В компрессионных тепловых насосах этот показатель немногим больше единицы. Поэтому водородный генератор позволяет использовать вторичное тепло не только на нужды отопления, что имеет место в известных способах, но и в промышленных процессах получения механической и электрической энергии. Применительно к двигателям внутреннего сгорания это устройство позволяет сконцентрированную тепловую энергию на 80-85 % преобразовать в полезную механическую работу, т.е. более чем в два раза уменьшить удельный расход углеводородного топлива.

Ниже приведена таблица 1, в которой отражены результаты расчета параметров экстремальных режимов процесса работы предлагаемого устройства при nр >> nкр (ЭВГ в двух вариантах) и nр @ nкр (ВГ), отнесенные к одному литру раствора.

Таблица 1. Варианты расчета параметров экстремальных режимов рабочего процесса генератора водорода.

Наименование показателя Обозначение Номер формулы Режим работы Примечание
ЭВГ ВГ
1 2 3 4 5 6
1.Частота вращения емкости, рад/с w 13 2646,6 174,9285 --
2.Число оборотов ротора, мин-1 n -- 25 286 1671,29 --
3.Средняя окружная скорость столба раствора, м/с uср 14 489,6 32,36 --
4.Тангенциальная скорость столба раствора, м/c uп 15 793,97 52,478 --
5.Кинетическая энергия тяжелого иона, 10-20 Дж Wц 17 7,64 0,0334 --
6.Суммарная энергия тяжелых ионов, 10-12 Дж Wa 18 6,44 0,038 --
7.ЭДС тяжелого иона, В y 19 0,4775 0,002087 --
8.Потенциал анода, В ya 20 4,025·107 2,375·105 --
9.Кинетическая энергия жидкостного диска, кДж Wэ 21 89,234 0,39 --
10.Полезная энергия гравитационного поля, кДж Wэр 22 78,231 0,3417 --
11.Установленная мощность, кВт Wу 23 97,788 0,427 --
12.Давление раствора, МПа Рmax 25 532,17 2,32 --
13.Поверхностная плотность ионов, ион/см2 р 31 2,91·1014 7,72·1013 --
14.Условная продолжительность разряда, с t
t 36
36 1,08·10-7
2,161·10-8 7,355·10-8 Варианты:
R = 1 кОм
R = 200 Ом
R = 0,75 Ом
15.Количество разряжающихся зарядов на аноде, ион·см2·с-1 q
q 38
38 2,69·1021
1,34·1022 1,049·1021 --
16.Плотность максимального анодного тока, А/см Iа
Iа 39
39 431
2154,558 167,93 --
17.Сила максимального анодного тока, А Iа
Iа 40
40 30 368,26
151 813,1 11 832,34 --
18.Разность потенциалов анода и катода, В U
U 43
43 2,576
0,5153 0,02888 --
19. Мощность на внешней нагрузке от ЭДС, кВт NB
NB 45
45 14,5
72,49 0,024694 --
20.Работа осаждения тяжелых ионов, кДж Аос
Аос 47
47 14,487
72,6 0,02468 --
21.Массовая производительность по водороду, кг/с Мн
Мн 49
49 3,173·10-4
1,5864·10-3 1,2364·10-4 --
22.Объемная производительность по водороду, л/с VS
VS 50
50 3,526
17,627 1,373 0,1574 моля
0,7869 моля
0,0613 моля
23.Коэффициент массовой холодопроизводительности cн
cн 53
53 0,263
1,31 88 --
24.Суммарная энергия процесса с учетом КПД, кДж W
W 29
29 142,735
322,5 17,941 --

Анализ расчетных данных, приведенных в таблице 1, показывает, что при нижнем критическом значении частоты вращения ротора минимальное напряжение на электродах генератора является чрезвычайно малой величиной, которую на практике будет трудно обеспечить простейшими конструктивными мерами, так как потребуется проводник, замыкающий электроды, большого сечения (высокой проводимости) или, например, изготовленный из меди (биметалла). С другой стороны, что является куда более серьезной проблемой, может оказаться, что при небольшом снижении частоты вращения созданного на катоде электрического потенциала будет уже недостаточно для полной деформации гидратных связей катионов с молекулами воды, что приведет к неработоспособности генератора, поэтому этот режим и граничит с нижним пределом осуществимости предлагаемого способа. Вместе с тем коэффициент холодопроизводительности генератора, максимально оцениваемый в 88 единиц, служит достаточным стимулом для детальной проработки всех этих технических вопросов. В случае работы устройства в режиме ЭВГ при R = 200 Ом плотность анодного тока выходит за рамки технической возможности материала электродов, а при R = 1 кОм генератор вполне работоспособен. С ростом частоты вращения КПД генератора заметно увеличивается.