Ракетный котел - 2

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

@DmitryMDV, Игорь где то писал - "не учите физику в школе, и ваша жизнь будет наполнена чудесами и магией "
Я учил (правда не очень старался) и с горением воды, не понимал ,- вроде нормальные люди а такую чушь несут. А Вы объяснили механизм, как оно у людей получается.
- Спасибо, а то водожегов все больше и начал думать - мож какой урок прогулял.

 

@Кольчугин, Благодарю, понял. Вода нужна, когда по каким-то причинам в системе не удается сжечь весь углерод топлива. Если удается сжечь (на выхлопе имеем СО2 и не имеем в остатке ни С (сажа), ни СО), то добавление воды не будет иметь смысла - тогда просто нет энергетического ресурса, который мы смогли бы "освоить" благодаря использованию воды.
Но когда не удается сжигать, то потери энергии на испарение воды будут окупаться за счет использования ранее теряемого углерода.

 

Лучше гор могут быть только горы, на которых еще не бывал...
Нет такого слова не получится...
Вот примерная схема как включить пары влажности в работу:

Пример того как бесполезные пары влажности давать очень полезные горючие газы СО и Н2, притом обладающие высокой жаропроизводительностью...
Дополнительно лить ничего не надо, но влагу топлива (дров) использовать вполне возможно...

 

А давайте пить (жечь), что пили (жгли)
..
ваши, коллеги, академические знания не стоят и охапки сухих дров.
да и тема не про теоретические основы горения фантастических топлив.
я бы сказал понятнее. но вы обидитесь и модер вытрет. но вы же поняли?
почему вы такие умные, а сидите тут?

 

Проблема использования всего потенциала углерода, это "Ахиллесова пята" ракеты и всей концепции раздельного горения... Потому один из ресурсов поднятия эффективности конструкции - газификация углерода... Вода (пары влажности) - один из путей...
Вторая причина это более высокий энергетический баланс по сравнению с простым сжиганием углерода: С+О2 = СО2 + 94 ккал/моль (1)
СО+1/2О2 = СО2 + 67,6 ккал/моль; Н2 + 1/2О2 = Н2О + 57,8 ккал/моль (2)
в сумме: 67,6+57,8 = 125,4 ккал/моль (3)
Эндотермия реакции С+Н2О =Н2+СО - 31,4ккал/моль, это энергия необходимая для поддержания необходимых условий для реакции, т. е. температуры... А ее в слое углерода достаточно...
Независимо от того газифицируем мы углерод или нет...
А вообще углерод по формуле (1) горит только в книжках... А по факту углерод сгорает до образования СО с выделением 26.4 ккал/моль (оставляя это тепло в бункере) и отдельно сгорание СО до образования СО2 с выделением 67.6 ккал/моль.
А теперь сравним 125,4 ккал/моль в случае использования водяного газа
и 67,6 ккал/моль в случае горения углерода
125,4 - 67,6-31,4 = 26,4ккал/моль - реальная выгода газификации углерода парами влажности...

 

Нуууу... Оно бы было всё так красиво в цифрах, если бы! Энергию для разложения воды на водород и кислород мы брали бы "леваком" где-то в другом месте (типа на улице). А так как получаем мы её за счёт сжигания нашего же топлива, то её (эту энергию) нужно не забыть вычесть из второй суммы. А тогда оно получится один к одному тютелька в тютельку. И никаких прибавок!
А те 26,4 ккал которые получаются в бункере они ж никуда не деваются (бункер то не соседский дом греет), а частично ещё и в горелку переносятся вместе с тем же СО

 

Руслан, Вы, впрочем как всегда, шедеврально четко и кратко выражаете суть процессов, причём нормальным языком, а не так как умных и правильных книгах пачками дифур или тензоров! Удивляюсь Вам, я бы три страницы искалякал буквами и цифрами!

 

Спросили б сразу "А чо ж вы строем не ходите, раз такие умные"
П. С. А охапка сухих дров стоит точно дороже чем мокрых

 

да еще поджаристых

 

Вы правы... Те 26,4ккал что в бункере остаются и не могут достичь теплообменника тоже необходимо учесть в балансе:
125,4ккал/моль(водяной газ) - 67,6ккал/моль (тепло от горения углерода, попадающее в теплообменник) - (31,4-26,4=5ккал/моль)(итоговая эндотемия от химии) = 52,8ккал/моль
Это реальная энергетическая выгода от газификации углерода парами воды...
Разницу постарайтесь уловить между горением воды и газификацией...

Рекомендую... @Сергей247 недавно выкладывал ссылочку на данную книгу...

 

Вообще то, я имел ввиду совершенно обратное - те 26,4ккал/моль которые Вы вычитаете из-за горения СО в бункере, а не в топке, вычитать не стоит - бункер то тоже у нас стоит. Тогда и получится разница нулевая между процессами. Об этом, кстати, прямо говорит второй закон термохимии - тепловой эффект реакции зависит только от начальных и конечных веществ и никак не зависит от промежуточных превращений и их количества (если на входе С, О, Н, Н2О и куча балласта, а на выходе только СО2, Н2О и куча балласта, то энергетический РЕЗУЛЬТАТ МОЖЕТ БЫТЬ ТОЛЬКО ОДИН! - мы ж не на рынке, и 2+2 не зависит от того, покупаем мы или продаем)
А если вычитать тепло, образующееся в бункере, тогда уж надо вычитать и тепло, образующееся в топке (топка это ж не теплообменник, полезного эффекта не даёт), и оставлять только тепло, выделяющееся НЕПОСРЕДСТВЕННО на теплообменнике (ведь по Вашим рассуждения энергия из всех остальных мест куда то теряется).
Вот тогда тепловой эффект будет близок к нулю - на теплообменнике вообще мало что горит

 

Вы не поняли... Считаем применительно к ракете, вернее к теплообменнику ракеты... СО - газ, он сгорит в райзере и отдаст тепловую энергию теплообменнику, а 26,4 ккал, те которые не попадают в теплообменник, чисто по термохимическим причинам (ввиду обратимости реакции С+СО2 = 2СО,при t=1000*С реакция полностью идет в сторону образования СО), используются для поддержания температуры слоя для компенсации эндотермии... Никто их не убирает, раз они могут работать, компенсируя эндотермию...
Таким образом показал на сколько энергетически более выгодна газификация углерода, а не традиционное горение углерода (древесного угля)...
В отношении закона Гесса, не переживайте... Сегодня я его торгать не буду...
По Гессу:
С+О2 = СО2 + 94000 кал/моль
Н2+1/2О2 = Н2О + 57800 кал/моль
СО+1/2О2 = СО2 + 67600 кал/моль
С+Н2О = Н2+СО - 31400 кал/моль
94000+31400 =57800+67600 это по Гессу (в теории)
А в жизни Углерод горит по другому... В виду высокой реакционной способности углерода (чем выше температура, тем выше реакционная способность углерода), поэтому молекула О2, проникнув в слой углерода и превратившись в молекулу СО2, на выходе реагирует с углеродом и выходит из слоя углерода в виде двух молекул монооксида углерода... И при температуре в слое углей в 1000*С все окисление углерода идет именно таким путем... А реакция С+СО2 = 2СО - Q... эндотермическая...
Вот и выходит, что не получаем мы того количества теплоты, что в теории...
А еще есть проблема с невозможностью использования в ракете лучевого тепла на нагрев теплоносителя...

 

За Гесса я понял, он, мягко говоря, просто некомпетентен
А вот за лучистую энергию обидно - если мы её в ракете не используем для нагрева теплоносителя, то она, гадина, по узкому дымоходу улетает прямо в космос? А почему ж ДГ на выхлопе всего 60*С?

 

многовато 25-30* у меня с трубы

 

Лучит уголёк. При высокотемпературном пиролизе его не так много. В топливнике излучение на пиролиз идёт и не теряется, за пределы топливника уже газы уходят. А они греют несколько по другому...