميم وحساب اداء محرك بارد وعديم التلـوث تم ايجاد واثبات االسلوب الصحيح ل .١ . العادم هو هواء فقطإن حيث في هذا البحث قليلة للمحرك هي من اهم الشروط للحصول على قطر صغير لالسطوانة وسرعة ان .٢ .دورة ايزوثيرمية يتم الحصول بها على اكبر شغل الي قد تم خـالل االيزوثيرمي المث األداءمن % 85اثبتت حسابات انتقال الحرارة ان .٣ .LN2المحرك الترددي الذي يعمل باستخدام النتروجين السائل وبـسرعة 6Mpaفي حالة كون المحرك ذو اسطوانتين يعمل بضغط حقن مقـداره .٤ RPM850 15سوف ينتج قدرة مقدارهاKW 190وعـزم مقـدارهN.M. وهـذه تروجين الـسائل لتر من الن200 باستخدام km 140انات تمكن السيارة من المسيريالب .بدون ملوثات للبيئة ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ١١ Referencesالمصادر 1. Boese , H.L., and Hencey Jr.,T.R.1972,"Non–Pollution Motors Including Cryogenic Fluid as the Motive Means, " Patent No.3,681,609 Aug. 1. 2. Boese , H.L., 1981,"Crygenic Powered Vehicle," Patent No.4, 294, 323, OCT 13. Hannah, J. and Stephens, R. C., 1985,"Mechanics of machines: elementary theory and examples", 4th ed., Edward Arnold. 3. Holman , J.P.,1997, "Heat transfer "7th Ed., Mc Grew–Hill pub. 4. Latter , A.L., Dooley, J.L., and Hammond, R.P., 1982,”Engine System Using Liquid Air and Combustible fuel,” Patent No.4, 359, 118, NOV. 16. 5. Manning , L.,and Schneider ,R.N. 1974, "Nitrogen Vapor Engine,” Patent No. 3,786,631 Jan . 22. 6. Oxley, A.J., 1980, “Methods and Means for Storing Energy," Patent No.4, 227, 374, OCT. 14. 7. Parsad , R. and Samira, N.K., 1970, "Investigation of Heat Transfer in Piston with and without Ceramic Insulation on Crown Face", IE (I) ,J.-CH,vol.70, June. 8. Reynolds , K., 1992, "Ac Propulsion CRX Harbinger of Things to Come," Road and Track, OCT. 9. Taylor, C. M., 1993, “Engine Tribology,” Elassvier Science Pub. 10. West ,C.W. , Lee , L.E., and Norris, A.O.1978, "Vehicle Utilizing Cryogen Fuel,” Patent No. 4,106,581,Aug . 15 . را N2وجلخ LN2 واءهـ جوي طوانه -ا مكبسس مـضخة المائع المسخن مـضخة LN2 مبادل حراري مبادل حراري مبادل حراري تقبل ا لمس كل(1): ا .2LNتوضيحي لمحرك النتروجين السائل رسملش ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ١٢ InN 2 Out N2 .تحليل عملية التمددلالمستخدم C.Vحجم التحكم ): 2(الشكل كل(3): ا زوثيرمية التمدد على نسبة الشغل االيتأثير حجم وسرعة المحرك لش .لمعدالت انتقال حراره محدده ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ١٣ عمود المرفقالشغل اللحظي الناتج و درجة حرارة الغاز كداله من زاوية ): 4(الشكل ).10cm وطول الشوط 1cm=قطر المكبس(لعملية التمدد بين الغاز والجدار كداله من الحرارةات جمعامل انتقال الحراره وفرق در): 5(الشكل .عمود المرفقزاوية ٢٠٠٨ ١ العدد ١مجلة القادسية للعلوم الهندسية المجلد ١٤ لمرفق لعملية الشغل اللحظي الناتج ودرجة حرارة الغاز كدالة من زاوية عمود ا ):6(الشكل ).10cm= وطول الشوط 1cm= قطر المكبس (.hx= Constالتمدد عندما يكون