Горим вода. Учените са открили прост начин за получаване на водород от вода Разлагане на водата с магнит

тра. Тази техника беше обсъдена по-горе в параграфа за пречистване на водороден въглероден оксид CO. Въпреки че на пръв поглед този метод за получаване на водород може да изглежда привлекателен, практическото му прилагане е доста сложно.

Представете си такъв експеримент. В цилиндричен съд под p shn има 1 kmol чиста водна пара. Теглото на буталото създава постоянно налягане в cocj, равно на 1 atm. Парата в съда се нагрява до температура> 3000 К. Посочените стойности на налягането и температурата са избрани произволно. но като пример.

Ако в съда има само молекули H2O, тогава количеството свободна енергия на системата може да се определи с помощта на съответните таблици TeD на динамичните свойства на водата и водната пара.Всъщност обаче поне някои от молекулите на водната пара се разлагат на техните съставни химични елементи, т.е. водород и кислород:

следователно получената смес, съдържаща молекулите H20, H2 и O2, ще бъде овъглена. теризиран от различна стойност на свободната енергия. Ако всички молекули на водната пара се дисоциират, тогава съдът ще съдържа газова смес, съдържаща 1 kmol водород и 0,5 kmol кислород. Количеството свободна енергия на тази газова смес при същото налягане (1 a и температура (3000 K)) се оказва по-голямо от количеството свободна енергия на чистата водна пара. Имайте предвид, че 1 kmol водна пара е преобразуван от 1 kmol водород и 0,5 kmol кислород, т.е. общото количество вещество me: е A "oG) | | (= 1,5 kmol. По този начин парциалното налягане на водорода b> е 1 / 1,5 atm, а парциалното налягане на кислород е 0,5 / 1,5 atm. При всяка реалистична стойност на температурата, дисоциацията на водата n ще бъде непълна. Нека обозначим съотношението на дисоциираните променени молекули F. Тогава количеството водна пара (kmol), което не е разложено, ще бъде равно на (1 - F) (приемаме, че в съда е имало 1 kmol водна пара). Количеството образуван водород (kmol) ще бъде равно на F, а кислородът - F. Получената смес ще има състава (1-F)n20 + FH2 + ^F02. Обща газова смес (kmol) Ориз. 8.8. Зависимост на свободната енергия на смес от водна пара, водород и кислород от молната част на дисоциираната водна пара Свободната енергия на компонента на сместа зависи от налягането според връзката 8i = 8i +RTnp(, (41) където g - е свободната енергия на /-тия компонент на сместа за 1 киломол ftp и налягане от 1 atm (вижте „Зависимост на свободната енергия от температурата в глава 7). Зависимостта на свободната енергия на сместа от F, определена от уравнение (42), е показана на фиг.8.8 Както може да се види от фигурата, свободната енергия на смес от водна пара, кислород и водород при температура от 3000 K и налягане от 1 atm: минимум, ако съотношението на дисоциираните водни молекули съчетава състава 14,8%. В този момент скоростта на обратната реакция n, + - SU, -\u003e H-, 0 е равна на скоростта 1 2 sti на директната реакция H20 -» ​​​​H2 + - 02, т.е. установява се равновесие. За да се определи точката на равновесие, е необходимо да се намери стойността на F при torus SP11X има минимум. d Gmjy -$ -$ 1 -$ -^ \u003d - Jan2o + Ru2 + 2^o2 + Sh2o “ Sn2 ~ 2 go2 Равновесната константа Kp зависи от температурата и от стехиометричните коефициенти в уравнението на химичната реакция. Стойността на Kp за реакцията H-0 -» H2 + ^02 се различава от стойността за реакцията 2H20 -» ​​​​2H2 + 02. Освен това константата на равновесие не зависи от налягането. Всъщност, ако се обърнем към формула (48), можем да видим, че стойностите на свободната енергия g * се определят при налягане от 1 atm и не зависят от налягането в системата. Освен това, ако водната пара съдържа примес от инертен газ, като аргон, това също няма да промени стойността на равновесната константа, тъй като стойността на g "Ar е равна на 1 *. Връзката между равновесната константа Kp и дела на дисоциираната водна пара /' може да се получи чрез изразяване на парциалните налягания на компонентите на сместа като функция на F, както беше направено във формули (38), 39) и (40). Имайте предвид, че тези формули са валидни само за конкретен случай, когато общото налягане е 1 atm. В общия случай, когато газовата смес е при някакво произволно налягане p, парциалните налягания могат да бъдат изчислени, като се използват следните зависимости: Както следва от горната информация, директно термично разлагане на водата е възможно само при много високи температури. Както е показано на фиг. 8.9, при точката на топене на паладия (1825 К) при атмосферно. само малка част от водната пара претърпява дисоциация.Това означава, че парциалното налягане на водорода, произведено от термичното разлагане на водата, ще бъде твърде ниско, за да се използва в практически приложения. Увеличаването на налягането на водните пари няма да коригира ситуацията, тъй като степента на дисоциация рязко намалява при (фиг. 8.10). Дефиницията на равновесната константа може да бъде разширена до случая на по-сложни реакции. Така например за реакцията Стойността -246 MJ/kmol е стойността на енергията на образуване на вода, осреднена за температурния диапазон от нула до 3000 К. Горното съотношение е друг пример за уравнението на Болцман.

Експериментално е открит и изследван нов ефект на "студен" високоволтов електродим на изпарение и евтина високоволтова дисоциация на течности. Въз основа на това откритие авторът предлага и патентова нова високоефективна евтина технология за получаване на гориво газ от някои водни разтвори на базата на високоволтов капилярен електродим.

ВЪВЕДЕНИЕ

Тази статия е за ново обещаващо научно и техническо направление на водородната енергетика. В него се съобщава, че в Русия е открит и експериментално тестван нов електрофизичен ефект на интензивно "студено" изпарение и дисоциация на течности и водни разтвори в горивни газове без потребление на електроенергия - високоволтова капилярна електроосмоза. Дадени са ярки примери за проявлението на този важен ефект в Живата природа. Отвореният ефект е физическата основа за много нови "революционни" технологии във водородната енергия и промишлената електрохимия. На негова основа авторът е разработил, патентовал и активно изследва нова високоефективна и енергийно ефективна технология за получаване на горивни горивни газове и водород от вода, различни водни разтвори и водно-органични съединения. Статията разкрива тяхната физическа същност и техниката на прилагане на практика, дава се техническа и икономическа оценка на перспективите на новите газови генератори. Статията също така прави анализ на основните проблеми на водородната енергетика и нейните отделни технологии.

Накратко за историята на откриването на капилярната електроосмоза и дисоциацията на течности в газове и разработването на нова технология Откриването на ефекта беше извършено от мен през 1985 г. Експерименти и експерименти върху капилярно електроосмотично "студено" изпаряване и разлагане на течности с производството на горивен газ без консумация на енергия бяха извършени от мен в периода от 1986 -96 г. За първи път за естествения процес на "студено" изпаряване на водата в растенията, написах през 1988 г. статията " Заводи - естествени електропомпи” /1/. За нова високоефективна технология за получаване на горивни газове от течности и получаване на водород от вода, базирана на този ефект, съобщих през 1997 г. в моята статия „Нова технология за електрически огън” (раздел „Възможно ли е да се изгори вода”) /2/. Статията е снабдена с множество илюстрации (фиг. 1-4) с графики, блокови схеми на експериментални съоръжения, разкриващи основните конструктивни елементи и електрически обслужващи устройства (източници на електрическо поле) на предложените от мен капилярни електроосмотични генератори на горивен газ. Устройствата са оригинални преобразуватели на течности в горивни газове. Те са изобразени на фиг. 1-3 по опростен начин, с достатъчно подробности, за да обяснят същността на новата технология за производство на горивен газ от течности.

По-долу са дадени списък с илюстрации и кратки обяснения към тях. На фиг. 1 е показана най-простата експериментална постановка за "студена" газификация и дисоциация на течности с превръщането им в горивен газ с помощта на едно електрическо поле. Фигура 2 показва най-простата експериментална настройка за "студена" газификация и дисоциация на течности с два източника на електрическо поле (електрическо поле с постоянен знак за "студено" изпаряване на всяка течност чрез електроосмоза и второ импулсно (променливо) поле за раздробяване молекулите на изпарената течност и превръщането й в гориво Фигура 3 показва опростена блокова схема на комбинираното устройство, което, за разлика от устройствата (фиг. 1, 2), също осигурява допълнителна електроактивация на изпарената течност помпа за течен изпарител ( генератор на горим газ) върху основните параметри на устройствата. По-специално показва връзката между производителността на устройството върху напрегнатостта на електрическото поле и площта на повърхността на капилярното изпарение. Имената на фигурите и декодиране на елементите на самите устройства са дадени в надписите към тях. Описание Взаимовръзките между елементите на устройствата и работата на устройствата в динамика са дадени по-долу в текста в съответните раздели на статията.

ПЕРСПЕКТИВИ И ПРОБЛЕМИ НА ВОДОРОДНАТА ЕНЕРГЕТИКА

Ефективното производство на водород от вода е примамлива стара мечта на цивилизацията. Защото на планетата има много вода, а водородната енергия обещава на човечеството „чиста“ енергия от вода в неограничени количества. Освен това, самият процес на изгаряне на водород в кислородна среда, получена от вода, осигурява идеално изгаряне по отношение на калоричност и чистота.

Следователно създаването и промишленото разработване на високоефективна технология за електролиза на разделянето на водата на H2 и O2 отдавна е една от спешните и приоритетни задачи на енергетиката, екологията и транспорта. Още по-актуален и неотложен проблем в енергетиката е газификацията на твърди и течни въглеводородни горива, по-специално създаването и внедряването на енергийно ефективни технологии за производство на горивни горивни газове от всякакви въглеводороди, включително органични отпадъци. Независимо от това, въпреки уместността и простотата на енергийните и екологичните проблеми на цивилизацията, те все още не са ефективно разрешени. И така, какви са причините за високата консумация на енергия и ниската производителност на известните водородни енергийни технологии? Повече за това по-долу.

КРАТЪК СРАВНИТЕЛЕН АНАЛИЗ НА СЪСТОЯНИЕТО И РАЗВИТИЕТО НА ВОДОРОДНАТА ЕНЕРГЕТИКА

Приоритетът на изобретението за получаване на водород от вода чрез електролиза на вода принадлежи на руския учен Лачинов Д.А. (1888 г.). Рецензирал съм стотици статии и патенти в това научно-техническо направление. Съществуват различни методи за получаване на водород при разлагането на водата: термични, електролитни, каталитични, термохимични, термогравитационни, електроимпулсни и други /3-12/. От гледна точка на разхода на енергия най-енергоемък е термичният метод /3/, а най-малко енергоемък е електроимпулсният метод на американеца Стенли Майер /6/. Технологията на Майер /6/ се основава на дискретен електролизен метод за разлагане на вода чрез електрически импулси с високо напрежение при резонансни честоти на вибрации на водни молекули (електрическа клетка на Майер). Според мен той е най-прогресивният и обещаващ както по отношение на прилаганите физични ефекти, така и по отношение на потреблението на енергия, но неговата производителност е все още ниска и е ограничена от необходимостта да се преодолеят междумолекулните връзки на течността и липса на механизъм за отстраняване на генерирания горивен газ от работната зона на течната електролиза.

Заключение: Всички тези и други добре известни методи и устройства за производство на водород и други горивни газове са все още неефективни поради липсата на наистина високоефективна технология за изпаряване и разделяне на течни молекули. Повече за това в следващия раздел.

АНАЛИЗ НА ПРИЧИНИТЕ ЗА ВИСОКАТА ЕНЕРГОИНТЕНЗИВНОСТ И НИСКАТА ПРОИЗВОДИТЕЛНОСТ НА ИЗВЕСТНИТЕ ТЕХНОЛОГИИ ЗА ПОЛУЧАВАНЕ НА ГОРИВНИ ГАЗОВЕ ОТ ВОДА

Получаването на горивни газове от течности с минимален разход на енергия е много трудна научна и техническа задача. Значителни енергийни разходи при получаване на горивен газ от вода в известни технологии се изразходват за преодоляване на междумолекулните връзки на водата в нейното течно състояние на агрегиране. Защото водата е много сложна като структура и състав. Освен това е парадоксално, че въпреки удивителното си разпространение в природата, структурата и свойствата на водата и нейните съединения все още не са проучени в много отношения /14/.

Състав и латентна енергия на междумолекулни връзки на структури и съединения в течности.

Физическият и химичен състав дори на обикновената чешмяна вода е доста сложен, тъй като водата съдържа множество междумолекулни връзки, вериги и други структури от водни молекули. По-специално, в обикновената чешмяна вода има различни вериги от специално свързани и ориентирани водни молекули с примесни йони (клъстерни образувания), нейните различни колоидни съединения и изотопи, минерали, както и много разтворени газове и примеси /14/.

Обяснение на проблемите и енергийните разходи за "горещо" изпаряване на вода по известни технологии.

Ето защо при известните методи за разделяне на водата на водород и кислород е необходимо да се изразходва много електричество, за да се отслабят и напълно да се разрушат междумолекулните, а след това и молекулярните връзки на водата. За да се намалят енергийните разходи за електрохимичното разлагане на водата, често се използва допълнително термично нагряване (до образуването на пара), както и въвеждането на допълнителни електролити, например слаби разтвори на основи и киселини. Въпреки това, тези добре известни подобрения все още не позволяват значително да се интензифицира процесът на дисоциация на течности (по-специално разлагането на водата) от нейното течно агрегатно състояние. Използването на известни технологии за термично изпаряване е свързано с огромен разход на топлинна енергия. А използването на скъпи катализатори в процеса на получаване на водород от водни разтвори за интензифициране на този процес е много скъпо и неефективно. Основната причина за високия разход на енергия при използване на традиционни технологии за дисоциация на течности вече е ясна, те се изразходват за разрушаване на междумолекулните връзки на течности.

Критика на най-прогресивната електротехнология за получаване на водород от вода от С. Майер /6/

Несъмнено електроводородната технология на Стенли Майер е най-икономичната от известните и най-прогресивната по отношение на физиката на действие. Но неговата известна електрическа клетка /6/ също е неефективна, защото все пак няма механизъм за ефективно отстраняване на газовите молекули от електродите. В допълнение, този процес на дисоциация на водата в метода на Майер се забавя поради факта, че по време на електростатичното отделяне на водните молекули от самата течност трябва да се изразходват време и енергия за преодоляване на огромната латентна потенциална енергия на междумолекулните връзки и структури от вода и други течности.

ОБОБЩЕНИЕ НА АНАЛИЗА

Следователно е съвсем ясно, че без нов оригинален подход към проблема с дисоциацията и превръщането на течности в горивни газове, учените и технолозите не могат да решат този проблем с интензификацията на газообразуването. Действителното внедряване на други добре познати технологии в практиката все още „буксува“, тъй като всички те са много по-консумиращи енергия от технологията на Mayer. И следователно неефективни на практика.

КРАТКА ФОРМУЛИРАНЕ НА ЦЕНТРАЛНИЯ ПРОБЛЕМ НА ВОДОРОДНАТА ЕНЕРГИЯ

Централният научен и технически проблем на водородната енергетика според мен е именно в нерешеността и необходимостта от търсене и внедряване на нова технология за многократна интензификация на процеса на получаване на водород и горивен газ от всякакви водни разтвори и емулсии с рязко едновременно намаляване на енергийните разходи. Рязкото засилване на процесите на разделяне на течности с намаляване на потреблението на енергия в известните технологии все още е невъзможно по принцип, тъй като доскоро основният проблем за ефективното изпаряване на водни разтвори без доставка на топлинна и електрическа енергия не беше решен. Основният начин за подобряване на водородните технологии е ясен. Необходимо е да се научите как ефективно да изпарявате и газифицирате течности. И то възможно най-интензивно и с най-малък разход на енергия.

МЕТОДОЛОГИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ВНЕДРЯВАНЕТО НА НОВАТА ТЕХНОЛОГИЯ

Защо парата е по-добра от леда за производство на водород от вода? Тъй като в нея водните молекули се движат много по-свободно, отколкото във водните разтвори.

а) Промяна в агрегатното състояние на течности.

Очевидно междумолекулните връзки на водната пара са по-слаби от тези на водата под формата на течност и още повече на водата под формата на лед. Газообразното състояние на водата допълнително улеснява работата на електрическото поле върху последващото разделяне на самите водни молекули на H2 и O2. Следователно, методите за ефективно преобразуване на агрегатното състояние на водата във воден газ (пара, мъгла) са обещаващ основен път за развитието на електроводородната енергия. Тъй като чрез прехвърляне на течната фаза на водата в газообразната фаза се постига отслабване и (или) пълно разкъсване и междумолекулен клъстер и други връзки и структури, които съществуват във водната течност.

б) Електрически бойлер - анахронизъм на водородната енергия или отново за парадоксите на енергията при изпаряване на течности.

Но не всичко е толкова просто. С преминаването на водата в газообразно състояние. Но какво да кажем за необходимата енергия, необходима за изпаряването на водата. Класическият метод за интензивното му изпаряване е термичното нагряване на водата. Но също така е много енергоемък. От ученическата маса ни учеха, че процесът на изпаряване на водата и дори нейното кипене изисква много значително количество топлинна енергия. Информация за необходимото количество енергия за изпаряване на 1m³ вода е достъпна във всеки физически справочник. Това са много килоджаули топлинна енергия. Или много киловатчаса електричество, ако изпарението се извършва чрез нагряване на вода от електрически ток. Къде е изходът от енергийната безизходица?

КАПИЛЯРНА ЕЛЕКТРООСМОЗА НА ВОДА И ВОДНИ РАЗТВОРИ ЗА "СТУДЕНО ИЗПАРЯВАНЕ" И ДИСОЦИАЦИЯ НА ТЕЧНОСТИ В ГОРИВНИ ГАЗОВЕ (описание на нов ефект и неговото проявление в природата)

Търся такива нови физически ефекти и евтини методи за изпаряване и дисоциация на течности от дълго време, експериментирах много и все пак намерих начин за ефективно "студено" изпаряване и дисоциация на вода в горим газ. Този невероятен ефект на красота и съвършенство ми беше предложен от самата природа.

Природата е нашият мъдър учител. Парадоксално е, но се оказва, че в дивата природа, независимо от нас, отдавна съществува ефективен метод за електрокапилярно изпомпване и „студено“ изпаряване на течност с прехвърлянето й в газообразно състояние без никакво захранване с топлинна енергия и електричество. А този природен ефект се осъществява чрез действието на постоянното на земния знак електрическо поле върху намиращата се в капилярите течност (вода) именно чрез капилярна електроосмоза.

Растенията са естествени, енергийно съвършени, електростатични и йонни помпи-изпарители на водни разтвори.започна упорито да търси своята аналогия и проявление на това явление в Живата природа. Все пак Природата е нашият вечен и мъдър Учител. И го намерих в началото в растенията!

а) Парадоксът и съвършенството на енергията на естествените растителни изпарителни помпи.

Опростените количествени оценки показват, че механизмът на действие на помпите за изпаряване на естествена влага в растенията и особено във високите дървета е уникален по своята енергийна ефективност. Всъщност вече е известно и е лесно да се изчисли, че естествена помпа на високо дърво (с височина на короната около 40 m и диаметър на ствола около 2 m) изпомпва и изпарява кубични метри влага на ден. При това без доставка на топлинна и електрическа енергия отвън. Еквивалентният енергиен капацитет на такава естествена електрическа водна изпарителна помпа, в това обикновено дърво, по аналогия с традиционните устройства, използвани от нас за подобни цели в техниката, помпи и електрически водоизпарителни нагреватели за извършване на същата работа, е десетки киловати. Все още ни е трудно дори да разберем такова енергийно съвършенство на Природата и засега не можем веднага да го копираме. И растенията и дърветата са се научили как да вършат тази работа ефективно преди милиони години без никакво снабдяване и загуба на електричеството, което използваме навсякъде.

b) Описание на физиката и енергетиката на помпата за изпаряване на естествена растителна течност.

И така, как работи естествената помпа-изпарител на водата в дърветата и растенията и какъв е механизмът на нейната енергия? Оказва се, че всички растения отдавна и умело използват този открит от мен ефект на капилярна електроосмоза като енергиен механизъм за изпомпване на водните разтвори, които ги захранват с техните естествени йонни и електростатични капилярни помпи, за да доставят вода от корените до короната си без никакви енергоснабдяване и без човешко участие. Природата разумно използва потенциалната енергия на електрическото поле на Земята. Освен това, в растенията и дърветата, за повдигане на течност от корените към листата вътре в стволовете на растенията и студено изпаряване на сокове през капиляри вътре в растенията, естествени най-тънки влакна-капиляри от растителен произход, естествен воден разтвор - слаб електролит, естественият електрически потенциал на използва се планетата и потенциалната енергия на електрическото поле на планетата. Едновременно с растежа на растението (увеличаване на височината) се увеличава и производителността на тази естествена помпа, тъй като се увеличава разликата в естествените електрически потенциали между корена и върха на короната на растението.

в) Защо иглите на коледната елха - така че електрическата му помпа да работи през зимата.

Ще кажете, че хранителните сокове се придвижват към врастналите поради нормалното термично изпаряване на влагата от листата. Да, този процес също съществува, но не е основният. Но най-изненадващо е, че много игли (борове, смърчове, ела) са устойчиви на замръзване и растат дори през зимата. Факт е, че при растения с игловидни листа или тръни (като бор, кактуси и др.), електростатичната помпа на изпарителя работи при всяка околна температура, тъй като иглите концентрират максималния интензитет на естествения електрически потенциал в върховете на тези игли. Следователно, едновременно с електростатичното и йонно движение на хранителните водни разтвори през техните капиляри, те също интензивно се разделят и ефективно излъчват (инжектират, изстрелват в атмосферата от тези природни устройства от техните естествени игловидни естествени електроди-озонатори на молекули на влага, успешно пренасяне на молекулите на водните разтвори в газове Следователно работата на тези естествени електростатични и йонни помпи на водни незамръзващи разтвори се случва както при суша, така и при студ.

г) Моите наблюдения и електрофизични експерименти с растения.

Чрез много години наблюдения върху растенията в естествената им среда и експерименти с растения в среда, поставена в изкуствено електрическо поле, изучих изчерпателно този ефективен механизъм на естествена помпа за влага и изпарител. Установени са и зависимости на интензивността на движение на натуралните сокове по стъблото на растенията от параметрите на електрическото поле и вида на капилярите и електродите. Растежът на растенията в експериментите се увеличи значително с многократно увеличаване на този потенциал, тъй като производителността на неговата естествена електростатична и йонна помпа се увеличи. Още през 1988 г. описах моите наблюдения и експерименти с растения в моята научно-популярна статия „Растенията са естествени йонни помпи” /1/.

д) Учим се от растенията да създаваме перфектна техника на помпи - изпарители. Съвсем ясно е, че тази естествена енергийно перфектна технология е напълно приложима в техниката за превръщане на течности в горивни газове. И създадох такива експериментални инсталации за холонно електрокапилярно изпаряване на течности (фиг. 1-3) по подобие на електрическите помпи на дърветата.

ОПИСАНИЕ НА НАЙ-ПРОСТАТА ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА ИНСТАЛАЦИЯ НА ЕЛЕКТРОКАПИЛЯРНА ПОМПА - ИЗПАРИТЕЛ ЗА ТЕЧНОСТИ

Най-простото работещо устройство за експериментално реализиране на ефекта на високоволтовата капилярна електроосмоза за "студено" изпарение и дисоциация на водни молекули е показано на фиг.1. Най-простото устройство (фиг. 1) за прилагане на предложения метод за производство на горим газ се състои от диелектричен контейнер 1, с течност 2, излята в него (водно-горивна емулсия или обикновена вода), от фино порест капилярен материал, например, влакнест фитил 3, потопен в тази течност и предварително навлажнен в нея, от горния изпарител 4, под формата на капилярна изпарителна повърхност с променлива площ под формата на непроницаем екран (не е показан на фиг. 1). Съставът на това устройство също включва високоволтови електроди 5, 5-1, електрически свързани към противоположни клеми на високоволтов регулиран източник на електрическо поле с постоянен знак 6, единият от електродите 5 е направен под формата на перфорирана иглена плоча и се поставя подвижно над изпарителя 4, например успоредно на него на разстояние, достатъчно да предотврати електрически пробив върху намокрения фитил 3, механично свързан с изпарителя 4.

Друг електрод с високо напрежение (5-1), електрически свързан на входа, например към клемата "+" на източника на поле 6, е механично и електрически свързан с изхода си към долния край на порестия материал, фитил 3, почти на дъното на контейнера 1. За надеждна електрическа изолация, електродът е защитен от тялото на контейнера 1 чрез електрически изолатор 5-2. Имайте предвид, че векторът на силата на това електрическо поле, доставено на фитил 3 от блок 6 е насочен по оста на фитил-изпарител 3. Устройството е допълнено и със сглобяем газов колектор 7. По същество устройството, съдържащо блокове 3, 4, 5, 6, е комбинирано устройство от електроосмотична помпа и електростатичен изпарител на течност 2 от резервоар 1. Блок 6 ви позволява да регулирате силата на електрическото поле с постоянен знак ("+", - ") от 0 до 30 kV/cm. Електродът 5 е направен перфориран или порест, за да позволи на генерираната пара да премине през него. Устройството (фиг. 1) също така осигурява техническа възможност за промяна на разстоянието и положението на електрода 5 спрямо повърхността на изпарителя 4. По принцип, за да се създаде необходимата напрегнатост на електрическото поле, вместо електрическия блок 6 и електрод 5, могат да се използват полимерни моноелектрети /13/. В тази безтокова версия на устройството за генератор на водород неговите електроди 5 и 5-1 са направени под формата на моноелектрети с противоположни електрически знаци. Тогава, в случай на използване на такива електродни устройства 5 и поставянето им, както е обяснено по-горе, изобщо няма нужда от специален електрически блок 6.

ОПИСАНИЕ НА РАБОТАТА НА ПРОСТАТА ЕЛЕКТРОКАПИЛЯРНА ПОМПА-ИЗПАРИТЕЛ (ФИГ. 1)

Първите експерименти за електрокапилярна дисоциация на течности бяха проведени с използване както на обикновена вода, така и на нейните различни разтвори и водно-горивни емулсии с различни концентрации като течности. И във всички тези случаи бяха успешно получени горивни газове. Вярно е, че тези газове са много различни по състав и топлинен капацитет.

За първи път наблюдавах нов електрофизичен ефект на "студено" изпарение на течност без консумация на енергия под действието на електрическо поле в най-простото устройство (фиг. 1)

а) Описание на първата проста експериментална постановка.

Експериментът се провежда по следния начин: първо смес от вода и гориво (емулсия) 2 се излива в контейнер 1, фитилът 3 и порестият изпарител 4 са предварително намокрени с него от ръбовете на капилярите (фитил 3 -изпарител 4) източникът на електрическо поле е свързан чрез електроди 5-1 и 5, а ламеларният перфориран електрод 5 е поставен над повърхността на изпарителя 4 на разстояние, достатъчно за предотвратяване на електрически пробив между електродите 5 и 5-1 .

б) Как работи устройството

В резултат на това по капилярите на фитила 3 ​​и изпарителя 4, под действието на електростатичните сили на надлъжното електрическо поле, диполно поляризираните течни молекули се придвижват от контейнера към противоположния електрически потенциал на електрода 5 (електроосмоза) , се откъсват от тези електрически сили на полето от повърхността на изпарителя 4 и се превръщат във видима мъгла, т.е. течността преминава в друго състояние на агрегиране при минимална консумация на енергия от източника на електрическо поле (6) и по тях започва електроосмотичното издигане на тази течност. В процеса на разделяне и сблъсък между молекулите на изпарената течност с молекулите на въздуха и озона, електроните в зоната на йонизация между изпарителя 4 и горния електрод 5, настъпва частична дисоциация с образуването на горим газ. Освен това този газ навлиза през газовия колектор 7, например, в горивните камери на двигателя на превозното средство.

В) Някои резултати от количествени измервания

Съставът на този горивен горивен газ включва водородни молекули (H2) -35%, кислород (O2) -35% водни молекули - (20%), а останалите 10% са молекули на примеси на други газове, органични горивни молекули и др. Експериментално е показано, че интензивността на процеса на изпаряване и дисоциация на неговите молекули на пара се променя от промяната на разстоянието на електрода 5 от изпарителя 4, от промяната в площта на изпарителя, от вида на течността, качеството на капилярния материал на фитила 3 ​​и изпарителя 4 и параметрите на електрическото поле от източника 6. (сила, мощност). Измерена е температурата на горивния газ и интензивността на образуването му (разходомер). И производителността на устройството в зависимост от проектните параметри. Чрез нагряване и измерване на контролния обем вода при изгарянето на определен обем от този горивен газ се изчислява топлинният капацитет на получения газ в зависимост от изменението на параметрите на експерименталната установка.

ОПРОСТЕНО ОБЯСНЕНИЕ НА ПРОЦЕСИТЕ И ЕФЕКТИТЕ, ОТКРИТИ В ЕКСПЕРИМЕНТИТЕ ПРИ ПЪРВАТА МИ НАСТРОЙКА

Още първите ми експерименти върху тази най-проста инсталация през 1986 г. показаха, че „студена“ водна мъгла (газ) възниква от течност (вода) в капиляри по време на електроосмоза с високо напрежение без никаква видима консумация на енергия, а именно, използвайки само потенциалната енергия на електрическото поле. Това заключение е очевидно, тъй като в хода на експериментите електрическият ток, консумиран от източника на поле, е същият и е равен на тока на празен ход на източника. Освен това този ток изобщо не се промени, независимо дали течността се изпари или не. Но няма чудо в моите експерименти за „студено“ изпаряване и дисоциация на вода и водни разтвори в горивни газове, описани по-долу. Просто успях да видя и разбера подобен процес, протичащ в самата Жива природа. И беше възможно да се използва много полезно на практика за ефективното "студено" изпаряване на водата и производството на горивен газ от нея.

Експериментите показват, че за 10 минути при капилярен цилиндър с диаметър 10 см, капилярната електросмоза е изпарила достатъчно голям обем вода (1 литър) без никаква консумация на енергия. Тъй като консумираната входна електрическа мощност (10 вата). Използваният в експериментите източник на електрическо поле - високоволтов преобразувател на напрежение (20 kV) е непроменен от режима на работа. Експериментално е установено, че цялата тази консумирана мощност от мрежата, която е оскъдна в сравнение с енергията на изпаряване на течността, е изразходвана именно за създаване на електрическо поле. И тази мощност не се увеличава по време на капилярното изпаряване на течността поради работата на йонните и поляризационните помпи. Следователно ефектът от студеното изпаряване на течността е невероятен. В крайна сметка това се случва без никакви видими енергийни разходи!

Понякога се виждаше струя воден газ (пара), особено в началото на процеса. Тя се откъсна от ръба на капилярите с ускорение. Движението и изпарението на течността според мен се обяснява именно с появата в капиляра под въздействието на електрическо поле на огромни електростатични сили и огромно електроосмотично налягане върху колоната от поляризирана вода (течност) в всеки капиляр, които са движещата сила на разтвора през капилярите.

Експериментите доказват, че във всяка от капилярите с течност, под въздействието на електрическо поле, работи мощна безтокова електростатична и същевременно йонна помпа, които издигат стълб от поляризирани и частично йонизирани от полето в капиляр на колона от течност (вода) микрон в диаметър от единия потенциал на електрическото поле, приложено към самата течност и долния край на капиляра до противоположния електрически потенциал, поставен с празнина спрямо противоположния край на тази капиляра. В резултат на това такава електростатична йонна помпа интензивно разрушава междумолекулните връзки на водата, активно движи поляризирани водни молекули и техните радикали по капиляра с налягане и след това инжектира тези молекули, заедно с разбити електрически заредени радикали на водни молекули, извън капиляра към противоположния потенциал на електрическото поле. Експериментите показват, че едновременно с инжектирането на молекули от капилярите се получава и частична дисоциация (разкъсване) на водни молекули. И колкото повече, толкова по-голяма е силата на електрическото поле. Във всички тези сложни и едновременно протичащи процеси на капилярна електроосмоза на течност се използва потенциалната енергия на електрическото поле.

Тъй като процесът на такова превръщане на течност във водна мъгла и воден газ протича по аналогия с растенията, без никакво захранване с енергия и не е придружено от нагряване на вода и воден газ. Затова нарекох този естествен и след това технически процес на електроосмоза на течности - "студено" изпарение. При експерименти превръщането на водна течност в студена газообразна фаза (мъгла) става бързо и без никаква видима консумация на енергия. В същото време, на изхода от капилярите, газообразните водни молекули се разкъсват от електростатичните сили на електрическото поле на H2 и O2. Тъй като този процес на фазов преход на течна вода във водна мъгла (газ) и дисоциация на водни молекули протича в експеримента без видим разход на енергия (топлина и тривиално електричество), вероятно е потенциалната енергия на електрическото поле, която се консумира по някакъв начин.

РЕЗЮМЕ НА РАЗДЕЛ

Въпреки факта, че енергията на този процес все още не е напълно ясна, все още е съвсем ясно, че "студеното изпарение" и дисоциацията на водата се извършва от потенциалната енергия на електрическото поле. По-точно, видимият процес на изпаряване и разделяне на водата на H2 и O2 по време на капилярна електроосмоза се осъществява именно от мощните електростатични кулонови сили на това силно електрическо поле. По принцип такава необичайна електроосмотична помпа-изпарител-разделител на течни молекули е пример за вечен двигател от втори вид. По този начин високоволтовата капилярна електроосмоза на водна течност осигурява, чрез използването на потенциалната енергия на електрическо поле, наистина интензивно и енергоспестяващо изпарение и разделяне на водните молекули в горивен газ (H2, O2, H2O).

ФИЗИЧНА СЪЩНОСТ НА КАПИЛЯРНАТА ЕЛЕКТРОСМОЗА НА ТЕЧНОСТИ

Засега неговата теория все още не е развита, а е само в начален стадий. И авторът се надява, че тази публикация ще привлече вниманието на теоретици и практици и ще помогне за създаването на мощен творчески екип от съмишленици. Но вече е ясно, че въпреки относителната простота на техническата реализация на самата технология, реалната физика и енергетика на процесите при реализирането на този ефект са все още много сложни и не са напълно разбрани. Отбелязваме основните им характерни свойства:

А) Едновременно протичане на няколко електрофизични процеса в течности в електрокапиляр

Тъй като по време на капилярно електросмотично изпаряване и дисоциация на течности, много различни електрохимични, електрофизични, електромеханични и други процеси протичат едновременно и последователно, особено когато воден разтвор се движи по протежение на капилярно инжектиране на молекули от ръба на капиляра в посока на електрическото поле .

Б) енергийното явление "студено" изпаряване на течност

Най-просто казано, физическата същност на новия ефект и новата технология е преобразуването на потенциалната енергия на електрическото поле в кинетична енергия на движението на течните молекули и структури през капиляра и извън него. В същото време в процеса на изпаряване и дисоциация на течността изобщо не се консумира електрически ток, защото по някакъв непонятен начин се изразходва потенциалната енергия на електрическото поле. Това е електрическото поле в капилярната електроосмоза, което задейства и поддържа възникването и едновременния поток в течността в процеса на преобразуване на нейните фракции и агрегатни състояния в устройството на много полезни ефекти за трансформиране на молекулярни структури и течни молекули в горим газ наведнъж. А именно: високоволтовата капилярна електроосмоза едновременно осигурява мощна поляризация на водните молекули и нейните структури с едновременно частично разкъсване на междумолекулните връзки на водата в наелектризирана капиляра, фрагментиране на поляризираните водни молекули и клъстери в заредени радикали в самата капиляра посредством потенциала енергия на електрическото поле. Същата потенциална енергия на полето интензивно задейства механизмите на образуване и движение през капилярите, подредени "в редици", електрически свързани във вериги от поляризирани водни молекули и техните образувания (електростатична помпа), работата на йонната помпа със създаването на огромно електроосмотично налягане върху течния стълб за ускорено движение по капиляра и окончателното инжектиране от капиляра на непълни молекули и клъстери течност (вода), вече частично разбити от полето (разделени на радикали). Следователно на изхода дори на най-простото устройство за капилярна електроосмоза вече се получава горим газ (по-точно смес от газове H2, O2 и H2O).

В) Приложимост и особености на действието на променливо електрическо поле

Но за по-пълна дисоциация на водните молекули в горивен газ е необходимо да се принудят оцелелите водни молекули да се сблъскат една с друга и да се разпаднат на H2 и O2 молекули в допълнително напречно променливо поле (фиг. 2). Следователно, за да се увеличи интензификацията на процеса на изпаряване и дисоциация на вода (всяка органична течност) в горивен газ, е по-добре да се използват два източника на електрическо поле (фиг. 2). В тях, за изпаряване на вода (течност) и за производство на горивен газ, потенциалната енергия на силно електрическо поле (със сила най-малко 1 kV / cm) се използва отделно: първо, първото електрическо поле е използва се за прехвърляне на молекулите, които образуват течността, от заседнало течно състояние чрез електроосмоза през капиляри в газообразно състояние (получава се студен газ) от течност с частично разделяне на водни молекули и след това, на втория етап, енергията на използва се второ електрическо поле, по-конкретно, мощни електростатични сили се използват за засилване на осцилаторния резонансен процес на "сблъсък-отблъскване" на наелектризирани водни молекули под формата на воден газ помежду си за пълното разкъсване на течните молекули и образуването на горими газови молекули.

Г) Управляемост на процесите на дисоциация на течности в новата технология

Регулирането на интензитета на образуване на водна мъгла (интензитет на студено изпарение) се постига чрез промяна на параметрите на електрическото поле, насочено по протежение на капилярния изпарител и (или) промяна на разстоянието между външната повърхност на капилярния материал и ускоряващия електрод, което създава електрическо поле в капилярите. Регулирането на производството на водород от вода се осъществява чрез промяна (регулиране) на големината и формата на електрическото поле, площта и диаметъра на капилярите, промяна на състава и свойствата на водата. Тези условия за оптимална дисоциация на течност са различни в зависимост от вида на течността, свойствата на капилярите и параметрите на полето и се диктуват от необходимата производителност на процеса на дисоциация на определена течност. Експериментите показват, че най-ефективното производство на H2 от вода се постига, когато молекулите на водната мъгла, получена чрез електроосмоза, се разделят от второ електрическо поле, чиито рационални параметри са избрани основно експериментално. По-специално се оказа целесъобразно окончателното разделяне на молекулите на водната мъгла да се извърши точно чрез импулсно знакоконстантно електрическо поле с вектор на полето, перпендикулярен на вектора на първото поле, използвано във водната електроосмоза. Въздействието на електрическите полета върху течността в процеса на нейното превръщане в мъгла и по-нататък в процеса на разделяне на молекулите на течността може да се извърши едновременно или последователно.

РЕЗЮМЕ НА РАЗДЕЛ

Благодарение на тези описани механизми, с комбинирана електроосмоза и действието на две електрически полета върху течност (вода) в капиляр, е възможно да се постигне максимална производителност на процеса на получаване на горим газ и практически да се премахнат разходите за електрическа и топлинна енергия при получаване на този газ от вода от всякакви водно-горивни течности. Тази технология по принцип е приложима за производството на горивен газ от всяко течно гориво или негови водни емулсии.

Други общи аспекти на прилагането на новата технология, полезни при нейното прилагане.

а) Предварително активиране на вода (течност)

За да се увеличи интензивността на производството на горивен газ, е препоръчително първо да се активира течността (вода) (предварително нагряване, предварително разделяне на киселинни и алкални фракции, електризация и поляризация и др.). Предварителната електроактивация на водата (и всяка водна емулсия) с нейното разделяне на киселинни и алкални фракции се извършва чрез частична електролиза с помощта на допълнителни електроди, поставени в специални полупропускливи диафрагми за последващото им отделно изпаряване (фиг. 3).

В случай на предварително разделяне на първоначално химически неутрална вода на химически активни (киселинни и алкални) фракции, прилагането на технологията за получаване на горим газ от вода става възможно дори при минусови температури (до -30 градуса по Целзий), което е много важно и полезно през зимата за превозните средства. Тъй като такава "фракционна" електроактивирана вода изобщо не замръзва по време на студове. Това означава, че инсталацията за производство на водород от такава активирана вода ще може да работи и при минусови температури на околната среда и при студ.

б) Източници на електрическо поле

Като източник на електрическо поле за реализацията на тази технология могат да се използват различни устройства. Например, като добре известни магнитно-електронни високоволтови преобразуватели на постоянен ток и импулсно напрежение, електростатични генератори, различни умножители на напрежение, предварително заредени високоволтови кондензатори, както и като цяло напълно безтокови източници на електрическо поле - диелектрични моноелектрици.

в) Адсорбция на произведените газове

Водородът и кислородът в процеса на производство на горим газ могат да се акумулират отделно един от друг чрез поставяне на специални адсорбенти в потока на горим газ. Напълно възможно е този метод да се използва за дисоциация на всяка емулсия вода-гориво.

г) Получаване на горивен газ чрез електроосмоза от органични течни отпадъци

Тази технология дава възможност за ефективно използване на всякакви течни органични разтвори (например течни човешки и животински отпадъци) като суровина за генериране на горивен газ. Колкото и парадоксално да звучи тази идея, но използването на органични разтвори за производство на горивен газ, по-специално от течни изпражнения, от гледна точка на консумацията на енергия и екологията е дори по-изгодно и по-лесно от дисоциацията на обикновена вода, което технически е много по-трудно се разлагат на молекули.

В допълнение, такъв получен от депото хибриден горивен газ е по-малко експлозивен. Следователно, всъщност, тази нова технология ви позволява ефективно да преобразувате всякакви органични течности (включително течни отпадъци) в полезен горивен газ. По този начин, настоящата технология също така е ефективно приложима за полезното обработване и изхвърляне на течни органични отпадъци.

ДРУГИ ТЕХНИЧЕСКИ РЕШЕНИЯ ОПИСАНИЕ НА КОНСТРУКЦИИТЕ И ТЕХНИЯ ПРИНЦИП НА ДЕЙСТВИЕ

Предложената технология може да се реализира с помощта на различни устройства. Най-простото устройство за електроосмотичен генератор на горивен газ от течности вече е показано и разкрито в текста и на фиг. 1. Някои други по-усъвършенствани версии на тези устройства, тествани от автора експериментално, са представени в опростена форма на фиг. 2-3. Един от простите варианти на комбинирания метод за получаване на горим газ от водо-горивна смес или вода може да се реализира в устройство (фиг. 2), което по същество се състои от комбинация от устройство (фиг. 1) с допълнителен устройство, съдържащо плоски напречни електроди 8.8-1, свързани към източник на силно променливо електрическо поле 9.

Фигура 2 също така показва по-подробно функционалната структура и състава на източника 9 на второто (променливо) електрическо поле, а именно, показано е, че той се състои от първичен източник на електричество 14, свързан чрез входа на мощността към втория високочестотен източник преобразувател на напрежение на напрежение 15 с регулируема честота и амплитуда (блок 15 може да бъде направен под формата на индуктивно-транзисторна верига като автоосцилатор на Royer), свързан на изхода към плоски електроди 8 и 8-1. Устройството е оборудвано и с термичен нагревател 10, разположен например под дъното на контейнера 1. При превозни средства това може да бъде горещ изпускателен колектор, страничните стени на самия корпус на двигателя.

В блоковата схема (фиг. 2) източниците на електрическо поле 6 и 9 са дешифрирани по-подробно. Така по-специално е показано, че източникът 6 с постоянен знак, но регулиран от големината на напрегнатостта на електрическото поле, се състои от първичен източник на електричество 11, например бордова батерия, свързана чрез първичното захранване верига към високоволтов регулируем преобразувател на напрежение 12, например от типа автогенератор Royer, с вграден високоволтов изходен токоизправител (включен в блок 12), свързан на изхода към високоволтови електроди 5, и захранването преобразувателят 12 е свързан чрез контролния вход към системата за управление 13, което ви позволява да контролирате режима на работа на този източник на електрическо поле. по-конкретно, работата на блокове 3, 4, 5, 6 заедно представляват комбинирано устройство на електроосмотична помпа и електростатичен течен изпарител. Блок 6 ви позволява да регулирате силата на електрическото поле от 1 kV/cm до 30 kV/cm. Устройството (фиг. 2) също така осигурява техническа възможност за промяна на разстоянието и положението на пластинчатата мрежа или порестия електрод 5 спрямо изпарителя 4, както и разстоянието между плоските електроди 8 и 8-1. Описание на хибридното комбинирано устройство в статика (фиг. 3)

Това устройство, за разлика от описаните по-горе, е допълнено с електрохимичен течен активатор, две двойки електроди 5.5-1. Устройството съдържа контейнер 1 с течност 2, например вода, два порести капилярни фитила 3 ​​с изпарители 4, две двойки електроди 5.5-1. Източникът на електрическо поле 6, чиито електрически потенциали са свързани към електродите 5.5-1. Устройството също така съдържа газосъбирателен тръбопровод 7, разделителна филтърна бариера-диафрагма 19, разделяща контейнера 1 на две.Устройствата също се състоят в това, че електрически потенциали с противоположен знак от източник на високо напрежение 6 са свързани към горния два електрода 5 поради противоположните електрохимични свойства на течността, разделени от диафрагма 19. Описание на работата на устройствата (фиг. 1-3)

ЕКСПЛОАТАЦИЯ НА КОМБИНИРАНИ ГАЗОВИ ГЕНЕРАТОРИ

Нека разгледаме по-подробно изпълнението на предложения метод на примера на прости устройства (фиг. 2-3).

Устройството (фиг. 2) работи по следния начин: изпарението на течност 2 от резервоар 1 се извършва главно чрез термично нагряване на течността от блок 10, например, използвайки значителна топлинна енергия от изпускателния колектор на двигателя на превозното средство. Дисоциацията на молекулите на изпарената течност, например вода, в молекули водород и кислород се извършва чрез силово въздействие върху тях от променливо електрическо поле от източник на високо напрежение 9 в пролуката между два плоски електрода 8 и 8 -1. Капилярен фитил 3, изпарител 4, електроди 5.5-1 и източник на електрическо поле 6, както вече беше описано по-горе, превръщат течността в пара, а други елементи заедно осигуряват електрическа дисоциация на молекулите на изпарената течност 2 в междината между електродите 8.8 -1 под действието на променливо електрическо поле от източник 9 и чрез промяна на честотата на трептенията и силата на електрическото поле в междината между 8.8-1 по веригата на системата за управление 16, като се вземе предвид информацията от газовия състав сензор, интензивността на сблъсък и смачкване на тези молекули (т.е. степента на дисоциация на молекулите). Чрез регулиране на интензитета на надлъжното електрическо поле между електродите 5.5-1 от блока за преобразуване на напрежение 12 чрез неговата система за управление 13 се постига промяна в работата на механизма за повдигане и изпаряване на течността 2.

Устройството (фиг. 3) работи по следния начин: първо, течността (водата) 2 в резервоара 1, под въздействието на разликата в електрическите потенциали от източника на напрежение 17, приложен към електродите 18, се разделя през порестия диафрагма 19 в "жива" - алкална и "мъртва" - киселинна фракции на течност (вода), които след това се превръщат в състояние на пара чрез електроосмоза и раздробяват подвижните си молекули чрез променливо електрическо поле от блок 9 в пространството между плоски електроди 8.8-1, докато се образува горим газ. В случай на изпълнение на електроди 5,8 порести от специални адсорбенти, става възможно да се натрупват, натрупват резерви от водород и кислород в тях. Тогава е възможно да се извърши обратният процес на освобождаване на тези газове от тях, например чрез нагряване, като в този режим е препоръчително тези електроди да се поставят директно в резервоара за гориво, свързани например с горивния проводник на превозни средства. Също така отбелязваме, че електродите 5,8 могат да служат и като адсорбенти за отделни компоненти на горим газ, например водород. Материалът на такива порести твърди водородни адсорбенти вече е описан в научната и техническа литература.

РАБОТОСПОСОБНОСТ НА МЕТОДА И ПОЛОЖИТЕЛЕН ЕФЕКТ ОТ ПРИЛАГАНЕТО МУ

Ефективността на метода вече е доказана от мен чрез множество експерименти експериментално. И показаните в статията конструкции на устройства (фиг. 1-3) са работещи модели, върху които са проведени експериментите. За да докажем ефекта от получаването на горим газ, го запалихме на изхода на газовия колектор (7) и измерихме топлинните и екологичните характеристики на горивния процес. Има протоколи от изпитвания, които потвърждават работоспособността на метода и високите екологични характеристики на полученото газообразно гориво и отработените газови продукти от неговото изгаряне. Експериментите показват, че новият електроосмотичен метод за дисоциация на течности е ефективен и подходящ за студено изпаряване и дисоциация в електрически полета на много различни течности (смеси вода-гориво, вода, водни йонизирани разтвори, водно-маслени емулсии и дори водни разтвори на фекални органични отпадъци, които между другото, след молекулярната им дисоциация по този метод, те образуват ефективен екологично чист горим газ, практически без мирис и цвят.

Основният положителен ефект от изобретението е многократното намаляване на разходите за енергия (топлинна, електрическа) за осъществяване на механизма на изпаряване и молекулярна дисоциация на течности в сравнение с всички известни аналогични методи.

Рязко намаляване на потреблението на енергия при производството на горим газ от течност, например водно-горивни емулсии, чрез изпаряване на електрическо поле и раздробяване на неговите молекули в газови молекули, се постига благодарение на мощните електрически сили на електрическото поле, действащи върху молекулите както в самата течност, така и върху изпарените молекули. В резултат на това процесът на изпаряване на течността и процесът на фрагментация на нейните молекули в парообразно състояние рязко се засилват почти при минималната мощност на източниците на електрическо поле. Естествено, чрез регулиране на интензитета на тези полета в работната зона на изпаряване и дисоциация на течни молекули, електрически или чрез преместване на електродите 5, 8, 8-1, силовото взаимодействие на полетата с течните молекули се променя, което води до до регулиране на производителността на изпаряване и степента на дисоциация на изпарените молекули.течности. Ефективността и високата ефективност на дисоциацията на изпарената пара чрез напречно променливо електрическо поле в междината между електродите 8, 8-1 от източника 9 също беше експериментално показана (фиг. 2,3,4). Установено е, че за всяка течност в нейното изпарено състояние има определена честота на електрически колебания на дадено поле и неговата сила, при които процесът на разцепване на течните молекули протича най-интензивно. Експериментално е установено също, че допълнителната електрохимична активация на течност, например обикновена вода, която е нейната частична електролиза, извършена в устройството (фиг. 3), а също така повишава производителността на йонната помпа (фитил 3-ускоряващ електрод 5) и увеличаване на интензивността на електроосмотичното изпаряване на течността. Термичното нагряване на течност, например от топлината на отработените горещи газове на транспортните двигатели (фиг. 2), допринася за нейното изпаряване, което също води до увеличаване на производителността на производството на водород от вода и горивен горивен газ от всякакви водно-горивни емулсии.

ТЪРГОВСКИ АСПЕКТИ НА ВНЕДРЯВАНЕ НА ТЕХНОЛОГИЯТА

ПРЕДИМСТВО НА ЕЛЕКТРООСМОТИЧНАТА ТЕХНОЛОГИЯ В СРАВНЕНИЕ С ЕЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЯТА НА MEYER

В сравнение по отношение на производителността с добре познатата и най-евтина прогресивна електрическа технология на Стенли Майер за получаване на горивен газ от вода (и клетка на Майер) /6/, нашата технология е по-напреднала и продуктивна, тъй като електроосмотичният ефект на изпарението на течността и Използваната от нас дисоциация в комбинация с механизма на електростатичното и йонната помпа осигурява не само интензивно изпаряване и дисоциация на течността с минимална и еднаква консумация на енергия, но и ефективно отделяне на газовите молекули от зоната на дисоциация и с ускорение от горния ръб на капилярите. Следователно в нашия случай изобщо няма екраниращ ефект за работната зона на електрическата дисоциация на молекулите. И процесът на генериране на горивен газ не се забавя във времето, както при Mayer. Следователно газовата производителност на нашия метод при същия разход на енергия е с порядък по-висока от този прогресивен аналог /6/.

Някои технически и икономически аспекти и търговски ползи и перспективи за прилагане на новата технология Предложената нова технология може да бъде доведена за кратко време до серийно производство на такива високоефективни електроосмотични генератори на горивен газ от почти всякаква течност, включително чешмяна вода. Особено просто и икономически целесъобразно е на първия етап от усвояването на технологията да се приложи вариант на инсталация за превръщане на водно-горивни емулсии в горивен газ. Цената на серийна инсталация за производство на горивен газ от вода с капацитет около 1000 m³/h ще бъде приблизително 1 000 щатски долара. Консумираната електрическа мощност на такъв електрогенератор на горивен газ ще бъде не повече от 50-100 вата. Следователно такива компактни и ефективни горивни електролизатори могат да бъдат успешно инсталирани на почти всяко превозно средство. В резултат на това топлинните двигатели ще могат да работят с практически всяка въглеводородна течност и дори с обикновена вода. Масовото въвеждане на тези устройства в превозните средства ще доведе до рязко енергийно и екологично подобряване на превозните средства. И ще доведе до бързото създаване на екологичен и икономичен топлинен двигател. Приблизителните финансови разходи за разработване, създаване и фина настройка на проучването на първата пилотна инсталация за производство на горивен газ от вода с капацитет 100 m³ в секунда до пилотна промишлена проба са около 450-500 хиляди щатски долара. Тези разходи включват разходите за проектиране и изследване, разходите за самата експериментална установка и стенда за нейното тестване и усъвършенстване.

ИЗВОДИ:

В Русия беше открит и експериментално проучен нов електрофизичен ефект на капилярна електроосмоза на течности, „студен“ енергийно евтин механизъм за изпаряване и дисоциация на молекули на всякакви течности.

Този ефект съществува самостоятелно в природата и е основният механизъм на електростатичната и йонна помпа за изпомпване на хранителни разтвори (сокове) от корените към листата на всички растения, последвано от електростатична газификация.

Нов ефективен метод за дисоциация на всяка течност чрез отслабване и разрушаване на нейните междумолекулни и молекулярни връзки чрез високоволтова капилярна електроосмоза е експериментално открит и проучен.

Въз основа на новия ефект е създадена и тествана нова високоефективна технология за производство на горивни газове от всякакви течности.

Предложени са специфични устройства за енергийно ефективно производство на горивни газове от вода и нейните съединения.

Технологията е приложима за ефективно производство на горивен газ от всякакви течни горива и водо-горивни емулсии, включително течни отпадъци.

Технологията е особено обещаваща за използване в транспорта, енергетиката и други индустрии. А също и в градовете за изхвърляне и ползотворно използване на въглеводородни отпадъци.

Авторът се интересува от бизнес и творческо сътрудничество с компании, които желаят и могат да създадат необходимите условия за автора да го доведат до пилотни промишлени дизайни и да въведат в практиката тази обещаваща технология със своите инвестиции.

ЦИТИРАНА ЛИТЕРАТУРА:

1. Дудишев В.Д. „Растенията – природни йонни помпи” – в сп. „Млад техник” бр.1/88
2. Дудишев В.Д. „Нова електрическа пожарна технология - ефективен начин за решаване на енергийни и екологични проблеми“ - списание „Екология и индустрия на Русия“ № 3 / 97
3. Термично производство на водород от вода "Химическа енциклопедия", т.1, М., 1988, стр.401).
4. Електроводороден генератор (международна заявка по системата PCT -RU98/00190 от 07.10.97 г.)
5. Генериране на безплатна енергия чрез разлагане на вода във високоефективен електролитен процес, сборник "Нови идеи в естествените науки", 1996 г., Санкт Петербург, стр. 319-325, изд. "Връх".
6. Патент на САЩ 4,936,961 Метод за производство на горивен газ.
7. Патент на САЩ № 4,370,297 Метод и апарат за ядрено термохимично разлагане във вода.
8. Патент на САЩ № 4,364,897 Многоетапен химичен и радиационен процес за производство на газ.
9. Потупване. US 4,362,690 Пирохимично устройство за разлагане на вода.
10. Потупване. US 4,039,651 Термохимичен процес със затворен цикъл, произвеждащ водород и кислород от вода.
11. Потупване. US 4,013,781 Процес за производство на водород и кислород от вода с помощта на желязо и хлор.
12. Потупване. US 3,963,830 Термолиза на вода в контакт със зеолитни маси.
13. Г. Лущейкин “Полимерни електрети”, М., “Химия”, 1986 г.
14. “Химическа енциклопедия”, т.1, М., 1988 г., раздели “вода”, (водни разтвори и техните свойства)

Дудишев Валерий Дмитриевич Професор от Самарския технически университет, доктор на техническите науки, академик на Руската екологична академия

Изобретението се отнася до водородната енергетика. Техническият резултат от изобретението е получаването на водород чрез разлагане на вода. Съгласно изобретението, метод за производство на водород от вода включва разлагането на водата под действието на електрическо поле, като се използва воден коаксиален кондензатор с изолирани пластини, към който се прилага високоволтово изправено напрежение на импулсна форма, докато разграждането на водата на кислород и водород се извършва под действието на резонансно електромагнитно поле, чиято честота n-та хармонична се доближава до естествената честота на водата, а енергията на разлагането на водата е сумата от топлинната и минимално консумираната електрическа енергия на водата разграждане. Патентовано е и устройство за реализиране на заявения метод. 2 п. и 1 з.п. ф-лия, 1 ил.

Чертежи към RF патент 2456377

Изобретението се отнася до техника за производство на водород от вода (водородна енергия) чрез електролиза и може да се използва като единица за преобразуване на топлинната енергия при изгаряне на водород в механична енергия.

Известен е двигател Stanley Meyer, работещ с водород, който се получава от вода чрез нейното електролитно разлагане (патент на САЩ № 5149507). Това устройство съдържа две двойки коаксиално разположени електроди, поставени във вода, като едната двойка няма контакт с водата. Към изолираните електроди се прилага високо напрежение не повече от 10 kV и честота 15-260 kHz. Постоянно напрежение с ниско напрежение се прилага към останалите електроди за неутрализиране на водородните и кислородните атоми.

Въз основа на физическия принцип на обратимостта на енергията, за да се получи например кубичен метър водород от вода (при 0 ° C и 101,3 kPa), е необходимо да се изразходват 10,8 MJ / m 3 или 2580 kcal / m 3 енергия , т.е. толкова, колкото се отделя при изгаряне на водород при същите условия. Това означава, че при изгаряне на кубичен метър водород получаваме 2580 kcal/sec. В апарата Mailer се отделят не повече от 710 кал в секунда, т.е. 3600 пъти по-малко.

Известно е, че резонансната (естествена) честота на водата е (50,8 и 51,3) 10 GHz, така че резонансът на водата ще възникне, ако смущаващото действие има определената честота, което по никакъв начин не е в съответствие с електрическата верига, представена от Meer .

В допълнение, устройството Mailer не осигурява условия за абсорбиране на топлина както от околната среда, така и от други източници на топлина, например от самата вода, за да компенсира ендотермичния ефект от реакцията на разлагане на водата.

Целта на изобретението е да се увеличи производителността, ефективността, икономическата приложимост.

За постигането на тези цели е необходимо да се увеличи енергийната мощност за извършване на полезна работа, при условие че електрическата верига работи в резонансен режим или възможно най-близо до него. Да приемем, че имаме несинусоидално захранващо напрежение, което е пълновълново изправено синусоидално напрежение. Тогава условието за резонанс на k-тата хармонична компонента ще бъде записано във формата

X LK \u003d K L \u003d N 2 AKµ а/L=X CK =1/K C=d/KA а.

В нашия случай (51)10 GHz е резонансната честота на водата, което означава, че за k-тия хармоник K = (51) 10 GHz, откъдето = (51) 10 GHz/K.

Откъдето честотата на захранващото напрежение на k-тия хармоник може да се намали с k пъти, но остава доста висока. За да увеличите входната честота, можете да използвате метода за увеличаването й чрез добавяне на честоти от няколко захранващи напрежения, свързани паралелно чрез резонансна верига, при условие че амплитудите на входните напрежения не съвпадат, което се постига чрез изместване на техните фази с ъгъл, който отговаря на първото условие. Трябва да се отбележи, че индуктивността, както и капацитетът на резонансната верига, за да се осигури най-голям контакт на повърхността с вода, може да се състои от паралелно, последователно или смесено свързване на елементи, което осигурява равномерно пренасяне на специфична енергия през целия обема, а от своя страна с увеличаването на обема на устройството се създават условия за увеличаване на производителността на газовите емисии поради увеличеното снабдяване с топлинна и електрическа енергия. Да приемем, че например при изгаряне на 1 литър водород за части от секундата се отделят K калории топлина. Образуваното количество вода ще бъде приблизително 0,001 литра. Тези параметри съответстват на границата на преходите HA3-ВОДА и ВОДА-ГАЗ, т.е. те са обратими. Това означава, че за да се разградят 0,001 литра вода без консумация на електроенергия, е необходимо тя да се напръска равномерно в обем от 1 литър и да се отчетат K калории топлина плюс загуби за същото време. Както можете да видите, съотношението на разходите за електрическа и топлинна енергия за разграждане на водата зависи от много параметри и изисква експериментално изследване. При стремеж към минимална консумация на енергия е необходимо да се затегнат енергийните топлинни параметри, например невъзможността за създаване на високо налягане или необходимата топлинна мощност при същата очаквана производителност изисква еквивалентно компенсиране на липсващата топлинна енергия от енергията на електромагнитно поле. Известно е, че намаляването на енергията на електрическото поле при резонанс е придружено от увеличаване на енергията на магнитното поле и обратно, т.е.: W=Wm+We=L1/2=CU/2=CONST. Следователно, за да не загубим половината енергия, поставяме индуктивността вътре във водния кондензатор. По този начин две резонансни 90-градусови сили от електрически и магнитни полета действат върху водните молекули, които, използвайки топлинна енергия, разделят водната молекула на водород и кислород. При едновременното действие на тези сили е необходимо изместване, например, на фазата на магнитното поле спрямо електрическото поле с 90 градуса, което може да се постигне с помощта на устройства за изместване на фазата.

Доставянето на топлинна енергия за компенсиране на ендотермичния ефект по време на разграждането на водата се дължи на циркулацията на водата (например чрез помпа) в затворен кръг, чрез устройство за разлагане на вода, радиатор и устройство за попълване на загубите на вода по време на разлагане. Топлинният приемник е устройство с развита повърхност, нагрята от слънцето, или (и) осигурява инжектиране на продукти от горенето в студена вода, например от водороден двигател, като по този начин затваря процеса и значително повишава ефективността. Устройството на предложената схема повишава ефективността на промишленото производство, позволява да се използва както в промишлени енергийни устройства, така и в автомобилния и железопътния транспорт. При създаването на няколко паралелни вериги е възможно да се избира топлинна енергия от много източници.

Методът за получаване на водород от вода включва разграждането на водата под действието на електрическо поле с помощта на воден коаксиален кондензатор с изолирани пластини, към който се прилага високоволтово изправено напрежение на импулсна форма, разлагането на водата в кислород и водород възниква под действието на резонансно електромагнитно поле на n-хармоника, което се доближава до собствената си честота на водата, а енергията на разлагане на водата се състои от топлинна и минимално консумирана електрическа енергия на разлагане на водата.

В устройството за производство на водород от вода между пластините на кондензатора е поставена индуктивност, която осигурява разделянето и движението на кислород и водород през изходните отвори, които не комуникират помежду си, а газовете се неутрализират с помощта на проводими решетки, монтирани на изходът на дупките, които са свързани към източник на постоянно напрежение, а подаването на топлинна енергия става чрез затворени паралелни вериги, всяка от които е свързана към източник на външна топлинна енергия, а охлаждащата течност е вода, циркулираща с помощта на помпа с променлива производителност, докато индуктивността и капацитетът на резонансната верига се състои от паралелни, последователни и смесени електрически връзки на елементи.

На фиг. е представено устройство, което реализира предложения метод. Устройството съдържа корпус 5, направен чрез леене под налягане, например от топлоустойчив съполимер, чиято диелектрична константа достига 100 000 единици, има хоризонтални канали, които осигуряват вход и изход на вода, които са свързани с коаксиално разположени канали, в прегради, от които са запълнени кондензаторни пластини 1 и индуктивни намотки 2. Коаксиални канали с вертикални отвори, по линиите на магнитното поле на индуктивности 2, са свързани с изходни отвори за газ с метални решетки 4, към които се прилага постоянно напрежение, което осигурява неутрализиране на водородни и кислородни йони. Клапани 3 осигуряват изхода на газовете при леко свръхналягане.

Устройството работи по следния начин. Когато към елементите 1, 2 на последователната резонансна верига се приложи високочестотно напрежение с високо напрежение и каналите се запълнят с циркулираща нагрята вода, водата се разлага на кислородни и водородни йони поради електрическа и топлинна енергия. Под действието на магнитното поле на индуктивност 2 кислородните и водородните йони се разделят в пространството на магнитното поле и всеки газ преминава отделно през своите канали през метални решетки 4, където се неутрализира и неутралните газове навлизат през клапана 3 по предназначение.

Предимството на устройството в сравнение с прототипа е, че водата е и носител на топлинна енергия. Увеличаването на електрическата енергия на единица обем вода в резултат на развитата контактна повърхност на капацитивните плочи с водата води до увеличаване на производителността и ефективността на устройството. Поставянето на индуктор в устройство води до увеличаване на производителността и ефективността на устройството. Устройството произвежда разделяне на газове (водород и кислород). Когато скоростта на водата се промени, е възможно да се промени производителността.

Нашата планета се къпе в потока от топлинна енергия, идваща от Слънцето, от земните недра и от икономическата дейност на човека. Човек не владее достатъчно тази енергия, следователно това изобретение е насочено към овладяване на безплатната енергия, посочена по-горе.

ИСК

1. Метод за производство на водород от вода, включващ разлагането на вода под въздействието на електрическо поле, използвайки воден коаксиален кондензатор с изолирани пластини, към който се прилага високоволтово изправено напрежение на импулсна форма, характеризиращ се с това, че разлагането на водата на кислород и водород се извършва под действието на резонансно електромагнитно поле, чиято честота на n-та хармоника се доближава до естествената честота на водата, а енергията на разлагането на водата е сумата от топлинната и минимално консумираната електрическа енергия на разлагането на водата.

2. Устройство, характеризиращо се с това, че между плочите на кондензатора е поставена индуктивност, която осигурява разделянето и движението на кислород и водород през изходните отвори, които не комуникират помежду си, а неутрализирането на газовете става с помощта на проводими решетки, монтирани на изхода на отворите, които са свързани към източник на постоянно напрежение, а подаването на топлинна енергия става чрез затворени паралелни вериги, всяка от които е свързана към източник на външна топлинна енергия, а топлоносителят е вода циркулация с помощта на помпа с променлив капацитет.

3. Устройство съгласно претенция 2, характеризиращо се с това, че индуктивността и капацитетът на резонансната верига се състои от паралелни, последователни и смесени електрически връзки на елементи.

Предложеният метод се основава на следното:

1. Електронна връзка между атомите водород и кислороднамалява пропорционално на повишаването на температурата на водата. Това се потвърждава от практиката при изгаряне на сухи въглища. Преди изгарянето на сухи въглища се полива. Мокрите въглища дават повече топлина, горят по-добре. Това се дължи на факта, че при висока температура на горене на въглищата водата се разлага на водород и кислород. Водородът изгаря и дава допълнителни калории на въглищата, а кислородът увеличава количеството кислород във въздуха в пещта, което допринася за по-доброто и пълно изгаряне на въглищата.
2. Температура на запалване на водород от 580 преди 590oC, разлагането на водата трябва да бъде под прага на възпламеняване на водорода.
3. Електронна връзка между водородни и кислородни атоми при температура 550oCвсе още е достатъчно за образуването на водни молекули, но орбитите на електроните вече са изкривени, връзката с водородните и кислородните атоми е отслабена. За да могат електроните да напуснат своите орбити и атомната връзка между тях да се разпадне, трябва да добавите повече енергия към електроните, но не топлина, а енергията на електрическо поле с високо напрежение. Тогава потенциалната енергия на електрическото поле се преобразува в кинетичната енергия на електрона. Скоростта на електроните в постояннотоково електрическо поле се увеличава пропорционално на корен квадратен от напрежението, приложено към електродите.
4. Разлагането на прегрята пара в електрическо поле може да се случи при ниска скорост на парата и такава скорост на парата при температура 550oCможе да се получи само на открито.
5. За да получите водород и кислород в големи количества, трябва да използвате закона за запазване на материята. От този закон следва: в каквото количество водата е била разложена на водород и кислород, в същото количество ще получим вода, когато тези газове се окисляват.

Възможността за изпълнение на изобретението се потвърждава от проведените примери в три варианта на монтаж.

И трите версии на заводите са направени от едни и същи унифицирани цилиндрични стоманени тръбни продукти.

Първи вариант
Устройство за работа и инсталиране на първия вариант ( схема 1)

И в трите варианта работата на агрегатите започва с подготовка на прегрята пара в открито пространство с температура на парата 550 o C. Откритото пространство осигурява скорост по веригата на разлагане на парата до 2 m/s.

Приготвянето на прегрята пара става в топлоустойчива стоманена тръба /стартер/, чийто диаметър и дължина зависи от мощността на инсталацията. Мощността на инсталацията определя количеството на разложената вода, литри / s.

Един литър вода съдържа 124 литра водородИ 622 литра кислород, по отношение на калориите е 329 kcal.

Преди стартиране на уреда стартерът се загрява от 800 до 1000 o C/отоплението се извършва по всякакъв начин/.

Единият край на стартера е запушен с фланец, през който постъпва дозирана вода за разграждане до изчислената мощност. Водата в стартера се загрява до 550oC, свободно излиза от другия край на стартера и влиза в камерата за разлагане, с която стартерът е свързан с фланци.

В камерата за разлагане прегрятата пара се разлага на водород и кислород чрез електрическо поле, създадено от положителни и отрицателни електроди, които се захранват с постоянен ток с напрежение 6000 V. Положителният електрод е самото тяло на камерата /тръба/, а отрицателният електрод е монтирана в центъра на тялото тънкостенна стоманена тръба, по цялата повърхност на която има отвори с диаметър 20 мм.

Тръбата-електрод е решетка, която не трябва да създава съпротивление за навлизане на водород в електрода. Електродът е прикрепен към тялото на тръбата на втулки и през същата приставка се прилага високо напрежение. Краят на тръбата на отрицателния електрод завършва с електрически изолирана и топлоустойчива тръба за излизане на водорода през фланеца на камерата. Изходът на кислород от тялото на камерата за разлагане през стоманена тръба. Положителният електрод /тялото на камерата/ трябва да е заземен, а положителният полюс на DC захранването е заземен.

Изход водородкъм кислород 1:5.

Втори вариант
Устройство за работа и монтаж според втория вариант ( схема 2)

Инсталацията на втория вариант е проектирана да произвежда голямо количество водород и кислород поради паралелното разлагане на голямо количество вода и окисляването на газовете в котлите за получаване на работна пара под високо налягане за водородни електроцентрали /в бъдещето УЕС/.

Работата на инсталацията, както в първата версия, започва с подготовката на прегрята пара в стартера. Но този стартер е различен от стартера в 1-вата версия. Разликата се състои в това, че в края на стартера е заварен клон, в който е монтиран превключвател за пара, който има две позиции - "старт" и "работа".

Парата, получена в стартера, постъпва в топлообменника, който е предназначен да регулира температурата на възстановената вода след окисляване в котела / К1/ преди 550oC. Топлообменник / Че/ - тръба, както всички продукти с еднакъв диаметър. Между фланците на тръбата са монтирани топлоустойчиви стоманени тръби, през които преминава прегрята пара. Тръбите се обливат с вода от затворена охладителна система.

От топлообменника прегрятата пара навлиза в камерата за разлагане, точно както в първата версия на инсталацията.

Водородът и кислородът от камерата за разлагане постъпват в горелката на котел 1, в която водородът се запалва от запалка - образува се факла. Факелът, протичащ около котела 1, създава в него работна пара под високо налягане. Опашката на факела от котел 1 влиза в котел 2 и с топлината си в котел 2 подготвя пара за котел 1. Започва непрекъснато окисление на газовете по целия контур на котлите по добре известната формула:

2H 2 + O 2 = 2H 2 O + топлина

В резултат на окисляването на газовете водата се редуцира и се отделя топлина. Тази топлина в инсталацията се събира от котли 1 и котли 2, превръщайки тази топлина в работна пара под високо налягане. И възстановената вода с висока температура влиза в следващия топлообменник, от него към следващата камера за разлагане. Такава последователност на преминаване на водата от едно състояние в друго продължава толкова пъти, колкото е необходимо за получаване на енергия от тази събрана топлина под формата на работна пара за осигуряване на проектния капацитет. УЕС.

След като първата част от прегрятата пара заобиколи всички продукти, даде на веригата изчислената енергия и излезе от последния котел 2 във веригата, прегрятата пара се насочва през тръбата към парния превключвател, монтиран на стартера. Превключвателят за пара се премества от позиция "старт" в позиция "работа", след което влиза в стартера. Стартерът е изключен /вода,парно/. От стартера прегрятата пара навлиза в първия топлообменник, а от него в камерата за разлагане. Започва нов кръг от прегрята пара по веригата. От този момент нататък веригата на разлагане и плазма е затворена сама по себе си.

Водата се консумира от инсталацията само за образуване на работна пара под високо налягане, която се взема от връщането на веригата на отработената пара след турбината.

Липсата на електроцентрали за УЕСе тяхната тромавост. Например за УЕСНа 250 MWтрябва да се разграждат едновременно 455 лвода за една секунда и това ще изисква 227 камери за разлагане, 227 топлообменника, 227 бойлера / К1/, 227 котли / К2/. Но такава обемност ще бъде оправдана стократно само от факта, че горивото за УЕСще има само вода, да не говорим за екологична чистота УЕС, евтина електроенергия и топлина.

Трети вариант
3-та версия на електроцентралата ( схема 3)

Това е точно същата електроцентрала като втората.

Разликата между тях е, че това устройство работи постоянно от стартера, разлагането на парата и изгарянето на водород в кислородната верига не е затворено само по себе си. Крайният продукт в завода ще бъде топлообменник с камера за разлагане. Подобно подреждане на продуктите ще позволи да се получат освен електрическа енергия и топлина също така водород и кислород или водород и озон. Включена електроцентрала 250 MWкогато работи от стартера, той ще консумира енергия за загряване на стартера, вода 7,2 m3/hи вода за образуване на работна пара 1620 m 3 / h / водаизползвани от веригата за връщане на отработената пара/. В електроцентралата за УЕСтемпература на водата 550oC. Налягане на парата 250 в. Консумацията на енергия за създаване на електрическо поле за една камера за разлагане ще бъде приблизително 3600 кВтч.

Електрическа централа за 250 MWпри поставяне на продукти на четири етажа, той ще заема площ 114 х 20 ми височина 10 м. Без да се взема предвид площта за турбината, генератора и трансформатора 250 kVA - 380 x 6000 V.

ИЗОБРЕТЕНИЕТО ИМА СЛЕДНИТЕ ПРЕДИМСТВА

1. Топлината, получена от окисляването на газовете, може да се използва директно на място, а водородът и кислородът се получават от изхвърлянето на отработена пара и промишлена вода.
2. Ниска консумация на вода при производство на електричество и топлина.
3. Простотата на метода.
4. Значителни икономии на енергия, като изразходва се само за загряване на стартера до постоянен термичен режим.
5. Висока производителност на процеса, т.к дисоциацията на водните молекули продължава десети от секундата.
6. Експлозия и пожарна безопасност на метода, т.к при изпълнението му няма нужда от резервоари за събиране на водород и кислород.
7. По време на работа на инсталацията водата се пречиства многократно, превръщайки се в дестилирана вода. Това елиминира валежите и мащаба, което увеличава експлоатационния живот на инсталацията.
8. Инсталацията е от обикновена стомана; с изключение на котли от топлоустойчиви стомани с обшивка и екраниране на стените им. Тоест не са необходими специални скъпи материали.

Изобретението може да намери приложение виндустрия чрез замяна на въглеводородното и ядреното гориво в електроцентралите с евтина, широко разпространена и екологично чиста вода, като същевременно се запази мощността на тези централи.

ИСК

Метод за получаване на водород и кислород от водна пара, което включва преминаване на тази пара през електрическо поле, характеризиращо се с това, че се използва прегрята водна пара с температура 500 - 550 o C, преминава през електрическо поле с постоянен ток с високо напрежение, за да дисоциира парата и да я раздели на водородни и кислородни атоми.

АЛАМБИК-АЛФА

Есе

Показана е валидността на основните положения, които са в основата на разработването на принципно нов метод за производство на водород от вода с помощта на кинетична и топлинна енергия. Проектът на електроводороден генератор (EVG) е разработен и тестван. По време на тестовете, когато се използва електролит от сярна киселина при скорост на ротора 1500 об / мин, електролизата на водата и отделянето на водород (6 ...

Извършен е анализ на процеса на разлагане на водата на кислород и водород в процеса на излагане на центробежна сила в генератора. Установено е, че електролизата на водата в центробежен генератор се извършва при условия, които са значително различни от тези, съществуващи в конвенционалните електролизатори:

Увеличаване на скоростта на движение и налягането по радиуса на въртящия се електролит

Възможността за автономно използване на EVG не създава проблеми със съхранението и транспортирането на водород.

Въведение

Опитите през последните 30 години да се приложат термохимични цикли за разграждане на водата с помощта на по-евтина топлинна енергия не дадоха положителен резултат по технически причини.

Технологията за получаване на сравнително евтин водород от вода с използване на възобновяема енергия и получаване на вода отново като екологичен отпадък по време на последваща обработка (при изгаряне в двигатели или при генериране на електричество в горивни клетки) изглеждаше неосъществима мечта, но с въвеждането в практиката на центробежен електрически генератор на водород ( EVG) ще стане реалност.

EVG е предназначен за производство на кислородно-водородна смес от вода с помощта на кинетична и топлинна енергия. Нагрятият електролит се излива във въртящ се барабан, в който по време на въртене, в резултат на започващ електрохимичен процес, водата се разлага на водород и кислород.

Модел на процеса на разлагане на водата в центробежно поле

Нагрятият електролит се излива във въртящ се барабан, в който по време на въртене, в резултат на започващ електрохимичен процес, водата се разлага на водород и кислород. EVG разгражда водата, използвайки кинетичната енергия на външен източник и топлинната енергия на нагрятия електролит.

На фиг. Фигура 1 показва диаграма на движението на йони, водни молекули, електрони, молекули на водород и кислородни газове по време на електрохимичния процес на електролиза на вода в кисел електролит (предполага се, че разпределението на молекулите в обема на електролита е засегнато от молекулното тегло на йоните μ). Когато сярна киселина се добави към вода и се разбърква, възниква обратимо и равномерно разпределение на йони в обема:

H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-, H + + H 2 O \u003d H 3 O +.

(1)

Разтворът остава електрически неутрален. Йоните и водните молекули участват в брауновото и други движения. С началото на въртенето на ротора под действието на центробежна сила настъпва стратификация на йони и водни молекули според тяхната маса. По-тежките йони SO 4 2- (μ=96 g/mol) и водните молекули H 2 O (μ=18 g/mol) се изпращат към ръба на ротора. В процеса на натрупване на йони в близост до ръба и образуването на отрицателен въртящ се заряд се образува магнитно поле.По-леките положителни H 3 O + йони (μ=19 g/mol) и водните молекули (μ=18 g/mol) се изместват от Архимедовите сили към вала и образуват въртящ се положителен заряд, около който се образува собствено магнитно поле. Известно е, че магнитното поле има силов ефект върху близките отрицателни и положителни йони, които все още не са включени в зоната на заряди в близост до ротора и вала. Анализът на силовия ефект на магнитното поле, образувано около тези йони, показва, че отрицателно заредените йони SO 4 2- се притискат към ръба чрез магнитна сила, увеличавайки ефекта на центробежната сила върху тях, което води до активиране на натрупването им в близост до ръба.

Силата на въздействие на магнитното поле върху положително заредените йони H3O+ засилва действието на Архимедовата сила, което води до активиране на изместването им към вала.

Електростатичните сили на отблъскване на еднакви заряди и привличане на противоположни заряди предотвратяват натрупването на йони близо до ръба и вала.

В близост до вала реакцията на редукция на водород започва при нулев потенциал на платиновия катод φ + =0:

Редукцията на кислород обаче се забавя, докато анодният потенциал достигне φ - = -1,228 V. След това електроните на кислородния йон получават възможност да преминат в платиновия анод (започва образуването на кислородни молекули):

2O - - 2e \u003d O 2.

(4)

Започва електролиза, електроните започват да текат през токовия проводник и SO 4 2- йони започват да текат през електролита.

Получените газове кислород и водород се изтласкват от Архимедовата сила в областта на ниско налягане в близост до шахтата и след това през направените в шахтата канали се извеждат навън.

Поддържането на електрически ток в затворена верига и високоефективното протичане на термохимичните реакции (1-4) са възможни, когато са осигурени редица условия.

Ендотермичната реакция на разлагане на водата изисква постоянно подаване на топлина към реакционната зона.

От термодинамиката на електрохимичните процеси е известно [2,3], че за разпадането на водна молекула е необходимо да се достави енергия:

.

Физиците признават, че структурата на водата, дори при нормални условия, въпреки дългото изследване, все още не е дешифрирана.

Съществуващата теоретична химия има сериозни противоречия с експеримента, но химиците избягват да търсят причините за тези противоречия, подминавайки възникващите въпроси. Отговори на тях могат да бъдат получени от резултатите от анализа на структурата на водната молекула. Така се представя тази структура на съвременния етап от нейното познание (виж фиг. 2).

Смята се, че ядрата на три атома на водната молекула образуват равнобедрен триъгълник с два протона, принадлежащи на водородни атоми в основата (фиг. 3A), ъгълът между осите H-O е α=104,5 o.

Тази информация за структурата на водната молекула не е достатъчна, за да получите отговори на възникналите въпроси и да премахнете установените противоречия. Те следват от анализа на енергиите на химичните връзки във водната молекула, така че тези енергии трябва да бъдат представени в нейната структура.

Съвсем естествено е, че в рамките на съществуващите физико-химични представи за структурата на водната молекула и процеса на нейната електролиза с цел получаване на молекулен водород е трудно да се намерят отговори на поставените въпроси, затова авторът предлага неговите собствени модели на структурата на молекулата.

Изчисленията и експериментите, представени в резултатите, показват възможността за получаване на допълнителна енергия по време на електролизата на водата, но за това е необходимо да се създадат условия за реализацията на тази възможност.

Трябва да се отбележи, че електролизата на водата в EVG се извършва при условия, които са значително различни (и малко проучени) от работните условия на промишлените електролизатори. Налягането в близост до ръба се доближава до 2 MPa, периферната скорост на ръба е около 150 m/s, градиентът на скоростта в близост до въртящата се стена е достатъчно голям и в допълнение към това действат електростатични и доста силни магнитни полета. Все още не е известно в каква посока ще се променят ΔH o, ΔG и Q при тези условия.

Теоретичното описание на процеса на електромагнитна хидродинамика в електролита EVG също е сложен проблем.

На етапа на ускоряване на електролита трябва да се вземе предвид вискозното взаимодействие на йони и неутрални водни молекули под въздействието на центробежните и по-леките компоненти на Архимедовата сила, взаимното електростатично отблъскване на подобни йони, когато се приближават един към друг по време на образуването на заредени области, ефектът на магнитната сила на тези области върху движението на заредените йони към зарядите.

При стабилно движение, когато е започнала електролизата, във въртяща се среда има активно радиално движение на йони (йонен ток) и възникващи газови мехурчета, тяхното натрупване близо до вала на ротора и отстраняване навън, разделяне на парамагнитен кислород и диамагнитен водород в магнитно поле, доставяне (отстраняване) на необходимите части от електролита и свързване на входящите йони към процеса на разделяне на заряда.

В най-простия случай на несвиваема адиабатично изолирана течност в присъствието на положително и отрицателно заредени йони и неутрални молекули този процес може да се опише (за един от компонентите) в следната форма [9]:

1. Уравнения на движение при условие на външната граница (r=R, V-V pom):

¶ U/¶ t =(W× Ñ )U=-град Ф+D (a × U+b × W),

¶ W/¶ t +(U× Ñ )W=-градФ+D (a × W+b × U),

където V е скоростта на средата, H е напрегнатостта на магнитното поле, U=V+H/(4× p×r) 0,5, W=V-H/(4× p×r) 0,5, Ф=P/r + (U-W) 2 /8, Р- налягане, r - средна плътност, n , n m - кинематичен и “магнитен” вискозитет, a =(n +n m)/2, b =(n -n m)/2.

2. Уравнения за непрекъснатостта на течността и затварянето на линиите на магнитното поле:

3. Уравнение на потенциала на електростатичното поле:

4. Уравненията на кинетиката на химичните реакции, описващи процеса на трансформация на веществата (тип (1.3)), могат да бъдат описани:

dC a /dτ \u003d v (C o.a -C a) / V e -r a,

където C a е концентрацията на продукта от химическата реакция A (mol / m 3),

v е скоростта на неговото движение, V e е обемът на електролита,

r a - скоростта на превръщане на реагентите в продукт на химическа реакция,

С o.a - концентрацията на реагентите, подадени в реакционната зона.

На границата метал-електролит е необходимо да се вземе предвид кинетиката на електродните процеси. Някои процеси, съпътстващи електролизата, са описани в електрохимията (електрическа проводимост на електролити, акт на химично взаимодействие по време на сблъсък на химически активни компоненти и др.), Но все още няма унифицирани диференциални уравнения на разглежданите процеси.

5. Процесът на образуване на газова фаза в резултат на електролиза може да се опише с помощта на термодинамични уравнения на състоянието:

y k =f(x 1 ,x 2 ,….x n ,T),

където y k са вътрешните параметри на състоянието (налягане, температура T, специфичен (моларен) обем), x i са външните параметри на външните сили, с които взаимодейства средата (формата на обема на електролита, центробежното поле и магнитни сили, условия на границата), но процесът на движение на мехурчета във въртяща се течност все още е слабо разбран.

Трябва да се отбележи, че дадените по-горе решения на системата от диференциални уравнения досега са получени само в няколко най-прости случая.

Ефективността на EVG може да се получи от енергийния баланс чрез анализиране на всички загуби.

При стабилно въртене на ротора с достатъчен брой обороти мощността на двигателя N d се изразходва за:
преодоляване на аеродинамичното съпротивление на ротора N a ;
загуби от триене в лагерите на вала N p ;
хидродинамични загуби N gd по време на ускорението на електролита, влизащ в ротора, неговото триене по вътрешната повърхност на частите на ротора, преодоляване на противоположното движение към вала на газовите мехурчета, образувани по време на електролиза (виж фиг. 1) и др.;
поляризационни и омични загуби N om при протичане на ток в затворена верига по време на електролиза (виж фиг. 1);
презареждане на кондензатора N k, образуван от положителни и отрицателни заряди;
електролиза N w .

След като се оцени стойността на очакваните загуби, е възможно да се определи от енергийния баланс частта от енергията N, която сме изразходвали за разлагането на водата на кислород и водород:

N w \u003d N d -N a -N p -N gd -N om -N k.

В допълнение към електричеството е необходимо да се добави топлина с мощност N q \u003d N we × Q / D H o към обема на електролита (виж израз (6)).

Тогава общата консумирана мощност за електролиза ще бъде:

N w = N we + N q .

Ефективността на производството на водород в EVG е равна на съотношението на полезната водородна енергия N w към енергията, изразходвана в двигателя N d:

h \u003d N w ּk / N d

Където Да севзема предвид все още неизвестното увеличение на ефективността на EHG под въздействието на центробежни сили и електромагнитно поле.

Безспорното предимство на EHG е възможността за автономното му използване, когато няма нужда от дългосрочно съхранение и транспортиране на водород.

Резултати от EVG теста

Към днешна дата са успешно тествани две модификации на EVG, които потвърждават валидността на разработения модел на процеса на електролиза и производителността на произведения модел EVG.

Преди тестовете възможността за регистриране на водород беше проверена с помощта на газовия анализатор AVP-2, чийто сензор реагира само на наличието на водород в газа. Водородът, отделен по време на активната химическа реакция Zn+H 2 SO 4 =H 2 +ZnSO 4, се подава към AVP-2 с помощта на вакуумен компресор DS112 през винилхлоридна тръба с диаметър 5 mm и дължина 5 m. При първоначално ниво на фоновите показания V o =0,02 об. AVP-2 след началото на химическата реакция обемното съдържание на водород се повишава до V=0,15% об., което потвърждава възможността за откриване на газа при тези условия.

По време на тестовете на 12-18 февруари 2004 г. разтвор на сярна киселина, нагрят до 60 ° C (с концентрация 4 mol / l), нагрят до 60 ° C, се излива в корпуса на ротора, който загрява ротора до 40 ° C Резултатите от експерименталните изследвания показаха следното:

1. По време на въртенето на електролита (с концентрация 4 mol / l), чрез центробежна сила, беше възможно да се разделят положителни и отрицателни йони с различно молекулно тегло и да се образуват заряди в области, отделени една от друга, което доведе до поява на потенциална разлика между тези области, достатъчна за започване на електролиза, когато токът е затворен във външна електрическа верига.

2. След като електроните преодолеят потенциалната бариера на границата метал-електролит при скорост на ротора n=1000…1500 rpm, започва водна електролиза. При 1500 rpm водородният анализатор AVP-2 регистрира добива на водород V = 6...8 % vol. при условия на изсмукване на въздух от околната среда.

3. При намаляване на скоростта до 500 об/мин електролизата спира и показанията на газоанализатора се връщат към първоначалните V 0 =0,02…0,1% об.; с увеличаване на скоростта до 1500 rpm, обемното съдържание на водород отново се увеличава до V = 6 ... 8% vol ..

При скорост на ротора 1500 об/мин се установява увеличение на добива на водород с фактор 20 с повишаване на температурата на електролита от t=17 o до t=40 o C.

Заключение

1. Предложена, произведена и успешно тествана инсталация за проверка на валидността на новия предложен метод за разлагане на водата в полето на центробежните сили. По време на въртенето на електролита от сярна киселина (с концентрация 4 mol/l) в полето на центробежните сили се получава разделяне на положителни и отрицателни йони с различно молекулно тегло и се образуват заряди в зони, отдалечени една от друга, което доведе до появата на потенциална разлика между тези области, достатъчна за започване на електролиза при ток на късо съединение във външна електрическа верига. Началото на електролизата се регистрира при брой обороти на ротора n=1000 rpm.
   При 1500 об./мин газоанализаторът на водород AVP-2 показа отделяне на водород в обемни проценти 6...8 об.%.
2. Извършен е анализ на процеса на разлагане на водата. Показано е, че под действието на центробежно поле във въртящ се електролит може да възникне електромагнитно поле и да се образува източник на електричество. При определени скорости на ротора (след преодоляване на потенциалната бариера между електролита и електродите) започва електролиза на водата. Установено е, че електролизата на водата в центробежен генератор се извършва при условия, които са значително различни от тези, съществуващи в конвенционалните електролизатори:
   - увеличаване на скоростта на движение и налягането по радиуса на въртящия се електролит (до 2 MPa);
   - активно влияние върху движението на йони на електромагнитни полета, предизвикани от въртящи се заряди;
   - усвояване на топлинна енергия от околната среда.
   Това разкрива нови възможности за повишаване на ефективността на електролизата.
3. В момента е в ход разработката на следващия по-ефективен EHG модел с възможност за измерване на параметрите на генерирания електрически ток, възникващото магнитно поле, контрол на тока в процеса на електролиза, измерване на обемното съдържание на изходящия водород, неговата частична налягане, температура и дебит. Използването на тези данни, заедно с вече измерената електрическа мощност на двигателя и броя на оборотите на ротора, ще позволи:
   - да се определи енергийната ефективност на EVG;
   - разработване на методология за изчисляване на основните параметри в промишлени приложения;
   - очертава начини за по-нататъшното му подобряване;
   - да се установи влиянието на високите налягания, скорости и електромагнитни полета върху електролизата, която все още е слабо проучена.
4. Индустриална инсталация може да се използва за производство на водородно гориво за захранване на двигатели с вътрешно горене или други силови и термични инсталации, както и кислород за технологични нужди в различни индустрии; получаване на експлозивен газ, например за газоплазмена технология в редица индустрии и др.
5. Безспорното предимство на EHG е възможността за автономно използване, когато няма нужда от технически сложно дългосрочно съхранение и транспорт на водород.
6. Технологията за получаване на достатъчно евтин водород от вода с помощта на отпадъчна нискокачествена топлинна енергия и освобождаването на екологично чисти отпадъци (отново вода) по време на последващото изгаряне изглеждаше неосъществима мечта, но с въвеждането на EVG в практиката, тя ще стане реалност .
7. Изобретението получи ПАТЕНТ № 2224051 от 20 февруари 2004 г.
8. В момента се патентова покритието на анода и катода, както и на електролита, което ще увеличи производителността на електролизата десетки пъти.

Списък на използваните източници

1. Frish S.E., Тиморева A.I. Курс по обща физика, том 2, М.-Л., 1952, 616 с.
2. Краснов К.С., Воробьов Н.К., Годнев И.Н. и др. Физикохимия. Електрохимия. Химическа кинетика и катализа, М., Висше училище, 2001, 219 с.
3. Shpilrain E.E., Malyshenko S.P., Kuleshov G.G. Въведение във водородната енергия, 1984 г.10.
4. Путинцев Н.М. Физични свойства на лед, прясна и морска вода, докторска дисертация, Мурманск, 1995 г.
5. Канарев Ф.М. Водата е нов източник на енергия, Краснодар, 2000, 155s,
6. Зацепин Г.Н. Свойства и структура на водата, 1974, 167 s,
7. Яворски Б.М., Детлаф А.А. Ръководство по физика, М., Наука, 1971, 939 с.
8. Икономика на неконвенционалното производство на водород. Центърът за електрохимични системи и изследване на водорода, 2002 г., инженер, tamh, edutces/ceshr/center.
9. Преносим многофункционален водороден анализатор AVP-2, фирма Alpha BASSENS, Катедра по биофизика, Московски физико-технически институт, Москва, 2003 г.

Дата на публикуване: Прочетено: 60389 пъти Още по темата