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讀圖│把液氮當油使的未來發(fā)動機是如何做到高效、無污染的?

當你想要冷卻一些東西時,液氮看起來是個好的開始。如果英國發(fā)明家彼得?迪門(Peter Dearman)是正確的話,液氮的冷卻作用可能比看起來更加好。迪門一直在關(guān)注液氮,他從15歲開始,便夢想著能用液氮發(fā)動機來開動摩托車?,F(xiàn)在他64歲了,他認為他做到了,雖然不是完成最開始開車的夢想,但通過液氮來制冷比傳統(tǒng)方式更加省電,并且對環(huán)境的污染更少。
迪門的發(fā)動機有點像蒸汽、汽油或者柴油發(fā)動機。它通過加熱氣體(工作流體)膨脹驅(qū)動活塞,不同點在于其他方式常溫下開始工作,但液氮發(fā)動機則在零下196℃的時候開始工作,也就是液氮的沸點。溫度的變化引起液氮膨脹,足夠做到其他傳統(tǒng)方式發(fā)動機的效果,但比其他發(fā)動機做得更好。對于迪門來說,液氮發(fā)動機一直只是一個尋找應(yīng)用突破的想法,但現(xiàn)在,他認為他已經(jīng)找到市場了。液氮發(fā)動機可以取代低效、污染嚴重的柴油動力制冷機,保持食品配送貨車的溫度。

整個過程能讓隔間冷卻,但不會增加液氮的溫度,溫度一直維持在在零下196℃。這是因為熱量問題,也被稱為汽化潛熱:僅改變氮的狀態(tài),而不會讓溫度上升。冷卻后,氣態(tài)氮連同水和乙二醇的混合物噴入發(fā)動機氣缸中(見圖),即在室溫下被稱為熱傳輸液體。
熱傳輸液體將氮氣迅速升溫,使其膨脹并驅(qū)動活塞——運行傳統(tǒng)的制冷回路,并給第二個隔間提供冷卻劑?;钊俅吻脫?,驅(qū)動氣體和冷卻的熱傳液體。氮被排放到空氣中,從傳統(tǒng)制冷回路中獲取的熱量將推動熱傳輸液回到常溫,為下一次使用做好準備。
比起直接使用制冷劑,這樣的雙循環(huán)能從液氮中多提取40%的制冷能力。這使得它比使用傳統(tǒng)柴油制冷機的卡車更具競爭力。它比柴油更為關(guān)鍵的優(yōu)勢在于,它是零污染的。空氣中78%是氮,因此空氣中再增加氮氣沒有任何區(qū)別。相反,柴油發(fā)動機驅(qū)動的制冷機則會產(chǎn)生微小顆粒,危害人類健康,是監(jiān)管機構(gòu)越來越不愿意投入生產(chǎn)的。迪門的發(fā)動機,目前還在試驗階段,提供了一種替代選擇。如果最終能試驗通過,這個一直在他腦袋里的想法最終將帶來蜂蜜般的效用。
(澎湃新聞記者 王心馨 編譯)





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