Стехиометрично число за водорода и приложение в ДВГ

[mzk]

Стехиометричното число на бензина е 14,7:1 т.е. 14,7 килограма въздух за 1 кг бензин са нужни за пълно изгаряне на горивото (забележете че става въпрос за килограми). Естествено, постъпващият въздух е далеч повече като обем, поради което трябва да се внимава- бензинът е течен и 1 литър е горе-долу равен на 1 кг.

Що се отнася до водорода- стехиометричното число е 34:1. Водородът може да гори в бедни смеси до 180:1

Отново повтарям- това ще рече 34 кг въздух за 1 кг водород. Ако от електролизера получите 1 литър за минута (примерно), това не е 1 килограм водород.

Обемното отношение (за стохиометричното число/пълното горене) е 2,4:1 или иначе казано 2,4 литра въздух са нужни на 1 литър водород (забележете- водород, не оксиводород или браунов газ, където водородът е смесен с кислорода, който също има някакъв обем).

Отдолу ще видите и пояснение за единиците за обем от Уикипедия.

Освен стандартната единица се използват също нейни производни като степени на 10:

    * литър (л, L) - най-често при измерване на течности или вместимост

              1 л = 1 дм3 = 0,001 м3

          През 1901 г. определен като обема, заеман от един кг чиста вода (без соли или примеси) при температурата на максимална плътност (≈4°C) и налягане 1 атмосфера (101,325 kPa или 760 мм живачен стълб), който е ≈1,000028 дм3.
          През 1964 г. стандартизиран като точно 1 дм3.

    * кубически сантиметър (см3) или милилитър (мл) - използва се за течности в малки количества (парфюми, медикаменти, дозиране на разредители)

              1 см3 = 1 мл = 0,001 л = 0,000 001 м

Ето и още нещо за водорода като газ в ДВГ (т.е. не течно състояние)

As mentioned in Section 3.3, the stoichiometric air/fuel ratio for hydrogen is 34:1. At this air/fuel ratio, hydrogen will dis-place 29% of the combustion chamber leaving only 71% for the air. As a result, the energy content of this mixture will be less than it would be if the fuel were gasoline (since gasoline is a liquid, it only occupies a very small volume of the com-bustion chamber, and thus allows more air to enter).

Since both the carbureted and port injection methods mix the fuel and air prior to it entering the combustion chamber, these systems limit the maximum theoretical power obtain-able to approximately 85% of that of gasoline engines. For direct injection systems, which mix the fuel with the air after the intake valve has closed (and thus the combustion cham-ber has 100% air), the maximum output of the engine can be approximately 15% higher than that for gasoline engines.

Therefore, depending on how the fuel is metered, the maxi-mum output for a hydrogen engine can be either 15% higher or 15% less than that of gasoline if a stoichiometric air/fuel ratio is used. However, at a stoichiometric air/fuel ratio, the combustion temperature is very high and as a result it will form a large amount of nitrogen oxides (NOx), which is a cri-teria pollutant. Since one of the reasons for using hydrogen is low exhaust emissions, hydrogen engines are not normally designed to run at a stoichiometric air/fuel ratio.
Typically hydrogen engines are designed to use about twice as much air as theoretically required for complete combus-tion. At this air/fuel ratio, the formation of NOx is reduced to near zero. Unfortunately, this also reduces the power out-put to about half that of a similarly sized gasoline engine. To make up for the power loss, hydrogen engines are usually larger than gasoline engines, and/or are equipped with tur-bochargers or superchargers.

Данните се намират в тези два много подробни файла, които препоръчвам на всеки!

http://mazeto.net/lib/0---voda---0/fcm01r0.pdf
http://mazeto.net/lib/0---voda---0/fcm03r0.pdf

[koce93]

Направих една сметка. Моят двигател е 1.3 и при 2500 об/мин. разделени на 2 защото на 2 оборота се пълни 1 път минават 1625 л/мин. въздух. При Съотношение 2.4:1 са нужни 677 л/мин. водород. Или 11 л/сек. Аз направих електролизер с алтернатор и при около 25 ампера прави 360 мл/мин. или 6 мл/сек. оксиводород. Като гледам това е много голяма разлика. За да работи примерно са необходими около 16 л/сек. оксиводород, защото 11 л/сек. е чист водород, а оксиводорода е две трети водород и една трета кислород. Не виждам кой електролизер ще произведе това количество.
Някъде четох, че отношението е 25:1 

[mzk]

2,4:1 не се използва в ДВГ защото освен пълното изгаряне има и много азотни окиси. Стандартно се изгарят при отношение 5:1 или повече.

Предвид, че водородът може да гори в бедни смеси направих едно изчисление.

Двигател 1600 см3 при 600 оборота и 20:1 отношение ще изразходва 24 литра водород за минута, което прави 1440 литра водород за 1 час. 1440 литра водород могат да се извлекат от 1,16 литра вода.

Даниел Дингел споменава във филмчето за неговата кола, че й трябва 1 литър вода за да върви 1 час. Т.е. ако неговата кола стои на паркинга 1 час и работи при 600 оборота в минута ще постигне горе-долу този разход.

Отделно ако на някой му се играе може да изчисли колко кВ или к.с. прави такъв мотор при 600 оборота, но не знам как се отразява натоварването например, триенето и т.н.

В общи линии при 20:1 теоретично сметките излизат. Въпрос на тестове. Можем да напълним една кофа с водород и да пуснем един малък ДВГ. Така ще видим как се държи.

[vlindos]

От горните книги извадих по долната схема.

От нея. За горенете на бензин в една камера по горе описаната съотнешения са нужни:
17 см3 бензин и 983 см3 въздух при което се прозвеждат 840 кКал енергия
за производството на 710 кКал енергия с водород са нужни:
300 см3 водород и 700 см3 въздух
следователно за енергията спрямо бензин имаме нужда от:
353 см3 водород и 823 см3 въздух

За нормално движение на автомобил имаме нужда от около 20 пъти повече водород (като обем!!!) спрямо бензина.

Практически сметки:
На свободен ход една кола с 2 литров двигател харчи около 1 литър бензин на час (според компютъра на колата). Следователно за да работи на свободен ход същата кола има нужда от около 20 литра водород.

Да се върнем на някой хидро реактор. Той произвежда водород и кислород в стихиометрично съотношение - 2:1 (в полза на водорода). Следователно за да работи една кола с двулитров двигател на свободен ход нужно 30 л/час газов продукт  
Това е 1/2 литър на минута... 8.3 мл на секунда....

Спрямо това което виждам от потребителя Koce 6мл/секунда.... Koce много си близо да подкараш една нормална кола на водород само и единствено... Разбира се говорим за работа на свободен ход.
Това обаче съвсем не е далече от нужното количество при максимум работа на двигателя да речем 6000 оборота (срещу 600 на свободен ход).
Следователно при продуциране на 83 мл/секунда газ от реактора можем спокойно да захраним колите си  
Това съвсем не е далече от вашите резултати, нали ?

Колкото до mzk, който беше изкарал, че за работа на свободен ход - за кола която се използва само водород е нужно 1л вода за 1 час:
От тук виждаме колко водород има във 1 л вода:
http://www.physlink.com/education/askexperts/ae367.cfm
... около 1500 л газ... (не съм смятал точно . Следователно за да работи двигателя на свободен ход за 1 час е са нужни около 20 мл вода ?

[koce93]

Благодаря за подкрепата. Моята кола е 1300 кубика и смятам да стигна не за 6000 об/мин, а за 3000, които са ми достатъчно. Сега преправям електролизера, но е лошо времето за опити. Искам да попитам, колко дебит има този електролизер, който за мен е напълно достатъчен да захрани кола?
http://www.youtube.com/watch?v=v1_Mec8XWQQ&feature=related
Желая ви успех.

[mzk]

Този електролизер от фимлчето изпуска водна пара. Водородът и кислородът са газове без цвят. Т.е. там има или много електролит или много напрежение, което загравя водата и тя кипва по- рано.

[vlindos]

Искам да попитам, колко дебит има този електролизер, който за мен е напълно достатъчен да захрани кола?
http://www.youtube.com/watch?v=v1_Mec8XWQQ&feature=related

Авторът е писъл в коментарите:

Output of this set-up:

1 Liter Per Minute @ 1/2 teaspoon of Baking Soda

Even had it as high as 2.87 Liters Per Minute..

60 л/час. Това е ужасно много газ ) Би трябвало да поеме 6 литров двигател, който да работи нон стоп на 6000 оборота един час.

Авторът обаче добавя няколко магийки като вода на 90 градуса по целзии и Baking Soda ( NaOH ?) което явно доста boost-ва процеса, от друга страна самия Stenley Meyer използва лазер за да дестибилизира връзките във водата, а в Hydrostar-а се използва магнитно поле....


Тук май обаче нещата отиват към ненужнато ....

За мен са заветните 20 литра на час да захрани мойта кочинка...

[vlindos]

Този електролизер от фимлчето изпуска водна пара. Водородът и кислородът са газове без цвят. Т.е. там има или много електролит или много напрежение, което загравя водата и тя кипва по- рано.

По скоро изпуска и водна пара.... повечето реактори изпускат и водна пара (виж из видео-тат на rave).

[lazy]

 Смятам, че е важно да направим едно уточнение:
      - Бензиновия двигател работи с недостиг на въздух
      - Дизеловия - с недостиг на гориво
Смятам, че почти всички имат предвид бензинов двигател - в случая обема на двигателя незначи обем на горивовъздушната смес за един цикъл. Зад дроселната клапа в бензиновия двигател има подналягане - същото, което помага на сервото за спирачката. Нормално, на празен ход подналягането е -0.4 -0.3 милибара. При Максимални обороти (напълно отворена дроселна клапа) налягането в смукателния колектор е почти равно на атмосферното, но малко по-ниско заради съпротивлението на филтъра, диаметъра и формата на колектора и тн. Искам да кажа, че правените досега сметки са верни само при мотор, който се движи безкрайно бавно. Във всеки случай необходимото количество гориво е много по-малко от това, което видяхме в досегашните сметки. 

[Тони]

 Не се отчита и разликата в горенето на водород и бензин. Имам клетка която произвежда водород. Захраних едноцилидров двигател от косачка. Горенето на водорода е инплозия тоест
при възпламеняването на водорода, сместа се свива. Двигателя работи на едни обороти но
с бензиновата система тоест дроселовата клапа, неможе да му се докарат динамични характеристики.

[Петър]

Тони пипа ли по момента на запалването на двигателя като го пали с водород. Пише по сайтовете, че трябва да бъде от +1 до +10 градуса.

[Тони]

 Даже отиде на +15 градуса. Да се форсира нестава с увеличаване на въздуха и окси -водорода успоредно. Мисля, да направя нещо като газовия инжекцион за управление.

[koce93]

Двигателя работи на едни обороти но
с бензиновата система тоест дроселовата клапа, неможе да му се докарат динамични характеристики.

Не може да изменя оборотите, защото имаш постоянно количество газ. При бензина при отваряне на дросела увеличаващия вакум засмуква повече гориво. Тук трябва да се вкара газта във вторичната камера на редуктор изпарител за газово гориво и тогава вакума ще пуска повече газ, както е при газовата урудба. Но тогава трябва да има и резервен обем за събиране на неизползваната газ. За подналягането съм съгласен, че обема на преминалия въздух и гориво ще е по-малко, но това мисля, че не е повече от 20% намаление на обема и горивото. Затова турбото е по-мощен, защото вкарва повече въздух, а и повече гориво под налягане в цилиндрите.

[vlindos]

Двигателя работи на едни обороти но
с бензиновата система тоест дроселовата клапа, неможе да му се докарат динамични характеристики.

За подналягането съм съгласен, че обема на преминалия въздух и гориво ще е по-малко, но това мисля, че не е повече от 20% намаление на обема и горивото. Затова турбото е по-мощен, защото вкарва повече въздух, а и повече гориво под налягане в цилиндрите.

Да бъдем по-точно разликата е около 15%. Това е описано в книгата за водорода. За да се постигне същото производство на енергия на водород в същия обем (двигател) е нужно лека компресия (около 10% мисля повече обем).

[koce93]

vlindos, относно количеството газ ето какво намерих. Погледни на 23 и 24 страница и не искам да те разочаровам, но пише за 1.6 л. двигател при 1250 об./мин. са необходими 80 л./мин. газ, а за 0.25 л.- 17 л./мин. газ. Съотношениета газ въздух е 4% или 1: 25. Ако може някой да го преведе има много полезни неща.