Следует отметить, что температура раствора играет существенную роль в рассматриваемом процессе. С ее повышением минимизируется частота вращения ротора. Оптимальный диапазон рабочих температур от близкой к замерзанию раствора до 85°С.

2.7. При нормальной температуре раствора Т =18°С (условно принимаем a = 0), пренебрегая массой иона водорода из-за ее незначительной величины, определим частоту вращения емкости ротора генератора, работающего в среднем режиме
wі{[q2(1 - aT)][16 p eeо Dm rhK(r - 0,5h)(rв + rи)2]-1}1/2 = {[1,6·10-19]2·[16·3,14·80·8,85·10-12·(21,26·10-26 + 2,99·10-26)·10·
(6·6,02·1023)1/3·0,23·0,85(0,3 - 0,5·0,23)(1,38·10-10 + 2,93·10-10)2]-1}1/2 = 537,33 рад/с (13).

Справка. Температурный коэффициент a, учитывающий совокупные энергетические последствия изменения длины гидратных связей, подвижности ионов и молекул воды, для каждого раствора электролита индивидуален и в диапазоне от температуры плавления до температуры кипения в среднем не линейно изменяется от 0,0006 до 0,0018 град-1.

Для сравнения отметим, что режим насыщения в данных условиях достигается при n » 18 500 мин-1, а при подогреве раствора до 85°С и разряде ионов H2O·BrO4- начало процесса разложения воды наступает уже при n » 1 671 мин-1 (подробнее см. табл.1).

Принимаем рабочую частоту вращения ротора генератора n = 5500 мин-1 (n1 = 91,666 с-1, w = 575,666 рад/с).

Окружная (тангенциальная) средняя и периферийная скорость тяжелых ионов (в данном конкретном случае анионов) составит
uср = 2 Prср·n1 = 2·3,14·0,185·91,666 = 106,5 м·с-1 (14),
uп = 2Пr·n1 = 2·3,14·0,3·91,666 = 172,7 м·с-1 (15).

Определяем максимальную центробежную силу, действующую на периферийный ион в гравитационном поле,
Fц max = Dm rhK uср2rср-1 = (21,26·10-26 + 2,99·10-26)·10(6·6,02·1023)1/3·0,23·0,85·106,52·0,185-1 = 4,447·10-12 Н (16).

Собственная энергия этого иона
Wц = 0,5 Dm uп2 = 0,5(21,26·10-26 + 2,99·10-26)·172,72 = 3,61·10-21 Дж (17), (2,173 кДж/г-ион ).

Суммарная энергия столба ионов без учета его деформативности, воздействующая на периферийный ион, а, следовательно, на электроны проводимости, сосредоточенные на поверхности катода,
W a = 0,5 DmrhK uср2 = 0,5(21,26·10-26 + 2,99·10-26)·10(6·6,02·1023)1/3·0,23·0,85·106,52 = 4,113·10-13 Дж (18),
много больше работы выхода электрона и тем более больше линейной и объемной энергии гидратации.

Собственная электродвижущая сила периферийного аниона в гравитационном поле
y = ( Dm w2r2)·(2e)-1 = Wцe-1 = 3,61·10-21·(1,6·10-19)-1 = 2,256·10-2 В (19) (сравните с данными [5] на странице 157).

Интегральная внешняя движущая сила столба анионов (точнее начальный электропотенциал анода)
ya = Wae-1 = 4,113·10-13·(1,6·10-19)-1 = 2,57·106 В (20).

Суммарная (объемная) накопленная гравитационная энергия жидкостного диска с тяжелыми ионами электролита без учета смещения центра тяжести его осевого сечения
Wэ = 0,5 DmNCK uср2 = 0,5(21,26·10-26 + 2,99·10-26)·6,02·1023·6·0,85·106,52 = 4,222 кДж (21).

Полезная накопленная энергия осажденных тяжелых ионов жидкостного диска с учетом рекуперации энергии гидратных молекул
Wэр = 0,5( Dm - mв)NCK uср2 = 0,5·21,26·10-26·6,02·1023·6·0,85·106,52 = 3,7 кДж (22).

Установленная мощность механического привода генератора, необходимая для создания, поддерживания постоянства энергетического потенциала гравитационного поля и компенсации энергозатрат на преодоление инерционности собственной массы ротора генератора
Wу = Wэр· h-1 = 3,7·0,8-1 = 4,65 кВт (23),
где h - общий гидромеханический КПД генератора водорода, являющийся произведением КПД механической трансмиссии ( hм), гидравлической системы ( hг) и циркуляции тяжелых ионов электролита ( hц).
h = hм· hг· hц = 0,95·0,88·0,957 = 0,8.

Начальная плотность раствора 1,75 г/см3 и при вращении несколько увеличивается вдоль радиуса емкости. Ширина диска раствора при объеме 1 л составит
Sд = 1000{ p[r2 - (r - h)2]}-1 = 1000{3,14[302 - (30 - 23)2]}-1 = 0,374 см (24),
вес Gд = 1,75 кг,
площадь анода
Sа = 2 prSд = 2·3,14·30·0,374 = 70,46 см2 (25).

Центробежное давление жидкости на внутреннюю поверхность ротора (анода)
Рmax = g·uср·2h(g·rср)-1 = 0,00175·23·106502·980-1·18,5-1 = 251,8 кг/см2 (25,18MПа) (26),
где g - ускорение свободного падения, см/с2.