Вход в систему

Консульство Овалон-2

Навигация

  • strict warning: Non-static method Pagination::getInstance() should not be called statically in /var/www/owalo863/data/www/owalon.com/modules/pagination/pagination.module on line 308.
  • strict warning: Only variables should be assigned by reference in /var/www/owalo863/data/www/owalon.com/modules/pagination/pagination.module on line 308.
  • strict warning: Non-static method Pagination::getInstance() should not be called statically in /var/www/owalo863/data/www/owalon.com/modules/pagination/pagination.module on line 403.
  • strict warning: Only variables should be assigned by reference in /var/www/owalo863/data/www/owalon.com/modules/pagination/pagination.module on line 403.
  • strict warning: Non-static method Pagination::getInstance() should not be called statically in /var/www/owalo863/data/www/owalon.com/modules/pagination/pagination.module on line 345.
  • strict warning: Only variables should be assigned by reference in /var/www/owalo863/data/www/owalon.com/modules/pagination/pagination.module on line 345.

Новое дешевое топливо - жидкий водяной порох

strekoza2.jpgВсе началось с супер-торпеды созданной для нужд флота в 1969 году...
***От редакции. Оставлено для ознакомления. По ряду технологических причин НЕ ПЕРСПЕКТИВНО. Рекомендуем Самодельный ядерный реактор.
Речь пойдет не о военной технике, а о самом дешевом топливе для двигателей расширительного типа: А + К + вода + катализатор + стабилизатор (где А и К - инградиенты выпускаемые промышленностью для нужд сельской химии сотнями тысяч тон)! Да! Вещества получаемые в буквальном смысле из воздуха (из азота) и которые затем превращаются в азот и воду после работы в двигателе!
Топливо, а точнее, это энергоноситель, который мог бы уже давно изменить наш мир. .

* Для тех кому интересны технические и научные подробности, - подробности здесь.
К сожалению по требованию специальных государственных служб мы удалили точную рецептуру состава.
И так, все началось с торпеды. Тогда, в далеком прошлом, военные не могли не нарадоваться на свою пероксидную торпеду с реактивным винтом. И было чему радоваться, - всего три детали в движителе, бак с перекисью водорода, подшипник с полой осью-трубкой и реактивный самодвижущийся винт с форсунками-двигателями на конце лопастей. Надежно, просто и эффективно.
Но была у этой игрушки одна неприятная сторона, - концентрированная перекись водорода. Вещество дорогое, очень едкое, агрессивное и еще взрывоопасное при контакте с ржавчиной и окислами многих металлов...
Вот и заказали военные ученым заменить пероксид чем-то дешевым и безопасным.
Так началась эта замечательная история...
Не секрет, что в 21 веке на смену “обычным” двигателям внутреннего сгорания (ДВС) придут альтернативные силовые технологии, подобно тому, как в 20 веке двигатели Н.Отто и Р.Дизеля вытеснили паровые машины 19 века. Ведущие центры и автофирмы уже ведут конкурентную борьбу за “альтернативные” топлива и энергосберегающие циклы. Перспективна адаптация существующих ДВС к более “водородистым” и экологичным топливам: спиртам, метану, водороду. Осваиваются альтернативные циклы силовых установок (электротопливные ячейки, гибридные электро-ДВС, с рекуперацией энергии торможения и пр.). Главные проблемы – пока что высокая стоимость и сложность всего “альтернативного”.
Однако, даже на “альтернативном” топливе схема поршневого или газотурбинного ДВС – как тепловой машины для преобразования химической энергии в механическую работу – на самом деле “неальтернативна”. Всё так же дозы топлива (горючего) должны сгорать в сжатом воздухе (окислителе), а продукты сгорания, расширяясь от полученного в реакции тепла – толкать поршень или вращать турбину.
Адаптация серийного “механического” ДВС к топливу-метанолу или даже к водороду не претендует на “альтернативную силовую установку”. Принципиальные недостатки воздушно-топливного цикла остаются: ограниченное полезное расширение газов вспышки и затраты мощности на предварительное сжатие воздуха-окислителя.
По этим причинам КПД поршневых и турбо-ДВС ограничен до 30-35%, а до 60-70% выделяемой энергии – бесполезно греют окружающую среду с выхлопными газами, через радиатор и узлы трения.
Про “экологичность” и “возобновляемость” нефтяных ресурсов речь здесь не идёт.
Но сформулируем проблему “альтернативности” в абсолютном “альтернативном” пределе: альтернативное топливо - это топливо не для ТЕПЛОВЫХ МАШИН, а для альтернативных циклов, плюс: безопасность, возобновляемость ресурсов, независимость от окружающей среды. В идеале энергоноситель должен вырабатываться прямо из воздуха и всяких отбросов за счет электроэнергии (атомной или гидра - дешевой), а затем, отработав в двигателе, сам собою возвращаться в воздух в виде воды и обычных атмосферных газов. Может ли такое быть?
Новое – хорошо забытое старое. Вот теперь пора вспомнить про торпеду на пероксиде. Для того чтобы понять что искали ей на замену ученые, и почему их поиски увенчались триумфом, разберемся в чем отличие двигателя пероксидной торпеды от тепловой машины.
Пероксидный двигатель это не тепловой мотор, а расширительный. Упуская все технические подробности укажем только, - перекись водорода это плотная жидкость с плотностью примерно в 900 раз плотнее воздуха.
При определенных условиях она претерпевает фазовый переход, т.е. разлагается на кислород и водяной пар. При этом объем увеличивается в 900 раз, - давление соответственно. Т.е. один кубический сантиметр пероксида после разложения стремится занять почти литр объема!
Делаем выводы: пероксид не нужно сжимать (затрачивая на сжатие энергию) он уже сжат до предела являясь жидкостью. Ему не нужен карбюратор и вообще не нужен окислитель, - следовательно двигатель значительно упрощается. Пероксид это пружина готовая распрямиться при контакте с катализатором и совершить механическую работу, а на выходе просто вода и газ.
Понятно, что такой двигатель только с натяжной можно назвать тепловым, поскольку он является расширительным. Имея прототип, советские ученые не только нашли дешевую и безопасную замену пероксиду, но и значительно превзошли его в своем новом энергоносителе.
Созданное ими уникальное вещество так же как и перекись водорода было унитарным не требующим кислорода энергоносителем, способным работать хоть под водой, хоть и в космосе.
Но оно было устойчиво экологически и биологически безвредно и не взрывоопасно. Кроме того, если пероксид с некоторой натяжкой являлся теплотворным топливом ( водяной пар генерируется пероксидом при очень высокой температуре), то новый энергоноситель полностью разлагался на атмосферные газы.

Унитарное топливо вполне работоспособно и не является далеким будущим: на сотню км под водой плывут скоростные торпеды; с высокой скоростью летят “пороховые” снаряды и работают “безатмосферные” турбо-насосы жидкостных ракет; с космической работоотдачей сгорают унитарные топлива в твердотопливных ускорителях.
Однако, для гражданских технологий “оборонные” окислители не годятся из-за высокой стоимости, опасности в обращении или токсичности (перекись водорода, жидкий кислород, двуокись азота, перхлораты и пр. экзотические вещи).
Проблема “гражданского” унитарного энергоносителя решается для водо-уитратных топлив – на основе некоторых **удобрений и катализаторов. Свойства этих веществ по ГОСТ и их растворов изучены в теории промышленных Взрывчатых Веществ очень хорошо. Водонаполненные композиции этих веществ с невзрывчатыми горючими веществами при обычной температуре неспособны к детонации и даже к горению, а при атмосферном давлении – и вовсе пожаробезопасны в сравнении с бензином. Мировое производство этих удобрений около 20 млн.тонн в год. Наиболее технологичные рецептуры этих энергоносителей могут быть произведены чуть-ли не в любом фермерском хозяйстве.
Напомним, что речь идет об нитрате аммония (аммиачной селитре) и втором компоненте - карбамиде (мочевине), стоимость которых менее 50 долларов за тонну.
Массовая доля углерода в стехиометрической композиции АС/карбамид составляет лишь 4%, что примерно в 20 раз ниже “углеродистости” топлива-бензина (86-90%) и метана (75%). Заметим, что для 100%-безуглеродных горючих веществ (аммиак, водород, гидразин и т.п.) в смеси с окислителем-АС “углеродистость” топливных смесей составит 0%, что можно классифицировать как разновидность водородной энергетики унитарных топлив.
Степень расширения рабочего тела-газа из конденсированной фазы энергоносителя может достигать до V2/V1 ~1500 единиц, что на 2 порядка превосходит расширение воздушно-топливных зарядов в обычных ДВС, а термодинамический КПД цикла “чистого” расширения достигает до 87% - при ограничении температуры отработавших газов до Т2 ~1000С (вода – пар). В самом предельном случае нулевого расширения газов – взрыв или вспышка в собственном объёме конденсированной фазы (ρ0 ~1,5 г/см3) – максимальные параметры безводных систем достигают до Т0 ~28000К, Р0 ~5*104 атм.. Энерговыделение (Q,ккал/кг) горячих композиций “сходит на нет” при содержании воды свыше 50-60% (вода – пар).

Расчёты по снижению начальных параметров (Т1, Р1) вспышек топливных доз в зависимости от степени расширения V2/V1 в адиабатном цикле до конечных значений (Т2, Р2) приведены в таблице. Показатель политропы для водонитратных вспышек k=1,294.

Потенциальная энергонасыщенность большинства водонитратных композиций находится в пределах 800-950 ккал/кг, с удельным газообразованием примерно 1000л/кг, что соответствует работоспособности современных бездымных пироксилиновых порохов.
Опуская скучные расчёты с расширением газов в ДВС (доступные не всем ДВС-никам), уд.расход “жидкого пороха” по сравнению с топливом-бензином при степени расширения газов V2/V1 = 50 возрастёт до 4-5 раз по массе (или в 2-2,5 раза - по объёму). Однако “большой топливный бак” – компенсируется дешевизной компонентов “водяного-пороха” и почти десятикратным уменьшением веса двигателя. А возможности форсирования “порохового” цикла – отвечают запросам самой жесткой спортивной гоночной машины или реактивного истребителя.
. Поскольку холодный “водный порох” при любой аварии не может стать “динамитом”, функциональный бак будет “передним бампером безопасности”.
На лабораторной установке обнаружена корреляция между способностью продуктов водонитратного термолиза двигать поршень и расчётной теплотой взрыва (вспышки) - в пересчёте на сухие вещества.

Оказывается, в теории тепловых машин проще пороха быть не может ничего.
Оказывается, век “нефтяного” развития ДВС Отто и Дизеля – ошибка.

Для альтернативного топлива-“пороха” необходимы и альтернативные “безатмосферные” схемы двигателя. Исключив циклы проветривания в схеме 4-тактного ДВС, можно заставить его работать как 2-тактный “гипердизель” с горячей форкамерой мини-реактора, или даже заново построить 1-тактный поршневой цилиндр т.н. “двойного действия”.
Как уже говорилось, для этого энергоносителя лучше всего подходят более простые двигатели. Именно в них на основе этой технологии можно получить максимальный. не достижимый для ДВС КПД.

Очевидно, что для непрерывно-турбинных циклов – дорогие и сложные воздушные компрессоры вряд ли понадобятся, а требования к жаропрочности рабочих зон – снижаются пропорционально “обводнённости” нового энергоносителя..
Жидкий порохimage8446.gif
Мотор-колесо
Двигатель под капотом машины вообще отсутствует.
Привод колёс осуществляется “встроенными” в колёса г пневмо-двигателями, запитанными от центрального мини-реактора – генератора рабочего газа высокого давления. Основная трудность – создание “вписанных” газорасширительных мини-машин с высокой степенью полезного расширения рабочего газа. Зато – без карданов, коленвалов, трансмиссии, дифференциалов и пр. зауми двигателистов. В крайнем случае, “подрессоренные” турбины расширения газов или гидромоторы можно разместить над парой ведущих колёс с полуосями.
Так же неприятно создавать насос высокого давления для впрыска энергоносителя в газовый реактор.

Реактивный винтReakVintNasos.jpg
Собственно с этого и начиналось - с торпеды.
Движитель типа “реактивный винт”, вращающийся реактивным выхлопом из сопел на концах лопастей. Если мини-реакторы “жидкого пороха” разместить там же, мы получим силовой агрегат, совмещающий функции “двигателя”, “движителя” и “топливного насоса”; узлы трения – лишь два опорных подшипника вращающейся оси винта. Центробежно-радиальные силы “втягивают-качают” высокоплотный раствор из бака через каналы оси и лопастей в горячий реактор, откуда сжатые газы выбрасываются через периферийные сопла. Стартовая “раскрутка” винта – от электромотора на оси которого собственно и закреплен винт. После старта мотор становится генератором тока для бортовой сети.
Заключив реактивный винт в кольцевой аэродинамический сегмент, можно повысить безопасность и полезную “направленность” импульса газовоздушных масс.
Толкающий реактивный винт может быть движителем для индивидуальных летательных аппаратов, а цилиндрический сегмент вокруг винта – кольцевым крылом или “хвостовым оперением” летучего аэромобиля.
Здесь уместно вспомнить, что аэросани, аэрокатера и автомобили обладают несравненным преимуществом проходимости и простоты по сравнению со своими полно приводными собратьями. И появление самодвижущегося относительно бесшумного пропеллера может вновь изменить внешний вид наземного и водного транспорта.
Между прочим в 2011 году за рубежом налажен выпуск гражданского реактивного вертолета на перекиси водорода. Этот вертолет так же не имеет двигателя и вполне может быть повторен на нашем энергоносители с более высокими коммерческими показателями...Strekoza_0.jpg
Уже само то количество создаваемых зарубежными фирмами и любителями реактивно-винтовых вертолетов на перекиси водорода, говорит о необходимости коммерчески потеснить их нашим вариантом.
strekiza1.jpg

Однако, самый-самый альтернативный двигатель на самом-самом альтернативном топливе – вообще без движущихся механических частей и узлов трения. Возможно ли в качестве “опоры-поршня” для расширяющихся “из ничего” паров-газов использовать “бесплатное” вещество окружающей среды, например, воду?..

Простейшая схема “немеханического” газо-водомёта – конечно, труба. Принцип прост, вода - высокоплотное рабочее тело - разгоняется в трубе ориентированным выхлопом из реактора. И всё (!). КПД такого газо-водомёта будет зависеть от расширения реакторных газов в трубе с водой, “отбрасывающих” водяные массы с реактивным эффектом, а тяга – от “проточности” трубы. Оптимальны могут быть форсунки-решётки, или “кольцевые” форсунки, частично перекрывающие внутреннее сечение с эффектом “запирания” движущихся масс и регулируемым диффузором набегающего потока. Разгон “плотной” воды по трубе целесообразен в несколько ступеней ускоряющих форсунок-сопел. Для подводных кораблей можно резко снизить сопротивление среды пузырьковой “шубой” из носовых движителей. Энергоёмкость водонитратного топлива на 2 порядка выше аккумуляторных отсеков обычных субмарин.
image8447.gif

На основе таких элементов можно конструировать очень простые машины бытовой механизации - газонокосилки, дрели, шуруповерты - работающие вдали от электросети.

Концепция унитарных топлив в гражданских технологиях

В основе природного равновесия и функционирования биосферы Земли лежат три природных цикла: круговорот углерода, круговорот азота, круговорот воды. До сих пор практическая и хозяйственная деятельность человека основана на добыче и сжигании накопленных в Земной коре углеродсодержащих полезных ископаемых органического происхождения: каменного угля, нефти, горючих газов, а также древесины.
При их сжигании расходуется кислород атмосферы, необратимо истощаются запасы ценнейшего углеводородного и природного сырья, атмосфера загрязняется токсичными углеродистыми продуктами и “парниковым” углекислым газом (СО2). К началу 21-го века уже нарушено природное равновесие геоклиматической машины планеты и всё человечество поставлено на грань глобальной экологической катастрофы.
Основным источником потребления нефти и загрязнения окружающей среды является автомобильный транспорт (~80%). Отметим, что все пацифистские воззвания “за экологию”, отчаянные усилия учёных-глобалистов и духовных лидеров до сих пор малоэффективны.
В то же время существует возможность резкого снижения экологической нагрузки на биосферу с использованием безуглеродных азотсодержащих возобновляемых источников энергии, а также промышленных, “альтернативных” и естественных технологий её преобразования и аккумулирования, “вписанных” в естественные циклы планетарного кругооборота азота и воды.
В качестве “альтернативного топлива” для газорасширительных машин предлагаются водонитратные композиции типа ОКИСЛИТЕЛЬ+ГОРЮЧЕЕ+РАСТВОРИТЕЛЬ, с молекулярной гомогенизацией сорастворимых реагирующих компонентов.
Наиболее технологичны легкоплавкие композиции нитрата аммония с некоторыми горючими-эвтектиками аминной природы.
***От редакции. Оставлено для ознакомления. По ряду технологических причин НЕ ПЕРСПЕКТИВНО. Рекомендуем Самодельный ядерный реактор.

Rambler

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте 0 пользователей и 2 гостя.