разградена H2O на оксидиращи елементи за увеличаване КПД на горивния процес

[epwpixieq-1]

Темата се отваря за физико-химическа и техническо-формулирана дискусия в направление относно използването на  H₂O като  оксидираща смес.

Темата НЕ Е относно "горене на водата". Има много такива теми във формуа които, за съжаление в основата си, само показват най-малко непознаване на точното физико-химичното изразяване, а в по-голяма степен игнориране на молекулярните енергиини процеси които трябва да са в основата на тези дискусии, за да се изгради някаква смислена и полезна картина за разбиране на тези комплексни процеси.

Интересно че има историческа информация как водта, при определени условия, се използва за повишаване КПД на горивните процеси. На youtube има много клипчета, особенно от руско говорящи другари, които поазват интересни ефекти (с грешното наименование "вода горит") но за съжаление нищо което да помага за разбиране на процеса.

Последвашо показвам мое изследване, което (за сега) е изцяло теоретично, двавйки възможност за критики особенно от колегите имащи теоретични и практически познания в тази насока.

Определено H2O може да се използва като оксидатор явно когато се разгради на 2H + О. Както повечето са учили това разграждане изисква определно количество енергия и това е физически факт който е доказван практически многократно. Въпроса е че въздуха е смес на приблизително 78%  N₂ и 21% О₂ (приемаме приближение до 100%) и особенно при сравнително по-ниски температури в горивните камери N₂ не влиза в реактивни процеси и основно, поради своята ниска реактивност N₂ само  издърпва топлина от горивната камера. За да се добие ясна престава на 1 мол въздух, приблизително 1/5 от масата (и обема) е O₂ - рекативен елемент и 4/5 е N₂ - не реактивен ( топлинно отнемащ ).

Така при положение че може да ограничим притока на въздух ( съответно 4/5 N₂) , при положение че добавим определено количество вода, която да бъде разградена на 2H+O, ние може да увеличим рекативността в горивната камера (съответно температурата), като намаляваме извличането на топлина, като намаляваме потока на N₂ и съответно енергията която той отнема.

Накратко тезата е, селед интерпетиране на определени реакции и техните енергиини нива и малко изчисления, че този процес позволява на задържане на 1.65MJ на mol O при положение че този mol O идва от H₂O вместо въздух (mol e числото на Авогардо, което е винаги показва едино  и също число, на атоми или молекули за вскички субстанции, и е както метъра е един и същ за абсолютно всички измервания). Това задържане на топлина в горивната камера, при намаляване протока на N₂, повишава температурата и позволява по-ефективно горене (при равни други условия) от едно и също гориво.

Прилагам направените изчисления и се надявам на конструктивна и теоретично (катко и емперично) обоснована критика.

[juliang]

Един двигател 2 литра взима 2 литра въздух на всеки 2 оборота. При 2 000 об/мин ще поема 2 000 литра, или 2 куб.метра. Въздуха тежи около килограм на кубик. Тоест през двигателя за минута минават около 2 килограма въздух, при това не говорим за някакво особено натоварване, а при ежедневно спокойно каране.

Въпроса ми е "за колко грама вода на минута говорим" за да знам дали изобщо има смисъл да продължавам с въпросите... Щото се сещаш че ако ми кажеш че добавяш 10 грама вода на минута просто няма смисъл да говорим за измерима икономия - 10 грама ще са 0.5% от обема въздух преминал през двигателя.

[suliko]

за да гори водорода във въздух му трябва мин 4% концентрация от тук 4% на 2 кубика въздух колко са толкова водород трябва 2000*0.04=?гр.

[juliang]

за да гори водорода във въздух му трябва мин 4% концентрация от тук 4% на 2 кубика въздух колко са толкова водород трябва 2000*0.04=?гр.

Ако смяташ в грамове няма да ти се получи... ама изобщо, особено като участва водорода... сети се сам защо.

[suliko]

2000кубика въздух и 4% водород 1гр водород са нам колко си кубика за 4% и оттам от 1 литър вода 1866 ли беше литра браун газ.излаза 2/18 водорода и 16/18 кислорода в газа.
ако искате в молове го смятайте там не в грамове просто старата система СГС грам сантиметър секунда за физиците е много по удобна и ясна за разбиране защото единиците са свързани с реалността и то съвсем очевадно, за разлика от сегашната система СИ и МОЛове.

[suliko]

И друго съотношение от 1 киловат се получават 340 литра браун газ.

Източник: https://bnt.bg/bg/a/despa-stoyanova-za-nadezhdata-si-braunoviyat-gaz-da-zapochne-da-se-izpolzva-v-ba-lgariya

[epwpixieq-1]

juliang, разглеждам въпроса теоретично, тоест за всякакъв тип оксидиране на карбонатни горива, а не специфично за ДВГ-та. Точно и затова приложих теоретичните формулировки ( които дефакто са практични понеже са изведени от много практически измервания ).

Един двигател 2 литра взима 2 литра въздух на всеки 2 оборота. При 2 000 об/мин ще поема 2 000 литра, или 2 куб.метра. Въздуха тежи около килограм на кубик.

На тези 2 кг въздух и на база на отношение на наситеността на О₂ и N₂, и атомните маси, имаме 400 грама О₂ и 1600 грама N₂ директно от установените пропорции във въздушната среда.

Въпроса ми е "за колко грама вода на минута говорим" за да знам дали изобщо има смисъл да продължавам с въпросите...

Когато се говори за директна събституция, това според мен лесно се изчислява, вземете 400 грама О от водата ( отношението на атомните маси на О към H e пределно явсно ), това е на минута ( ясно е от горните изчисления). Въпроса е обаче дали при ДВГ-то може да се замени всичкия, директно всичкия подаващ се О₂ от въздуха, с О от водата или трябва да е в някакво съотношение. Поне при пещите (които руснаците показват) част от притока на въздух си остава и водата се добавя в малки количества 0.10 - 0.15 грама на секунда. Разибра се това зависи много от мощността на пеща, попадал съм на клипове където се подава директно (тънка) струя от вода 10-20 грама на секунда.

Въпроса който всъщно исках да повдигна и към който се надявах някой от по-технически подготвените колеги да прояви интерес е дали се вижда проблем в така синтезирано изложената теоретична информация.

просто старата система СГС грам сантиметър секунда за физиците е много по удобна и ясна за разбиране защото единиците са свързани с реалността и то съвсем очевадно, за разлика от сегашната система СИ и МОЛове.

suliko, няма нищо лошо в моловете и те са доста елементарни (точно колкото и метъра е елементарен) просто човек трябва да ги разбере (прочетете повече за числото на Авогардо: https://en.wikipedia.org/wiki/Avogadro_constant).  Те са много добре свързани с реалността и атомните маси на елементите, точно и затова 1 mol (атомен) H тежи 1 г. (молекулярния H₂ е 2г/mol.), а не някакво си друго произволно число.

[VITAN]

Според мен, тия разсъждения са безсмислени, ако не знаем каква е работната температура.
Ако над 400..., над 2000..., над 2200...
Биха се получили различни диаграми, съответно ролята на водата ще е различна.
Но това е уравнение с доста променливи - трябва човек да потроши доста време да сглоби картинката.
Особена полза от "упражнението" без "супер-катализатор" в опитната постановка не виждам.

[epwpixieq-1]

Според мен, тия разсъждения са безсмислени, ако не знаем каква е работната температура.
Ако над 400..., над 2000..., над 2200...
Биха се получили различни диаграми, съответно ролята на водата ще е различна.

Според мен много бъркате. Тове е интересното на теоретичните разсъждения, особенно в химията, е че те са базирани на практически зависимости. Тоест това че ще има 1.65MJ запазване на енергия ( на иначе изтеглената от N₂) на мол О събституция, не е никак безмислено а си е абсолютно практически въпрос, разбира се стига това да позволява потдържане на горивния процес.

По отношение на работната температура обаче сте прав порменливите са доста и затова в един момент ще се се премине на практически опити. Но практически опити произлизащи от теоретично разбиране са много по успешни отколкото сляпо правене на каквото и да е било. Точно и затова е отворена тази тема.

[VITAN]

...разбира се стига това да позволява потдържане на горивния процес.

По отношение на работната температура обаче сте прав порменливите са доста и затова в един момент ще се се премине на практически опити...

Ups, то май от 1 голямо уравнение стана програма с оператор:

switch(expression)
{
  case x:
    // code block
    break;
  case y:
    // code block
    break;
  default:
    // code block
    break;
}

[juliang]

ОК, произволен процес на горена. В процеса на горене разлагаш някаква вода, гориш я и от това енергия няма да получиш - ще се съгласиш.
Остава въпроса със заместването на азота с вода. Да, ама ако гориш някакво гориво, ти примерно за 1 килограм гориво ще трябва да вкарваш 10 кубика въздух. На теб ти трябват тия 4 кубика кислород от него за да изгориш горивото. Ако вкараш по-малко въздух, на изхода ще имаш или неизгоряло гориво, или неизгорял водород, щот си му свил кислорда с който е бил комплект във водата. Не разбирам как на входа ще намалиш притока на въздух (а оттам и на кислород) и на изхода ще има кислород за всички - и за горивото и за водорода от водата. Просто тоя кислород дет е бил във водата е необходим за да изгориш водорода дет е бил във водата, няма откъде да се появи излишен.

[epwpixieq-1]

В процеса на горене разлагаш някаква вода, гориш я и от това енергия няма да получиш - ще се съгласиш.

Така е, енергия _{в повече}, от едно и също гориво няма как да се получи и който мисли различно значи не разбира химическите процеси ( поне на молекулярно ниво ).

Остава въпроса със заместването на азота с вода. Да, ама ако гориш някакво гориво, ти примерно за 1 килограм гориво ще трябва да вкарваш 10 кубика въздух. На теб ти трябват тия 4 кубика кислород от него за да изгориш горивото.

Незнам как при 10m³ ще имате 4m³ О₂. Във въздуха съотношението е както е дадено в приложения файл, тоест ще имате (приблизително) 2.1m³ О₂ (дайте да сме точни в тези изчисления).

Ако вкараш по-малко въздух, на изхода ще имаш или неизгоряло гориво, или неизгорял водород, щот си му свил кислорда с който е бил комплект във водата. Не разбирам как на входа ще намалиш притока на въздух (а оттам и на кислород) и на изхода ще има кислород за всички - и за горивото и за водорода от водата.

Точно при такова мислене идват и 3-те варианти за термодинамиката на процеса;
1. (H₂O)_in = (H₂O)_out
    Това мисля че е точно динамиката която вие обяснявате е невъзможна, с което принципно съм съгласен (поне на досегашното ми познание) понеже няма как въглеродното горивото да се оксидира, освен ако в себе си не съдържа определено количество H₂O, както при дървата.
2. (H₂O)_in > (H₂O)_out
Това е което всъщност е динамиката която очакваме за оптимално потдържане на процеса. В този случай явно първоначлано ще имаме някакво натрупване на H (или H₂) в горивната камера което допълнително ще повишава реактивността (и съответно температурата), в допъленение на вече повишената температура от ограничения проток на N₂, докато енергииното ниво на връзките не стане достатъчно високо (температурата не нарасне толкова) така че H (или H₂) да започне да регира и да образува различни хидрати ( където H e редуциращия елемент ), с вече частично разбити карбонатни молекули от горивото. Предполагам че сам ще осъзнаете че това е (поне теоретично погледната) абсолютно възможна молекулярна динамика обуславена основно от нивото на енергия (топлина задъжано) в горивната камера и при тези анализи е много важно това нарастване на температурата (енергииното ниво) да се взема в предвид.
3. (H₂O)_in < (H₂O)_out
  Този вариант е практически невъзможен за потдържане ан горивен процес, по предполагаемо обясними причини.


@VITAN приноса ви за интересна и технически обоснована дискусия е регистран и е изложен на всестранно почетание за оригниалност, но при положение че имате интерес към темата и необходимите познание, покажете къде виждате проблем в приложения модел показан в приложението към първия ми коментар.

[VITAN]

С такива занимавки мога да се занимавам на пенсия, а тя ми е далеч.

Принципно теорията е ОК, само дето дори на теория трябват лабораторни уреди:
- за водата в горивото, за водата във въздуха;
- дебитомери всякакви...
- термометри...

Дълга музика, която както казах, ако няма "супер-катализатор" в опитната постановка - не виждам смисъла.
Хилядолетната човешка практика е изнамерила каквото трябва по въпроса.

Какво може да се пробва?
1. Катализатор: галий, германий, платина, родий и каквото там благородно се сетиш.
2. Честота (еднополярна, що и H₂O e полярна). Вероятно гигахерци. Правоъгълни. Да дадат хармоници в десетки гигахерци ( вероятната резонансна честота на водата ).

[juliang]

2. (H₂O)_in > (H₂O)_out
Това е което всъщност е динамиката която очакваме за оптимално потдържане на процеса. В този случай явно първоначлано ще имаме някакво натрупване на H (или H₂) в горивната камера което допълнително ще повишава реактивността (и съответно температурата), в допъленение на вече повишената температура от ограничения проток на N₂, докато енергииното ниво на връзките не стане достатъчно високо (температурата не нарасне толкова) така че H (или H₂) да започне да регира и да образува различни хидрати ( където H e редуциращия елемент ), с вече частично разбити карбонатни молекули от горивото. Предполагам че сам ще осъзнаете че това е (поне теоретично погледната) абсолютно възможна молекулярна динамика обуславена основно от нивото на енергия (топлина задъжано) в горивната камера и при тези анализи е много важно това нарастване на температурата (енергииното ниво) да се взема в предвид.

Честно да си призная... не разбрах почти нищо от този начин на излагане. Извинявай, ама ми идва прекалено научен.
Но все пак ще се опитам да се включва. Метана представлява СН4, т.е. има 1 атом въглерод и 4 атома водород. Другите горива са горе-долу със същите съставки. Като изгориш метана, ти получава така или иначе вода. От личен опит мога да ти кажа - получава се МНОГО вода. Буквално тече като чешма от комините докато те са студени.  Не виждам никакъв смисъл да сипваш още и да се надяваш да се случи нещо.
И никакво натрупване на водород в горивната камера не може да се случи. При тия температури водорода е толкова агресивен, че по-скоро ще се съедини с азота ако няма с какво друго, и ще се получи амоняк (NH3), отколкото да се натрупва някъде.

[sorrry]

     Извинявам се за елементарния ми изказ, но с терминологията съм на вие. Позволете да споделя само личен опит и наблюдения.
    Според мен, всеки е до известна степен прав. При горене на чисти и елементарни въглеводороди, ако се добави вода, само ще отнема топлината за потдържане на процеса. Не така стоят нещата при сложни горива с дълги и разнообразни молекули. При такива случаи някои от тях имат по-малка нужда от енергия за стартиране на окислението, а другите се трансформират и не окислени излизат като пушек и катрани. Точно там водата идва на помощ. Ако се добави под разпрашена форма, най-добре прегрята пара,или Браун газ, то бих оприличил процеса като турбината на ДВГ. Губи мощност за работа на перката, но налягането от компресора го компенсира с горница. Между другото в учебника на дъщеря ми за 8ми клас пише, че преди откриването на петрола като гориво се е използвал ГЕНЕРАТОРЕН ГАЗ, който се е получавал от пропарване на тлеещи въглища с прегрята пара.
    Смело мога да твърдя, че в тези случаи наистина ефекта е положителен и без никакви допълнителни каталитични вещества. Още един пример. Какво се случва ако в напалм или дори в запалено олио лиснете вода.