Тұрақты магнитпен суды бөлу. Су молекулаларының жарылуы және энергияның сақталу заңы. Қандай суды қолдану керек. Бөлімнің қысқаша мазмұны

тра. Бұл техникажоғарыда көміртегі тотығын СО тазарту туралы тармақта талқыланды. Бір қарағанда сутегін алудың бұл әдісі тартымды болып көрінгенімен, оны іс жүзінде жүзеге асыру өте күрделі.

Мұндай экспериментті елестетіп көріңіз. Цилиндрлік ыдыста p shn астында 1 кмоль таза су буы болады. Поршеньдің салмағы 1 атм-ге тең cocj-де тұрақты қысым жасайды. Ыдыстағы бу > 3000 К температураға дейін қызады. Қысым мен температураның көрсетілген мәндері ерікті түрде таңдалды. бірақ мысал ретінде.

Егер ыдыста тек H20 молекулалары болса, онда жүйенің бос энергиясының мөлшерін су мен су буының динамикалық қасиеттерінің сәйкес TeD кестелері арқылы анықтауға болады.Алайда, шын мәнінде, су буы молекулаларының кем дегенде бір бөлігі әсер етеді. оның құрамдас бөліктеріне ыдырауы. химиялық элементтер, яғни сутегі мен оттегі:

Сутегін алу үшін суды бөлу - таза энергияның іс жүзінде сарқылмайтын көзін жасау жолында жұмыс істейтін көптеген ғалымдардың қасиетті ісі. Енді Австриядағы Монаш университеті ғалымдарының зерттеулерінің арқасында бұл процесті жүзеге асыру бұрын ойлағаннан әлдеқайда жеңіл болады. Профессор Леоне Спицияның айтуынша, болашақтың сутегі энергиясының кілті табиғатта кейбір тау жыныстарына қара түс беретін табиғи Бирнессит минералы болуы мүмкін.

«Сутегін алу процесіндегі кедергі судың оттегі мен сутегіге нақты ыдырауы болып табылады. Жою үшін дәстүрлі әдістерді қолдану химиялық байланыстаркөп энергия қажет, бұл бұл процестерді экономикалық жағынан тиімсіз етеді. Біздің команда марганеці бар катализатор негізінде су молекуласын бөлу және пайдалану процесін әзірледі. күн жарығы"- дейді профессор Спицчиа. - "Бернессит минералының негізі - ортадағы барлық элементтер сияқты марганец. периодтық жүйе, химиктер тотығу күйлері деп атайтын бірнеше күйде болуы мүмкін. Бұл зат атомы байланысқан оттегі атомдарының санына сәйкес келеді.

Бастапқыда ғалымдар бірдей марганец негізіндегі өте күрделі катализаторларды қолдануға тырысты. Олар электр тогының көмегімен судың сутегі мен оттегіге ыдырауы үшін жеткілікті тиімді каталитикалық процесті алған соң, талдаудың жетілдірілген спектроскопиялық әдістерін қолдана отырып, олар пайдаланған күрделі катализатор қарапайым қосылысқа, аналогқа айналдырылғанын анықтады. бұл табиғи минерал бірнессит. Бұл катализатордың жұмысы табиғатта күн сәулесінің әсерінен судың бөліну процесі негізделген процестерді толығымен қайталайды.

«Бұл зерттеулер бізге табиғат құпияларына тереңірек үңілуге ​​және табиғи марганец катализаторының табиғатта қалай жұмыс істейтінін білуге ​​мүмкіндік берді», - дейді Австралиялық электроматериалдар ғылымы орталығының докторы Розали Хокинг. - "Ғалымдар тиімді катализаторды алу үшін құрамында марганеці бар күрделі молекулаларды құруға көп күш жұмсады. Бірақ бәрі әлдеқайда қарапайым болып шықты, суды бөлшектеу саласында ең тиімдісі табиғи материал болып табылады, ол төзімділікке жеткілікті тұрақты. оны пайдалану кезіндегі ауыр физикалық және химиялық жүктеме».

Сұрақтарға жауап беру кезінде.
Мен әктаспен сынап көрдім - үнемдеу 300% емес, 20%.
Әрине, мен тым жеңілдетемін - су күйіп кетеді. Онда қандай су бар? Тіпті бу жоқ!
Шығуда газ бар - СУ ГАЗ! Оның жануы 150 жылдан бері белгілі!
Менің пешімдегі алауды не көргің келді? Менің жемім әлсіз және тесігім үлкен дедім - менің бүйірлерімдегі тесіктер 2мм, ал қазір түтік өртеніп кетті және қысым әлсіз, бірақ әсері көрінеді!
Енді дүниетаным психологиясы туралы.
Вадим және басқалар, адамдардың суға мінгенін қаламайтын және көмір, газ, отынның орнына оны сумен жылытатын күш бар екенін түсінеді. Бұл тұтас корпорациялар. Ал Ресей Ғылым академиясында «мемлекеттік құпияны» ашуға жақын адамдар жағына қарай бағыттайтын арнайы бөлім бар екенін бәрі біледі.

Олардың бар күшін осы салаға жұмсаған тұтас интернет шеберханасы бар. Күндіз олар бірден! Менің жазбаларыма жауап беріңіз! Көрмейсің бе!
Бастапқыда олар тақырыпты лаймен тоқтатуға тырысады, содан кейін олар бұл жағдайда екенін түсініп, су тасқынымен басқа жаққа апаруға тырысады. қарапайым адамдар- өз саласының мамандары қатыспайды. Су тасқыны бұлдыратады, конструктивті мәселелерді таратады, мәннен алшақтатады.
Мен бұл жіпті шлактан 2 бетке дейін тазартуды ұсынамын және ол боладыАЛТЫН бұл сайтта тек таныс ызылдаған айқайшыларды блоктау үшін мектеп бағдарламасы, бірақ олар су газының жануы 150 жыл бұрын белгілі болғанын білмейді!
Содан кейін металды өңдеуді білетін кәсіпқойлар кетеді - мен жұмысты бастасам да, біз жұмыс істей бастаймыз ...
Және тағы да энергия шығындары туралы бірдей нәрсе! Содан кейін мен мұны қалай жасауға болатыны туралы ойлануды ұсынамын, өйткені газ генераторларында 200С орта есеппен құбырға ұшады.

Жалпы, бизнес психологиялық-философиялық аспектілерінсіз оянбайды. Вадим - шешіңіз, немесе шлак немесе алтын! Түсінесіз бе, біз осындай тақырыпты қозғадық, олар бізге мұнай-газ мафиясын қорғауда тұрған мамандардың бүкіл армиясын лақтырды.
Жүзінші рет қайталап айтамын, мен жаңа ештеңе ойлап таппадым – бұл дүниедегідей ескі, бірақ катализаторлар бар………

Мен араласқым келмеді, бірақ араласуға тура келеді.
Вадим, модератор.
Бұл қолданушы ғылымды, біздің Ғылым Академиясын жамандауды қашан қояды?
Ғылымның құрбандық ошағын тер мен қанмен суарған біздің алдымызда тұрған парасаттылықты қаншалықты мазақ етуге болады?
Бұл шамандық қашан тоқтайды?
Неліктен сіз бәріне және бәріне осындай қорлауды жасайсыз?

0 alex 0 былай деді:

Менің ойымша, видеода барлығын көруге болады

Иә, видеода түтіктен шыққан бу оның артындағы ауаны шығарып, бұл ауа көмірді үрлейтіні анық көрінеді. Ештеңе артық және кем емес.

Жоқ, бұл қиял емес. Бұл шынымен де факт. Бірінші сілтеме 19 ғасырда дирижабль үшін сутегінің қалай өндірілгенін көрсетеді. Бірнеше тонна көмір жағу кезінде тауға бір келіге дейін сутегін берді... Энергия жағынан теңдесі жоқ дүниелер. Сутегін алу үшін оны жағуға болатын энергиядан ондаған есе көп энергия жұмсалды ...
Бірақ сен бұл фактілерді құлағыңнан тартып, шындық әлемінен арман әлеміне тартып жатырсың...
Табиғатты алдауға болмайды. Энергияның сақталу заңын ешкім жоққа шығарған жоқ.

Бұл мақалада су молекулаларының ыдырауы және энергияның сақталу заңы туралы айтатын боламыз. Мақаланың соңында үйге арналған эксперимент.

Энергияның сақталу заңын есепке алмай, су молекулаларын сутегі мен оттегіге ыдырататын қондырғылар мен құрылғыларды ойлап табудың мәні жоқ. Жану процесі кезінде бөлінетін энергиядан (су молекуласына қосылыстар) қарағанда судың ыдырауына аз энергия жұмсайтын мұндай қондырғыны құруға болады деп болжанады. Ең дұрысы, құрылымдық жағынан судың ыдырау схемасы және оттегі мен сутегінің молекулаға қосылуы циклдік (қайталанатын) пішінге ие болады.

Бастапқыда химиялық қосылыс бар - су (H 2 O). Оның құрамдас бөліктерге - сутегі (Н) және оттегі (O) ыдырауы үшін белгілі бір мөлшерде энергия жұмсау қажет. Іс жүзінде бұл энергияның көзі автомобиль батареясы болуы мүмкін. Судың ыдырауы нәтижесінде негізінен сутегі (Н) және оттегі (О) молекулаларынан тұратын газ түзіледі. Біреулер оны «Браун газы» десе, енді біреулер бөлінетін газдың Браун газына еш қатысы жоқ дейді. Менің ойымша, бұл газдың қалай аталатынын дауласып, дәлелдеудің қажеті жоқ, өйткені маңызды емес, оны философтар жасасын.

Бензиннің орнына газ қозғалтқыш цилиндрлеріне түседі ішкі жану, онда ол тұтану жүйесінің ұшқынынан шыққан ұшқын арқылы тұтанады. Қозғалтқышты жұмыс істеуге мәжбүрлейтін жарылыстан энергияның күрт бөлінуімен бірге сутегі мен оттегінің суға химиялық қосылысы бар. Химиялық байланыс процесінде пайда болған су қозғалтқыш цилиндрлерінен бу ретінде шығарылатын коллектор арқылы шығарылады.

Қозғалтқышта жану нәтижесінде пайда болған сутегі (H) және оттегі (O) - компоненттерге ыдырау процесі үшін суды қайта пайдалану мүмкіндігі маңызды сәт болып табылады. Су мен энергия айналымының «циклін» тағы бір қарастырайық. Тұрақты химиялық қосылыстағы суды бұзу үшін, жұмсалдыбелгілі бір энергия мөлшері. Жану нәтижесінде, керісінше көзге түседібелгілі бір энергия мөлшері. Шығарылатын энергияны шамамен «молекулалық» деңгейде есептеуге болады. Жабдықтың сипаттамаларына байланысты бұзуға жұмсалған энергияны есептеу қиынырақ, оны өлшеу оңайырақ. Жабдықтың сапалық сипаттамаларын, жылытуға жұмсалатын энергия шығынын және басқа да маңызды көрсеткіштерді елемейтін болсақ, онда есептеулер мен өлшеулердің нәтижесінде, егер олар дұрыс жүргізілсе, жұмсалған және бөлінген энергия бір-біріне тең болады. . Бұл энергияның еш жерде жоғалып кетпейтінін және «бос орыннан» пайда болмайтынын, ол тек басқа күйге ауысатынын айтатын Энергияның сақталу заңын растайды. Бірақ біз суды қосымша «пайдалы» энергия көзі ретінде пайдаланғымыз келеді. Бұл энергия қайдан келуі мүмкін? Энергия тек судың ыдырауына ғана емес, сонымен қатар ыдырау қондырғысының тиімділігі мен қозғалтқыштың тиімділігін ескеретін шығындарға жұмсалады. Ал біз жұмсалғанға қарағанда көбірек энергия бөлінетін «цикл» алғымыз келеді.

Мен мұнда шығындар мен энергия өндірісін есепке алатын нақты сандарды келтірмеймін. Менің сайтыма келушілердің бірі маған Канаревтің «Поштаға» кітабын жіберді, ол үшін мен оған өте ризамын, онда энергияның «есептері» танымал. Кітап өте пайдалы, және менің сайтымдағы келесі бірнеше мақалалар арнайы Канаревтің зерттеулеріне арналады. Менің сайтыма кейбір келушілер менің мақалаларым молекулалық физикаға қайшы келеді деп мәлімдейді, сондықтан мен келесі мақалаларымда, менің ойымша, молекулалық инженер Канаревтің зерттеуінің негізгі нәтижелерін ұсынамын, олар менің теорияма қайшы келмейді, бірақ керісінше, судың төмен амперлік ыдырау мүмкіндігі туралы идеямды растаңыз.

Егер ыдырауға пайдаланылған су ең тұрақты, соңғы химиялық қосылыс болып табылады және оның химиялық және физикалық қасиеттері іштен жанатын қозғалтқыштың коллекторынан бу ретінде бөлінетін сумен бірдей екенін ескерсек, онда ыдырау қаншалықты өнімді болса да. өсімдіктер болса, судан қосымша энергия алуға тырысудың қажеті жоқ. Бұл энергияның сақталу заңына қайшы келеді. Ал содан кейін суды энергия көзі ретінде пайдалану әрекеттерінің бәрі пайдасыз және бұл тақырыптағы барлық мақалалар мен жарияланымдар адамдардың адасуынан немесе жай алдауынан басқа ештеңе емес.

Кез келген химиялық қосылыс белгілі бір жағдайларда ыдырайды немесе қайтадан біріктіріледі. Мұның шарты осы қосылыс орналасқан физикалық орта болуы мүмкін - температура, қысым, жарықтандыру, электрлік немесе магниттік әсерлер немесе катализаторлардың болуы, т.б. химиялық заттар, немесе қосылымдар. Суды барлық басқа химиялық қосылыстарға тән емес қасиеттері бар аномальды химиялық қосылыс деп атауға болады. Бұл қасиеттерге (соның ішінде) температураның, қысымның, электр тоғы. Табиғи Жер жағдайында су тұрақты және «соңғы» химиялық қосылыс болып табылады. Бұл жағдайларда белгілі бір температура, қысым бар, магниттік немесе электр өрісі болмайды. Суды ыдырату үшін осы табиғи жағдайларды өзгертудің көптеген әрекеттері мен нұсқалары бар. Олардың ішінде электр тогының әсерінен ыдырау ең тартымды болып көрінеді. Су молекулаларындағы атомдардың полярлық байланысы соншалықты күшті, сондықтан су молекулаларына әсер етпейтін Жердің магнит өрісін елемеуге болады.

Тақырыптан шағын ауытқу:

Белгілі бір ғалымдардың пайымдауынша, Хеопс пирамидалары – бізге беймәлім өркениет суды ыдырату үшін пайдаланған Жердің энергиясын шоғырландыруға арналған орасан зор қондырғылардан басқа ештеңе емес. Мақсаты әлі ашылмаған Пирамидадағы тар көлбеу туннельдер су мен газдардың қозғалысы үшін пайдаланылуы мүмкін. Міне, осындай «фантастикалық» шегіну.

жалғастырайық. Егер су қуатты тұрақты магнит өрісіне қойылса, ештеңе болмайды, атомдардың байланысы бәрібір осы өрістен күшті болады. Суға батырылған электродтар арқылы суға берілетін электр тогының қуатты көзінен туындайтын электр өрісі судың электролизін (сутегі мен оттегіге ыдырауын) тудырады. Сонымен қатар, ток көзінің энергия шығындары орасан зор - оларды кері қосылу процесінде алуға болатын энергиямен салыстыруға болмайды. Бұл жерде энергия шығындарын азайту міндеті туындайды, бірақ ол үшін молекулаларды бұзу процесі қалай жүретінін және нені «үнемдеуге» болатынын түсіну керек.

Суды энергия көзі ретінде пайдалану мүмкіндігіне сену үшін біз тек су молекулаларының деңгейінде ғана емес, сонымен қатар қосылыс деңгейінде де «жұмыс істеуіміз» керек. үлкен санмолекулалардың өзара тартылуына және дипольдік ориентациясына байланысты. Біз молекула аралық әрекеттесулерді ескеруіміз керек. Ақылға қонымды сұрақ туындайды: неге? Бірақ молекулаларды бұзбас бұрын, олар алдымен бағдарлануы керек. Бұл да «Неліктен кәдімгі электролиз қондырғысы тұрақты электр тогын пайдаланады, ал айнымалы ток жұмыс істемейді?» деген сұраққа жауап.

Кластер теориясына сәйкес су молекулаларының оң және теріс магниттік полюстері болады. Сұйық күйдегі судың құрылымы тығыз емес, сондықтан ондағы молекулалар қарама-қарсы полюстермен тартылып, ұқсас полюстермен итеріліп, бір-бірімен әрекеттесіп, шоғырлар түзеді. Егер сұйық күйдегі су үшін координаталық осьтерді ұсынсақ және осы координаттардың қай бағытында көбірек бағытталған молекулалар бар екенін анықтауға тырыссақ, біз табысқа жете алмаймыз, өйткені қосымша сыртқы әсерсіз су молекулаларының бағдарлануы хаотикалық болады.

АЛАМБИҚ-АЛФА

Эссе

Кинетикалық және жылу энергиясын пайдалана отырып судан сутегін алудың принципті жаңа әдісін әзірлеу негізінде жатқан негізгі ережелердің негізділігі көрсетілген. Электрсутегі генераторының (EVG) жобасы әзірленді және сынақтан өтті. Сынақтар кезінде күкірт қышқылының электролитін ротордың 1500 айн/мин айналу жиілігінде пайдаланған кезде судың электролизі және сутегінің бөлінуі (6 ...

Генератордағы центрден тепкіш күштің әсер ету процесінде судың оттегі мен сутегіге ыдырау процесін талдау жүргізілді. Ортадан тепкіш генератордағы судың электролизі кәдімгі электролизерлердегіден айтарлықтай ерекшеленетін жағдайларда жүретіні анықталды:

Айналмалы электролит радиусы бойынша қозғалыс жылдамдығын және қысымды арттыру

EVG автономды пайдалану мүмкіндігі сутегін сақтау және тасымалдау проблемаларын тудырмайды.

Кіріспе

Өткен 30 жыл ішінде арзанырақ жылу энергиясын пайдаланып суды ыдырату үшін термохимиялық циклдарды қолдану әрекеттері техникалық себептерге байланысты оң нәтиже бермеді.

Жаңартылатын көздердің энергиясын пайдалана отырып судан жеткілікті арзан сутегін алу және кейіннен өңдеу кезінде (қозғалтқыштарда жанғанда немесе электр энергиясын өндіру кезінде) экологиялық таза қалдық ретінде қайтадан су алу технологиясы отын жасушалары) орындалмайтын арман сияқты көрінді, бірақ орталықтан тепкіш электр сутегі генераторын (EVG) тәжірибеге енгізу арқылы олар шындыққа айналады.

EVG кинетикалық және жылу энергиясын пайдаланып судан оттегі – сутегі қоспасын алуға арналған. Қыздырылған электролит айналмалы барабанға құйылады, онда айналу кезінде, басталған электрохимиялық процестің нәтижесінде су сутегі мен оттегіге ыдырайды.

Ортадан тепкіш өрістегі судың ыдырау процесінің моделі

Қыздырылған электролит айналмалы барабанға құйылады, онда айналу кезінде, басталған электрохимиялық процестің нәтижесінде су сутегі мен оттегіге ыдырайды. EVG сыртқы көздің кинетикалық энергиясын және қыздырылған электролиттің жылу энергиясын пайдаланып суды ыдыратады.

Суретте. 1-суретте қышқыл электролиттегі су электролизінің электрохимиялық процесі кезінде иондардың, су молекулаларының, электрондардың, сутегі және оттегі газдарының молекулаларының қозғалысының диаграммасы көрсетілген (электролит көлеміндегі молекулалардың таралуына әсер етеді деп болжануда). иондардың μ молекулалық салмағы бойынша). Суға күкірт қышқылын қосып, араластырғанда иондардың көлем бойынша қайтымды және біркелкі таралуы жүреді:

Ерітінді электрлік бейтарап болып қалады. Иондар мен су молекулалары броундық және басқа қозғалыстарға қатысады. Орталықтан тепкіш күштің әсерінен ротордың айналуының басталуымен иондар мен су молекулаларының массасына сәйкес стратификация жүреді. Ротор жиегіне SO 4 2- (μ=96 г/моль) ауыр иондары және су молекулалары H 2 O (μ=18 г/моль) жіберіледі. Жиекке жақын иондардың жиналу және теріс айналмалы зарядтың пайда болу процесінде магнит өрісі пайда болады.Жеңілірек оң H 3 O + иондары (μ=19 г/моль) және су молекулалары (μ=18 г/моль) архимед күштерінің әсерінен білікке қарай ығысады және айналатын оң зарядты құрайды, оның айналасында өзіндік магнит өрісі пайда болады. Магнит өрісі ротор мен біліктің жанындағы зарядтар аймағында әлі қатыспаған жақын маңдағы теріс және оң иондарға күшті әсер ететіні белгілі. Күш әсерін талдау магнит өрісі, осы иондардың айналасында түзілген, теріс зарядты иондар екенін көрсетеді SO 4 2- шеңберге магниттік күшпен басылады, оларға орталықтан тепкіш күштің әсерін күшейтеді, бұл олардың жиекке жақын жиналуының белсендірілуіне әкеледі..

Магнит өрісінің оң зарядталған иондарға әсер ету күші H3O+ Архимед күшінің әрекетін күшейтеді, бұл олардың білікке ығысуын белсендіруге әкеледі.

Ұқсас зарядтардың тебілуі мен қарама-қарсы зарядтардың тартылуының электростатикалық күштері иондардың жиек пен біліктің жанында жиналуын болдырмайды.

Біліктің жанында сутегінің тотықсыздану реакциясы платина катодының φ + =0 нөлдік потенциалында басталады:

Алайда оттегінің тотықсыздануы анодтық потенциал φ - = -1,228 В жеткенше кешіктіріледі. Осыдан кейін оттегі ионының электрондары платина анодына өту мүмкіндігін алады (оттегі молекулаларының түзілуі басталады):

Электролиз басталады, ток өткізгіш арқылы электрондар, ал электролит арқылы SO 4 2- иондары өте бастайды.

Алынған оттегі мен сутегі газдары архимед күшімен білікке жақын төмен қысым аймағына сығып, содан кейін білікке жасалған арналар арқылы шығарылады.

Жабық контурда электр тогын ұстап тұру және термохимиялық реакциялардың жоғары тиімді жүруі (1-4) бірқатар шарттарды қамтамасыз еткенде мүмкін болады.

Судың ыдырауының эндотермиялық реакциясы реакция аймағына тұрақты жылу беруді қажет етеді.

Электрохимиялық процестердің термодинамикасынан су молекуласының ыдырауы үшін энергияны беру қажет екені белгілі [2,3]:

Физиктер судың құрылымын тіпті оның ішінде де мойындайды қалыпты жағдайлар, ұзақ зерттеуге қарамастан, әлі де шифрланған жоқ.

Қолданыстағы теориялық химияның экспериментке елеулі қарама-қайшылықтары бар, бірақ химиктер бұл қайшылықтардың себептерін іздеуден жалтарады, туындаған сұрақтарды айналып өтеді. Оларға жауаптарды су молекуласының құрылымын талдау нәтижелерінен алуға болады. Бұл құрылым өзінің танымының қазіргі кезеңінде осылай беріледі (2-суретті қараңыз).

Су молекуласының үш атомының ядролары түзіледі деп есептеледі тең қабырғалы үшбұрышнегізінде сутегі атомдарына жататын екі протонмен (3А-сурет), арасындағы бұрыш осьтері H-Oα=104,5 o.

Су молекуласының құрылымы туралы бұл ақпарат туындаған сұрақтарға жауап алу және анықталған қайшылықтарды жою үшін жеткіліксіз. Олар су молекуласындағы химиялық байланыстардың энергияларын талдаудан шығады, сондықтан бұл энергиялар оның құрылымында көрсетілуі керек.

Молекулярлық сутекті алу үшін су молекуласының құрылымы және оның электролиз процесі туралы бар физикалық-химиялық идеялардың аясында қойылған сұрақтарға жауап табу қиын екендігі табиғи нәрсе, сондықтан автор ұсынады. молекула құрылымының өзіндік үлгілері.

Нәтижелерде келтірілген есептеулер мен тәжірибелер судың электролизі кезінде қосымша энергия алу мүмкіндігін көрсетеді, бірақ ол үшін бұл мүмкіндікті жүзеге асыру үшін жағдай жасау қажет.

Айта кету керек, EVG-де су электролизі өнеркәсіптік электролизерлердің жұмыс жағдайларынан айтарлықтай ерекшеленетін (және аз зерттелген) жағдайларда жүреді. Жиек маңындағы қысым 2 МПа-ға жақындайды, шеңбердің айналу жылдамдығы шамамен 150 м/с, айналмалы қабырғаның жанындағы жылдамдық градиенті жеткілікті үлкен және бұған қосымша электростатикалық және жеткілікті күшті магнит өрістері әсер етеді. Бұл шарттарда ΔH o, ΔG және Q қай бағытта өзгеретіні әлі белгісіз.

EVG электролитіндегі электромагниттік гидродинамика процесінің теориялық сипаттамасы да күрделі мәселе болып табылады.

Электролиттің үдеу сатысында иондар мен бейтарап су молекулаларының тұтқыр әрекеттесуі архимед күшінің центрден тепкіш және жеңіл құрамдас бөліктерінің әсерінен, ұқсас иондардың бір-біріне жақындаған кездегі өзара электростатикалық тебілуін ескеру қажет. зарядталған аймақтардың пайда болуы, зарядталған иондардың зарядтарға қарай қозғалысына осы аймақтардың магниттік күшінің әсері.

Бірқалыпты қозғалыста, электролиз басталған кезде, айналмалы ортада иондардың (иондық ток) және пайда болатын газ көпіршіктерінің белсенді радиалды қозғалысы, олардың ротор білігінің жанында жиналуы және сыртқа шығарылуы, парамагниттік оттегі мен диамагнитті сутегінің бөлінуі жүреді. магнит өрісі, электролиттің қажетті бөліктерін беру (жою) және түсетін иондарды зарядты бөлу процесіне қосу.

Оң және теріс зарядталған иондар мен бейтарап молекулалардың қатысуымен сығылмайтын адиабатты түрде оқшауланған сұйықтықтың қарапайым жағдайында бұл процесті (компоненттердің бірі үшін) келесі түрде сипаттауға болады [9]:

1. Сыртқы шекарадағы шарттағы қозғалыс теңдеулері (r=R, V-V pom):

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

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

мұндағы V – ортаның жылдамдығы, H – магнит өрісінің кернеулігі, U=V+H/(4× p×r) 0,5, W=V-H/(4× p×r) 0,5, Ф=P/r + (U-W) 2 /8, Р- қысым, r - орташа тығыздық, n , n m - кинематикалық және «магниттік» тұтқырлық, a =(n +n m)/2, b =(n -n м)/2.

2. Сұйықтықтың үздіксіздігі мен магнит өрісінің сызықтарының тұйықталуының теңдеулері:

3. Электростатикалық өрістің потенциалдық теңдеуі:

4. Заттардың өзгеру процесін сипаттайтын химиялық реакциялар кинетикасының теңдеулерін ((1.3) түрі) сипаттауға болады:

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

мұндағы C a - химиялық реакция өнімінің концентрациясы А (моль/м3),

v – оның қозғалыс жылдамдығы, V e – электролит көлемі,

r a – реагенттердің химиялық реакция өніміне айналу жылдамдығы,

o.a-мен - реакция аймағына жеткізілетін реагенттер концентрациясы.

Металл-электролит интерфейсінде электродтық процестердің кинетикасын ескеру қажет. Электролизбен бірге жүретін кейбір процестер электрохимияда сипатталған (электролиттердің электр өткізгіштігі, химиялық белсенді компоненттердің соқтығысуы кезіндегі химиялық әрекеттесу актісі және т.б.), бірақ олар біртұтас. дифференциалдық теңдеулерқарастырылып отырған процестер әлі жоқ.

5. Электролиз нәтижесінде газ фазасының түзілу процесін күйдің термодинамикалық теңдеулері арқылы сипаттауға болады:

y k =f(x 1 ,x 2 ,….x n ,T),

мұндағы y k – күйдің ішкі параметрлері (қысым, температура T, меншікті (молярлық) көлем), x i – орта әсер ететін сыртқы күштердің сыртқы параметрлері (электролит көлемінің пішіні, центрден тепкіш және магнит өрісі). күштер, шекарадағы шарттар), бірақ айналмалы сұйықтықтағы көпіршіктердің қозғалу процесі әлі де аз зерттелген.

Айта кету керек, жоғарыда келтірілген дифференциалдық теңдеулер жүйесінің шешімдері осы уақытқа дейін бірнеше қарапайым жағдайларда ғана алынған.

EVG тиімділігін барлық жоғалтуларды талдау арқылы энергия балансынан алуға болады.

Айналымдардың жеткілікті саны бар ротордың тұрақты айналуы кезінде қозғалтқыштың қуаты N d жұмсалады:
ротордың аэродинамикалық кедергісін еңсеру N a ;
білік мойынтіректеріндегі үйкеліс шығындары N p ;
роторға түсетін электролиттің үдеуіндегі гидродинамикалық шығындар N gd, оның ротор бөліктерінің ішкі бетіне үйкелісі, электролиз кезінде пайда болған газ көпіршіктерінің білігіне қарсы қозғалысты жеңу (1-суретті қараңыз) және т.б.;
электролиз кезінде тұйық контурда ток өткен кезде поляризация және омдық шығындар N ом (1-суретті қараңыз);
оң және теріс зарядтардан пайда болған N k конденсаторды қайта зарядтау;
электролиз N w.

Күтілетін шығындардың мәнін есептей отырып, энергетикалық баланстан судың оттегі мен сутегіге ыдырауына жұмсалған энергияның N үлесін анықтауға болады:

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

Электр энергиясынан басқа электролит көлеміне N q \u003d N we × Q / D H o қуатымен жылу қосу керек ((6) өрнекті қараңыз).

Сонда электролизге жұмсалатын жалпы қуат:

N w = N we + N q .

EVG-де сутегі өндірісінің тиімділігі пайдалы сутегі энергиясының N w қозғалтқышта жұмсалған энергияға N d қатынасына тең:

h \u003d N w ּk / N d

Қайда Кімгеәсер ету кезіндегі EVG өнімділігінің әлі белгісіз жоғарылауын ескереді орталықтан тепкіш күштержәне электромагниттік өріс.

EHG-нің сөзсіз артықшылығы - сутегін ұзақ сақтау және тасымалдау қажеттілігі болмаған кезде оны автономды пайдалану мүмкіндігі.

EVG тест нәтижелері

Бүгінгі күні EVG екі модификациясы сәтті сынақтан өтті, бұл электролиз процесінің әзірленген моделінің негізділігін және өндірілген EVG моделінің өнімділігін растады.

Сынақтар алдында сутекті тіркеу мүмкіндігі АВП-2 газ анализаторының көмегімен тексерілді, оның сенсоры тек газда сутегінің болуына әрекет етеді. Zn+H 2 SO 4 =H 2 +ZnSO 4 белсенді химиялық реакциясы кезінде бөлінген сутегі диаметрі 5 мм және ұзындығы 5 м винилхлоридті түтік арқылы DS112 вакуумдық компрессоры арқылы AVP-2-ге жеткізілді. Фондық көрсеткіштердің бастапқы деңгейінде V o =0,02% т.б. АВП-2 химиялық реакция басталғаннан кейін сутегінің көлемдік мөлшері V=0,15% көлемге дейін өсті, бұл осы жағдайларда газды анықтау мүмкіндігін растады.

2004 жылғы 12-18 ақпандағы сынақтар кезінде ротор корпусына 60 ° C дейін қыздырылған күкірт қышқылының ерітіндісі (концентрациясы 4 моль/л) құйылды, ол роторды 40 ° C дейін қыздырды. эксперименттік зерттеулермынаны көрсетті:

1. Электролиттің айналуы кезінде (концентрациясы 4 моль/л) центрден тепкіш күштің әсерінен әртүрлі молекулалық салмақтағы оң және теріс иондарды бөліп, бір-бірінен бөлінген аймақтарда зарядтар түзуге мүмкіндік туды, бұл осы аймақтардың арасындағы потенциалдар айырмасының пайда болуы, ток сыртқы жабық кезде электролизді бастау үшін жеткілікті электр тізбегі.

2. Ротордың n=1000…1500 айн/мин айналу жиілігінде электрондар металл-электролит интерфейсіндегі потенциалдық кедергіден өткеннен кейін су электролизі басталды. 1500 айн/мин жылдамдықта AVP-2 сутегі анализаторы V = 6...8 % көлемді сутегі шығымын тіркеді. қоршаған ортадан ауа сору жағдайында.

3. Жылдамдықты 500 айн/мин дейін төмендеткен кезде электролиз тоқтап, газ анализаторының көрсеткіштері бастапқыға оралды V 0 =0,02…0,1% көлем; 1500 айн/мин жылдамдықтың жоғарылауымен сутегінің көлемдік мазмұны қайтадан V = 6 ... 8% көлемге дейін өсті.

Ротордың айналу жиілігі 1500 айн/мин болғанда электролит температурасының t=17 o-дан t=40 o С-қа дейін жоғарылауымен сутегі шығымының 20 есе артқаны анықталды.

Қорытынды

1. Судың ыдырауының жаңа ұсынылған әдісінің орталықтан тепкіш күштер саласындағы жарамдылығын тексеру үшін ұсынылған, өндірілген және сәтті сынақтан өткен қондырғы. Күкірт қышқылы электролитінің (концентрациясы 4 моль/л) центрден тепкіш күштер өрісінде айналуы кезінде молекулалық салмақтары әртүрлі оң және теріс иондардың бөлінуі орын алып, бір-бірінен алшақ орналасқан аймақтарда зарядтар пайда болды. сыртқы электр тізбегіндегі қысқа тұйықталу тогы кезінде электролизді бастау үшін жеткілікті осы аймақтар арасындағы потенциалдар айырмасының пайда болуына әкелді. Электролиздің басталуы ротордың n=1000 айн/мин айналым саны кезінде тіркелді.
   1500 айн/мин жылдамдықта АВП-2 сутегі газ анализаторы 6 ... 8 көлемдік пайыздық көлемде сутегінің бөлінуін көрсетті.
2. Судың ыдырау процесіне талдау жүргізілді. Айналмалы электролиттегі ортадан тепкіш өрістің әсерінен электромагниттік өріс пайда болып, электр энергиясының көзі пайда болуы мүмкін екендігі көрсетілген. Ротордың белгілі бір жылдамдықтарында (электролит пен электродтар арасындағы потенциалдық кедергіні жеңгеннен кейін) судың электролизі басталады. Ортадан тепкіш генератордағы судың электролизі кәдімгі электролизерлердегіден айтарлықтай ерекшеленетін жағдайларда жүретіні анықталды:
   - айналмалы электролит радиусы бойынша қозғалыс жылдамдығы мен қысымның жоғарылауы (2 МПа дейін);
   - айналмалы зарядтармен индукцияланған электромагниттік өріс иондарының қозғалысына белсенді әсер ету;
   - қоршаған ортадан жылу энергиясын сіңіру.
   Бұл электролиздің тиімділігін арттырудың жаңа мүмкіндіктерін ашады.
3. Қазіргі уақытта генерацияланатын электр тогының параметрлерін, пайда болатын магнит өрісін өлшеу, электролиз процесіндегі токты бақылау, шығатын сутегінің көлемдік құрамын өлшеу, оның ішінара қысым, температура және ағын жылдамдығы. Бұл деректерді қазірдің өзінде өлшенген деректермен бірге пайдалану электр қуатықозғалтқыш және ротордың айналымдар саны мүмкіндік береді:
   - EVG энергия тиімділігін анықтау;
   - өнеркәсіптік қолданудағы негізгі параметрлерді есептеу әдістемесін әзірлеу;
   - оны одан әрі жетілдіру жолдарын белгілеу;
   - жоғары қысымдардың, жылдамдықтардың және электромагниттік өрістердің электролизге әсері әлі де аз зерттелгенін анықтау.
4. Өнеркәсіптік қондырғы іштен жанатын қозғалтқыштарды немесе басқа да энергетикалық және жылу қондырғыларын қуаттандыру үшін сутегі отынын, сондай-ақ әртүрлі салалардағы технологиялық қажеттіліктер үшін оттегін өндіру үшін пайдаланылуы мүмкін; жарылғыш газды алу, мысалы, бірқатар салаларда газ-плазмалық технология үшін және т.б.
5. EHG-нің сөзсіз артықшылығы - сутегін техникалық күрделі ұзақ сақтау және тасымалдау қажеттілігі болмаған кезде автономды пайдалану мүмкіндігі.
6. Төменгі сортты жылу энергиясының қалдықтарын пайдалана отырып судан жеткілікті арзан сутегін алу және кейінгі жағу кезінде экологиялық таза қалдықтарды (қайтадан су) шығару технологиясы орындалмайтын арман болып көрінді, бірақ EVG тәжірибеге енгізілсе, ол шындыққа айналады. .
7. Өнертабысқа 2004 жылғы 20 ақпандағы № 2224051 ПАТЕНТ берілді.
8. Қазіргі уақытта анод пен катодтың, сондай-ақ электролиттің жабыны патенттеліп жатыр, бұл электролиз өнімділігін ондаған есеге арттырады.

Пайдаланылған көздер тізімі

1. Фриш С.Е., Тиморева А.И. Жақсы жалпы физика, 2-том, М.-Л., 1952, 616 б.
2. Краснов К.С., Воробьев Н.К., Годнев И.Н. т.б. Физикалық химия. Электрохимия. Химиялық кинетика және катализ, М., Жоғары мектеп, 2001, 219 б.
3. Шпилрайн Е.Е., Малышенко С.П., Кулешов Г.Г. Сутегі энергиясына кіріспе, 1984.10.
4. Путинцев Н.М. Физикалық қасиеттермұз, тұщы және теңіз суы, докторлық диссертация, Мурманск, 1995 ж.,
5. Канарев Ф.М. Су – энергияның жаңа көзі, Краснодар, 2000, 155 ж.
6. Зацепин Г.Н. Судың қасиеттері мен құрылымы, 1974, 167 с,
7. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Анықтамалық физика, М., Наука, 1971, 939 б.
8. Дәстүрлі емес сутегі өндірісінің экономикасы. Электрохимиялық жүйелер мен сутегін зерттеу орталығы, 2002, инженер, tamh, edutces/ceshr/center.
9. Портативті көп функциялы сутегі анализаторы AVP-2, Alpha BASSENS фирмасы, Мәскеу физика-техникалық институтының биофизика бөлімі, Мәскеу, 2003 ж.