при какой температуре вода разлагается на водород и кислород
Проект Заряд
Автономное энергоснабжение. Свободная и альтернативная энергия будущего. Бестопливные генераторы и «вечные двигатели» в каждый дом!
Генератор водорода путем ослабления межатомных связей высокой температурой
Предложенный способо основан на следующем:
Возможность осуществления изобретения подтверждается примерами, осуществляемыми в трех вариантах установок.
Все три варианта установок изготавливаются из одинаковых, унифицированных изделий цилиндрической формы из стальных труб.
Первый вариант
Работа и устройство установки первого варианта (схема 1)
Во всех трех вариантах работа установок начинается с приготовления перегретого пара в незамкнутом пространстве с температурой пара 550 o C. Незамкнутое пространство обеспечивает скорость по контуру разложения пара до 2 м/с.
Приготовление перегретого пара происходит в стальной трубе из жаропрочной стали /стартер/, диаметр и длина которого зависит от мощности установки. Мощность установки определяет количество разлагаемой воды, литров/с.
Один литр воды содержит 124 л водорода и 622 л кислорода, в пересчете на калории составляет 329 ккал.
Перед пуском установки стартер разогревается от 800 до 1000 o C /разогрев производится любым способом/.
Один конец стартера заглушен фланцем, через который поступает дозированная вода для разложения на рассчитанную мощность. Вода в стартере нагревается до 550 o C, свободно выходит из другого конца стартера и поступает в камеру разложения, с которой стартер соединен фланцами.
В камере разложения перегретый пар разлагается на водород и кислород электрическим полем, создаваемым положительным и отрицательным электродами, на которые подается постоянный ток с напряжением 6000 В. Положительным электродом служит сам корпус камеры /труба/, а отрицательным электродом служит труба из тонкостенной стали, смонтированная по центру корпуса, по всей поверхности которой имеются отверстия диаметром по 20 мм.
Труба — электрод представляет собой сетку, которая не должна создавать сопротивление для входа в электрод водорода. Электрод крепится к корпусу трубы на проходных изоляторах и по этому же креплению подается высокое напряжение. Конец трубы отрицательного электрода оканчивается электроизоляционной и термостойкой трубой для выхода водорода через фланец камеры. Выход кислорода из корпуса камеры разложения через стальной патрубок. Положительный электрод /корпус камеры/ должен быть заземлен и заземлен положительный полюс у источника питания постоянного тока.
Выход водорода по отношению к кислороду 1:5.
Второй вариант
Работа и устройство установки по второму варианту (схема 2)
Установка второго варианта предназначена для получения большого количества водорода и кислорода за счет параллельного разложения большого количества воды и, окисления газов в котлах для получения рабочего пара высокого давления для электростанций, работающих на водороде /в дальнейшем ВЭС/.
Работа установки, как и в первом варианте, начинается с приготовления перегретого пара в стартере. Но этот стартер отличается от стартера в 1-м варианте. Отличие заключается в том, что на конце стартера приварен отвод, в котором смонтирован переключатель пара, имеющий два положения — «пуск» и «работа».
Полученный в стартере пар поступает в теплообменник, который предназначен для корректировки температуры восстановленной воды после окисления в котле /К1/ до 550 o C. Теплообменник /То/ — труба, как и все изделия с таким же диаметром. Между фланцами трубы вмонтированы трубки из жаропрочной стали, по которым проходит перегретый пар. Трубки обтекаются водой из замкнутой системы охлаждения.
Из теплообменника перегретый пар поступает в камеру разложения, точно такую же, как и в первом варианте установки.
Водород и кислород из камеры разложения поступают в горелку котла 1, в которой водород поджигается зажигалкой, — образуется факел. Факел, обтекая котел 1, создает в нем рабочий пар высокого давления. Хвост факела из котла 1 поступает в котел 2 и своим теплом в котле 2 подготавливает пар для котла 1. Начинается непрерывное окисление газов по всему контуру котлов по известной формуле:
В результате окисления газов восстанавливается вода и выделяется тепло. Это тепло в установке собирают котлы 1 и котлы 2, превращая это тепло в рабочий пар высокого давления. А восстановленная вода с высокой температурой поступает в следующий теплообменник, из него в следующую камеру разложения. Такая последовательность перехода воды из одного состояния в другое продолжается столько раз, сколько требуется получить от этого собранного тепла энергии в виде рабочего пара для обеспечения проектной мощности ВЭС.
После того, как первая порция перегретого пара обойдет все изделия, даст контуру расчетную энергию и выйдет из последнего в контуре котла 2, перегретый пар по трубе направляется в переключатель пара, смонтированный на стартере. Переключатель пара из положения «пуск» переводится в положение «работа», после чего он попадает в стартер. Стартер отключается /вода, разогрев/. Из стартера перегретый пар поступает в первый теплообменник, а из него в камеру разложения. Начинается новый виток перегретого пара по контуру. С этого момента контур разложения и плазмы замкнут сам на себя.
Вода установкой расходуется только на образование рабочего пара высокого давления, которая берется из обратки контура отработанного пара после турбины.
Недостаток силовых установок для ВЭС — это их громоздкость. Например, для ВЭС на 250 МВт нужно разлагать одновременно 455 л воды в одну секунду, а для этого потребуется 227 камер разложения, 227 теплообменников, 227 котлов /К1/, 227 котлов /К2/. Но такая громоздкость стократ будет оправдана уже только тем, что топливом для ВЭС будет только вода, не говоря уже о экологической чистоте ВЭС, дешевой электрической энергии и тепле.
Третий вариант
3-й вариант силовой установки (схема 3)
Это точно такая же силовая установка, как и вторая.
Разница между ними в том, что эта установка работает постоянно от стартера, контур разложения пара и сжигания водорода в кислороде не замкнут сам на себя. Конечным изделием в установке будет теплообменник с камерой разложения. Такая компоновка изделий позволит получать кроме электрической энергии и тепла, еще водород и кислород или водород и озон. Силовая установка на 250 МВт при работе от стартера будет расходовать энергию на разогрев стартера, воду 7,2 м 3 /ч и воду на образование рабочего пара 1620 м 3 /ч/вода используется из обратного контура отработанного пара/. В силовой установке для ВЭС температура воды 550 o C. Давление пара 250 ат. Расход энергии на создание электрического поля на одну камеру разложения ориентировочно составит 3600 кВт/ч.
Силовая установка на 250 МВт при размещении изделий на четырех этажах займет площадь 114 х 20 м и высоту 10 м. Не учитывая площадь под турбину, генератор и трансформатор на 250 кВА — 380 х 6000 В.
ИЗОБРЕТЕНИЕ ИМЕЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
Изобретение может найти применение в промышленности путем замены углеводородного и ядерного топлива в силовых установках на дешевое, распространенное и экологически чистое — воду при сохранении мощности этих установок.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения водорода и кислорода из пара воды, включающий пропускание этого пара через электрическое поле, отличающийся тем, что используют перегретый пар воды с температурой 500 — 550 o C, пропускаемый через электрическое поле постоянного тока высокого напряжения для диссоциации пара и разделения его на атомы водорода и кислорода.
Расщепление воды с эффективностью 100%: полдела сделано
Если найти дешёвый и простой способ электролиза/фотолиза воды, то мы получим невероятно богатый и чистый источник энергии — водородное топливо. Сгорая в кислороде, водород не образует никаких побочных выделений, кроме воды. Теоретически, электролиз — очень простой процесс: достаточно пропустить электрический ток через воду, и она разделяется на водород и кислород. Но сейчас все разработанные техпроцессы требуют такого большого количества энергии, что электролиз становится невыгодным.
Теперь учёные решили часть головоломки. Исследователи из Технион-Израильского технологического института разработали метод проведения второго из двух шагов окислительно-восстановительной реакции — восстановления — в видимом (солнечном) свете с энергетической эффективностью 100%, значительно превзойдя предыдущий рекорд 58,5%.
Осталось усовершенствовать полуреакцию окисления.
Столь высокой эффективности удалось добиться благодаря тому, что в процессе используется только энергия света. Катализаторами (фотокатализаторами) выступают наностержни длиной 50 нм. Они абсорбируют фотоны от источника освещения — и выдают электроны.
В полуреакции окисления производятся четыре отдельных атома водорода и молекула О2 (которая не нужна). В полуреакции восстановления четыре атома водорода спариваются в две молекулы H2, производя полезную форму водорода — газ H2,
Эффективность 100% означает, что все фотоны, поступившие в систему, участвуют в генерации электронов.
На такой эффективности каждый наностержень генерирует около 100 молекул H2 в секунду.
Сейчас учёные работают над оптимизацией техпроцесса, который пока что требует щелочной среды с невероятно высоким pH. Такой уровень никак не приемлем для реальных условий эксплуатации.
К тому же, наностержни подвержены коррозии, что тоже не слишком хорошо.
Тем не менее, сегодня человечество стало на шажок ближе к получению неиссякаемого источника чистой энергии в виде водородного топлива.
Научная работа опубликована в журнале Nano Letters (зеркало).
ПОЛУЧЕНИЕ ВОДОРОДА ТЕРМИЧЕСКИМ РАЗЛОЖЕНИЕМ ВОДЫ
Общеизвестно, что водяной пар при высоких температурах разлагается на водород и кислород Эти газы могут быть сепарированы с помощью соответствующей методики, например, при использовании палладиевого филь-
тра. Данная методика обсуждалась выше в параграфе об очистке водорода монооксида углерода СО. Хотя на первый взгляд этот способ получения во рода может показаться привлекательным, однако его практическая реализа» достаточно сложна.
Представим себе такой эксперимент. В цилиндрическом сосуде под п шнем находится 1 кмоль чистого водяного пара. Вес поршня создает в cocj постоянное давление, равное 1 атм. Пар в сосуде нагревают до температ> 3000 К. Указанные значения давления и температуры были выбраны произвс. но в качестве примера.
Если в сосуде находятся только молекулы Н20, то количество свобол энергии системы можно определить с помошью соответствующих таблиц TeD динамических свойств воды и водяного пара Однако на самом деле по край мере часть молекул водяного пара подвергается разложению на составляг ее химические элементы, т. е. водород и кислород:
Если бы все молекулы водяного пара диссоциировали, то в сосуде оказалась газовая смесь, содержащая 1 кмоль водорода и 0,5 кмоля кислорода. Количе^ свободной энергии этой газовой смеси при тех же значениях давления (1 а и температуры (3000 К) оказывается больше количества свободной энер чистого водяного пара. Отметим, что 1 кмоль водяного пара был преобразован 1 кмоль водорода и 0,5 кмоля кислорода, т. е. общее количество вещества те: составляет А’оГ)||( =1,5 кмоля. Таким образом, парциальное давление водорода б> равно 1/1,5 атм, а парциальное давление кислорода — 0.5/1,5 атм.
Общее количество газовой смеси (кмоль)
Чтобы определить точку равновесия, необходимо найти значение F при [20]
При какой температуре вода разлагается на водород и кислород
(обзор составил Владимир Уткин u.v@bk.ru)
(Генри Гарретт, 1935г.)
АВТОМОБИЛЬ НА ВОДЕ
ДАНИЭЛЯ ДИНГЛЯ ИЗ ФИЛИППИН
(60-е годы 20-го века)
Автомобиля на воде
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=Q-kZfuzUdVQ&feature=endscreen http://www.youtube.com/watch?v=XkIvT2UPBAU http://www.youtube.com/watch?v=kei5IhmqDKo http://www.youtube.com/watch?v=iWNDYFN2z8U Работа с платой http://www.youtube.com/watch?v=j-H6f91Nc_8 http://www.youtube.com/watch?v=bHys7mQ7PZE http://www.youtube.com/watch?v=9lZE9CYCzIc http://www.youtube.com/watch?v=rtf7y6cH7SE Интересна попытка воспроизведения схемы мотор-генератор от Мейера 
Возможно, требует только первоначальной запитки, далее питает сама себя. Используется трехфазный генератор и двигатель переменного тока. Посмотреть можно здесь http://www.youtube.com/watch?v=5dr44iS5yfA Попытка объяснения «абсурдного» патента горелки на не горючих веществах 
РЕПЛИКАЦИЯ ПАТЕНТА МЕЙЕРА
Схема Дейва Лоутона
Грузовик, полностью работающий на воде (описания нет) по технологии Стенли Мейера
ЭЛЕКТРОЛИЗЕР НА БОЛЬШУЮ МОЩНОСТЬ
ИНСТРУКЦИЯ ПО УСТАНОВКЕ ННО ГЕНЕРАТОРА НА ДОДЖ
АВТОМОБИЛЬ НА ВОДЕ ДЕНИСА КЛЕЙНА из США
АВТОМОБИЛЬ НА ВОДЕ ИЗ АМЕРИКИ
СХЕМА РАЗЛОЖЕНИЯ ВОДЫ НА ОБЫЧНОМ РЕЛЕ
РАЗЛОЖЕНИЕ ВОДЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ
0,98 А, 10KHz. Никакого резонанса, катушек и т.д. Выход генератора (меандр 5-9v) на ключ MOSFET (12v*
1A), далее на ячейку. Причем, сигнал именно меандр, а не синус и не пила. Они не дают такого эффекта, даже если синус и? пила будут перекрывать меандр.
МОТОЦИКЛ НА ВОДЕ ИЗ АВСТРАЛИИ
ЭКСПЕРИМЕНТЫ С МОТОЦИКЛОМ ИЗ ТУРЦИИ
ЕЩЁ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С МОТОЦИКЛОМ
ЯХТА НА ВОДЕ ИЗ ФРАНЦИИ
не менее 6,0 л/ч(100 см 3 /мин)
не менее 48,0 л/ч(800 см 3 /мин)
Не менее 0,3 МПа (3,0 кгс/см 2 )
Не менее 0,03 МПа (0,3 кгс/см 2 )
при расходе (650?50) см 3 /мин
не более 445x190x280 мм
ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ВОДЫ
Электрическая дуга в воде
ИСКРОВОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ВОДЫ
ДЕМОНСТРАЦИЯ АВТОНОМНОЙ РАБОТЫ ДВС
КОММЕРЧЕСКОЕ ПРЕДЛОЖЕНИЕ ИЗ ВЕНГРИИ
ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЕ СОЛЕНОЙ ВОДЫ
КАТАЛИТИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ СОЛЕНОЙ ВОДЫ
Капиллярное разложение в электрическом поле
ТЕХНОЛОГИЯ GEET — Пола Пантона
(добавление воды в топливо)
ТЕХНОЛОГИЯ GEET — Гамлета Аракеляна
(добавление воды в топливо)
(GEET. ) АВТОМОБИЛЬ НА ВОДЕ ТАРИЭЛЯ КАПАНАДЗЕ
ТЕХНОЛОГИЯ GEET — Автомобиль с баком водорода
Есть и другие разработки на смешанном топливе, они здесь не приводятся. Основное внимание уделено чисто водяному источнику энергии.
Топливный элемент на воде
Ruthenium (Oxide) Powder Production
SHINCIJUTSU KAIHATSU
Japanese Publ. Appl. 611270,222
Ru oxide powder andlor Ru metal powder are produced
by reacting a Ru compound-preferably a
halide-with an alkali metal alkoxide, and hydrolysing
the resulting product. Using this method fine
powders of ipm diameter can be produced for hybrid
integrated circuits, without high energy grinding. Рутеневый катализатор гидрогинации
RHONE-POULENC CHIMI European Appl. 192,587A
Катализатор состоит из Ru и Si0, дает хорошую селективность для паровой фазы гидрогинации уксусной кислоты при производстве этанола и/или этил ацетата.
Для лучшего понимания сути идеи по использованию в качестве альтернативного топлива СО 2 и воды предлагаю Вашему вниманию следующее:
Водород и кислород, полученные при разложении воды от высокой температуры, удавалось сохранить лишь в смеси их с азотом или углекислым газом, которые не поддерживают горения; они не соединяются ни с кислородом, ни с водородом. (1). Можно сказать, что при этом водород и кислород гремучего газа разбавляются инертным газом, что и позволяет сохранять смесь в баллонах под давлением.
Как ни странно способ использования воды в качестве топлива давно известен и по нему в промышленности уже не один десяток лет, в генераторах Винклера (см. рис.1.), производится прекрасное промышленное топливо – водяной газ, который представляет собой смесь угарного газа СО с водородом, получаемый при взаимодействии нагретого почти до красного каления угля (около 600 градусов Цельсия) с водяным паром по реакции:
В продуктах реакции кроме углерода имеется кислород и водород, причём в тех количествах, в которых они могут взаимодействовать между собой с образованием воды по реакции:
Поэтому смесь СО с Н 2 не взрывоопасна. Водяной газ можно закачать в баллоны и хранить под давлением. Чем ещё хорош водяной газ, кроме возможности использования воды в качестве топлива? На производство гремучего газа электролизом расходуется электроэнергия в количестве около 68.3 ккал/моль или 285.49 кдж электрической работы, если можно так сказать. Столько же энергии расходуется и на разложение воды при использовании высокой температуры.
Так как для реакции (1)тепло расходуется, то реакцию (1) можно переписать, введя тепло в левую часть уравнения:
Процесс горения водяного газа описывается двумя реакциями:
При этих реакциях тепло выделяется, поэтому укажем их количество в правой части реакций:
И так, видим, что исходным сырьем для получения водяного газа является уголь и водяной пар. «Водяной газ» при использовании его в качестве топлива сгорает с образованием двуокиси углерода и воды. В результате сложения реакций (1), (2) и (3) получим общее уравнение реакции:
Возникает вопрос, о том, какое количество тепла получим, если вместо угля сжигать водяной газ? В лаборатории было определено, что при сгорании 1 моля угля выделяется 94,0 ккал/моль (392.9 кдж). Значит реакцию (4) следует писать:
С + Н2О + 31.4 ккал/моль = СО + Н 2 + 26.4 ккал/моль
Из таблицы 1 видим, что 31,4 ккал, затраченные при реакции (1а) оказались «скрытыми» в водяном газе. Количество «скрытой» энергии всегда вполне определенно и зависит от природы реагирующих веществ и продуктов реакции. Реакция (1а) увеличивает «теплосодержание» атомов реагирующих веществ посредством их перераспределения с образованием продуктов реакции. 1 моль каждого вещества обладает определенным теплосодержанием. (2).
Общепринятый способ производства водяного газа на основе угля и воды заключается в периодической подаче в газогенератор (генератор Винклера ) воздуха и пара, устройство которого схематично показано на рис. 1.
Анализ реакции (1) говорит о том, что затраты энергии в 31.4 ккал/моль, а не в 68.3 ккал/моль обуславливаются видимо тем, что каждая молекула воды с одной стороны испытывают разрушающее влияние высокой температуры, а с другой стороны углерод пытается отнять от водорода кислород.
На мысль о возможности получать «водяной газ» с меньшими затратами энергии (меньше даже чем затраты в 31.4 ккал/моль) наводит и тот фактор, на который в своё время указывал М. Фарадей, изучавший взаимодействие углерода с кислородом при дыхании человека.
М. Фарадей отмечал всем известный факт того, что в организме человека углерод взаимодействует с кислородом воздуха почти мгновенно за время вдоха и выдоха даже при низких температурах, которые выдерживает человек, чтобы не замёрзнуть. Конечно, можно сказать, что это осуществляется лишь в организме человека, где могут иметь место ещё не познанные процессы.
То, что при образовании СО, выделяется 26.4 ккал/моль, говорит о том, что углерод обладает одной особенностью, а именно: углерод может взаимодействовать с кислородом и при недостатке кислорода при температуре соответствующей энергии в 26.4 ккал/моль. Это также говорит о том, что углерод видимо всегда проходит две стадии сгорания.
Про углекислоту также известно, что она может быть преобразована в уголь и СО (угарный газ) при пропускании её через уголь. Это объясняется тем, что атомы углерода, при нагреве угля горячим газом СО 2 приобретают сродство к кислороду и они могут взаимодействовать с СО2: СО2 + С = 2СО. Кислород как бы перераспределяется между всеми атомами углерода имеющимися в составе СО 2 и в составе угля. Сказывается влияние сродства атомов углерода не присоединивших кислород, соответствующее 26.4 ккал/моль.
Как это ни странно, но СО2 также может использоваться как топливо, т.к моль СО2 и моль С дают два моля СО, который является топливом ибо он может гореть в кислороде с выделением тепла. Об этом говорил в своё время Д. И.Менделеев. (1). На основе изложенного при заинтересованности можно предложить к рассмотрению генератор СО на основе СО 2 и угля.
При получении СО 2 в любом виде – в виде газа или жидкости, мы можно сказать «консервируем» в СО2 определённую энергию, которую в принципе можем получить обратно. Собственно говоря, взаимодействие СО 2 с углём, есть результат нехватки кислорода для некоторых атомов углерода, которые ещё не присоединили к себе ни одного атома кислорода, но имеют соответствующее сродство к кислороду. При каждой определённой температуре имеется и своя определённая степень диссоциации СО 2 (степень разложения).
По авторскому свидетельству № 834110 (авторы Д.Ю. Гамбург, В.П. Семёнов и Э.А. Гудымов ) предлагается способ получения синтез-газа (водяной газ) путём газификации твёрдого пылевидного топлива в слое шлака при 1200 – 1600 градусов Цельсия на основе угля, кислородсодержащего газа и воды.
По патенту Австрии №961564 (фирма « Фоест-Альпине АГ») предлагается способ получения горючих газов (бедный СН 4 или богатый газ СН4) из угля и устройство для его осуществления на основе угля и газифицирующих агентов (кислородсодержащий газ или кислород или пар).
По патенту Р. ф (авторы Самусенко В.А, Рогалев Х.Н, Самусенко В.В) предложена бытовая газогенераторная установка для получения газа из твёрдых топлив.
По патенту Р. Ф №2097405 (авторы Игошин В.А., Егоров Е.Н,, Виноградов А.В., Иванова Т.Н предложен газогенератор для получения газа на основе бурых углей.
По авторскому свидетельству № 586193 (авторы В.Д. Михайлик и В.С. Никитин) предложен газогенератор водяного газа на основе угля, кислорода и водяного пара.
Заданная температура процесса достигается регулированием величины тока через псевдо ожиженный слой 4. Отходящие высокотемпературные газы при помощи тепловых трубок 5 испаряют воду в баке 6. Так как эффективная теплопроводн ость тепловых трубок в сотни раз выше, чем теплопроводность металлов, то в баке 6 про исходит интенсивное образование водяного пара, который через патрубок 7 проникает в насадку 2. После этого подачу воздуха превращают, а слой углеродсодержащего мате риала 4 приводят в псевдоожиженное состоя ние путем воздействия на него только водя ного пара через патрубок 7.
Непрерывную подачу воды и угля в газоге нератор осуществляют через трубу 10 и патру бок ввода топлива 11. Полученный водяной газ через патрубок 8 поступает на очистку, после чего направляет ся к месту потребления.
Применение в газогенераторе высокоэффек тивных средств теплообмена (тепловые трубки) для производства пара на собственные нужды позволяет существенно снизить тепловые потери и габаритные размеры аппарата. Попутно сообщим о том, как устроены и как работают тепловые трубки. Ниже дан рисунок тепловой трубы. Длинный изогнутый стержень сунули одним концом в пламя электрической дуги, другим — в огромный бак с холодной водой. Стержень мгновенно сделался малиново-красным, а вода закипела.
Известны три способа передачи теплоты: теплопроводность, конвекция, излучение. При конвекции вещество движется, обеспечивая более эффективную теплопередачу. Она будет еще эффективнее, если заставить вещество не только двигаться, но и менять при этом свое агрегатное состояние. Рассмотрим это подробнее.
Известно, что какой-нибудь теплоноситель, например вода, может в процессе конвекции переносить теплоту от тела, нагретого до высокой температуры, к более холодному телу. Например, при водяном отоплении вода, циркулируя по трубам, переносит теплоту от котла к отопительным батареям. При этом вода нагревается от стенок котла, а отдавая теплоту батареям, она охлаждается, однако агрегатное состояние воды не изменяется.
Но передача тепла при циркуляции теплоносителя может происходить иначе, так что его агрегатное состояние будет изменяться. Теплоноситель, находясь в жидком состоянии, подходит к нагретому телу и получает от него такое количество теплоты, что жидкость закипает и обращается в пар. К холодному телу теплоноситель подходит уже в парообразном состоянии и, конденсируясь на нем, отдает ему теплоту конденсации.
Если каким-нибудь способом добиться, чтобы образовавшаяся жидкость снова подошла к нагретому телу, то все начнется сначала, будет происходить циркуляция теплоносителя и перенос теплоты от нагретого тела к более холодному. Теплоносителем может служить такое вещество, у которого удельная теплота парообразования и конденсации очень велика. Оказывается, что по сравнению с конвекцией в случае, когда вещество-теплоноситель, циркулируя, изменяет свое агрегатное состояние, перенос теплоты возрастает в сотни, а то и в тысячи раз.
В этом состоит идея устройства тепловой трубы. См. рисунок. Тепловая труба герметически замкнута. Внутренние ее стенки выложены каким-либо пористым материалом. Воздух изнутри откачан. Жидкость заполняет поры проклад ки и испаряется там, где трубу нагревают, потребляя значительное количество теплоты. Пар, распространяясь по трубе, достигает того конца, где ее охлаждают, и там конденсируется, отдавая теплоту конденсации. Жидкость оседает на пори стой прокладке и впитывается ею. Под действием сил молеку лярного притяжения жидкость возвращается обратно, по добно тому как бензин в зажигалке поднимается по фитилю. В зоне нагрева жидкость испаряется вновь.
При умеренных температурах хорошо работают тепловые трубы, заполненные водой или спиртом, при сверхнизких — заполненные жидким водородом. Когда же надо отводить теплоту от тел с очень высокой температурой, применяют жид кие металлы — натрий, калий.
Насколько эффективны тепловые трубы? Вот пример. Тепловая труба массой 0,5 кг, диаметром 1,5 см и длиной 0,6 м передает теплоты столько же, сколько медный стержень той же длины, диаметром 1 м и массой 5000 кг. Тепловые трубы обеспечивают передачу больших количеств теплоты при очень малых перепадах температур. Если тепловые трубы будут «веером» расходиться из об щей точки, то в зависимости от того, где помещен нагреватель, тепловые трубы будут либо концентрировать потоки тепла на малой площади, либо рассеивать его, работая как система охлаждения.
Прототипы УВГ (углеводородный генератор газа) по получению водяного газа на основе природного газа и воды отсутствуют. Если большое сродство углерода к кислороду в реакции (1) приводит к возможности осуществления реакции (1) при затрате в 31.4 ккал/моль, то очевидно, что за счёт уменьшения потерь тепла в окружающую среду реакция (5) может быть осуществлена также при меньших затратах энергии.
Температура, соответствующая энергии требуемой для реакции (5) с учётом сказанного неизвестна. Можно не знать точное значение температуры требующейся для взаимодействия водяного пара с нагретым природным газом, но то, что такое взаимодействие будет иметь место, подтверждает реакция (1). Точное значение этой температуры можно определить лишь на данной опытной установке.
После выполнения не дорогостоящих опытных работ по получению водяного газа на данной опытной установке, будет смысл в серийном изготовлении для продажи населению водяного газа, получаемого из воды
и угля или из воды и природного газа в баллонах взамен природного газа. Данный водяной газ будет дешевле, чем природный газ именно за счёт использования воды в качестве топлива, благодаря использованию сродства углерода к кислороду. Или же можно будет продавать населению данные УВГ (углеводородные генераторы водяного газа).
УВГ для использования в быту, или в котельных города, в котором можно производить «водяной газ» на основе природного газа и воды (в одном из вариантов), может представлять собой теплоизолированный сосуд с тройными стенками, в котором между одними находится вода, а между другими природный газ.
В УВГ предусматривается и камера сгорания природного газа в кислороде воздуха при недостатке кислорода. Из всего расходуемого природного газа, часть газа расходуется на получение тепла для подогрева остальной части природного газа до требуемой температуры для реакции (5) и на получение водяного пара из воды также с температурой требуемой для реакции (5).
В УВГ не трудно использовать принцип работы паяльной лампы, когда при сгорании природного газа, выделяющееся тепло нагревает свежие порции природного газа поступающие на сжигание. В УВГ можно предусмотреть змеевики, в которые водяной пар и сильно нагретый газ из своих ёмкостей будут поступать, в которых они ещё дополнительно подогреваются до ещё более высокой температуры.
Дать подробное описание предлагаемого УВГ (углеводородный генератор водяного газа на основе природного газа и воды) здесь не представляется возможным. Изложены лишь общие принципы устройства УВГ и рассмотрены теоретические предпосылки. Корпус УВГ снаружи теплоизолируется для уменьшения потерь тепла в окружающую среду.
Теоретические предпосылки обусловлены тем, что природный газ содержит углерод и водород, а вода содержит кислород и водород, но при определённых условиях углерод газа и кислород воды освобождаясь от водорода взаимодействуют друг с другом, и в то же время водород не взаимодействует с кислородом из-за высокой температуры, что и может привести к образованию смеси СО с Н 2 (водяной газ). Ведь при высокой (определённой) температуре вода разлагается на водород и кислород.
Для разложения водяного пара на кислород и водород можно использовать УТЭ (универсальный тепловой элемент), в котором водяной пар будет проходить через СВ с его высокой температурой, в результате чего водяной пар будет разлагаться на водород и кислород при более благоприятных условиях. В УТЭ будет возрастать давление газов, которое при его определённом значении откроет, предохранительный клапан и газы поступят к потребителю. Для быта суточный расход газа не велик и поэтому УТЭ будет иметь малые размеры, которые можно определить расчётами. Изготовляемый опытный образец УТЭ для быта будет иметь размеры не более 5-литрового сосуда.