Можно ли из пара получить воду

II. ПОЛУЧЕНИЕ ВОДЯНОГО ПАРА

ВОДЯНОЙ ПАР

1. НАСЫЩЕННЫЙ И ПЕРЕГРЕТЫЙ ПАР

Одяной пар можно получить в* открытом и в закрытом сосуде. В каждом случае температура и давление пара будут разные.

При нагревании воды в открытых сосудах нижние, бо­лее теплые слои ее поднимаются вверх, перемешиваясь с холодными верхними слоями, опускающимися вниз. С увеличением нагревания эти токи перемешивания будут усиливаться за счет пузырьков пара, образующихся на обогреваемом дне сосуда и энергично всплывающих вверх. Когда температура воды достигнет 100° С, то вода заки­пит и с этого момента температура ее будет оставаться неизменной до тех пор, пока она вся обратится в пар. Тепло, сообщаемое при этом воде, будет расходоваться только на испарение, т. е. на преодоление сцепления мо­лекул воды между собой.

Иная картина будет, если нагревать и испарять воду в закрытом сосуде. Молекулы образующегося пара, число которых будет все время увеличиваться, не находя сво­бодного выхода, начинают чаще сталкиваться друг с дру­гом и со стенками сосуда. При этих столкновениях их скорость уменьшается, и кинетическая энергия превра­щается в потенциальную — возникает давление, темпера­тура кипящей воды и пара повышается. Чем выше дав­ление пара, тем выше температура его образования.

За единицу измерения давления принято давление ат­мосферного воздуха, равное (округленно) давлению 1 ки­лограмма на 1 квадратный сантиметр; это давление называется технической атмосферой или просто атмосфе­рой. Следует различать избыточное давление, показывае­мое измерительными приборами, и абсолютное давление. Последнее получается, если к измеренному избыточному прибавим давление окружающего воздуха, т. е. еще одну атмосферу. Давление ниже атмосферного называется разрежением или вакуумом. В вакууме водяной пар об­разуется при температуре ниже 100° С, например, при абсолютном давлении 0,03 атмосферы вода будет кипеть при температуре всего лишь 23,8° С.

При испарении воды более быстро двигающиеся мо­лекулы преодолевают силы взаимного притяжения и вы­рываются из жидкости. Некоторые молекулы, вылетев из жидкости и испытав ряд столкновений с другими молеку­лами, возвращаются в жидкость. Пока число молекул, вылетающих из жидкости, больше числа возвращающихся в нее, жидкость испаряется. Чем больше скопляется мо­лекул над поверхностью жидкости, тем больше их воз­вращается в жидкость. Наконец, наступает момент, когда число вылетающих молекул будет равно числу возвра­щающихся; дальнейшее испарение жидкости прекра­щается; в этом случае говорят, что пространство над жидкостью насыщено молекулами пара, а пар, находя­щийся над жидкостью, называют насыщенным. Температура насыщенного пара равна температуре жидкости. Давление насыщенного пара — наибольшее давление, которое может иметь пар при данной тем­пературе.

Можно ли это давление изменить при той же темпе­ратуре? Нет, нельзя. Если при этой температуре увели­чить объем, то давление временно уменьшится и жидкость будет вновь испаряться до тех пор, пока давление станет прежним. Если же уменьшить объем, т. е. сжимать пар, то часть его обратится в жидкость и давление останется неизменным. В этом свойстве насыщенного пара (по­стоянство давления при данной температуре) и заклю­чается его отличие от газов, давление которых увеличи­вается при сжатии и уменьшается при расширении. Давление насыщенного пара можно изменить при том условии, если он не находится в соприкосновении с жид­костью. В этом случае он может быть насыщенным только до определенного объема. Как только этот объем изме­нится, пар перестанет быть насыщенным и давление его изменяется так же, как и у газов.

Чтобы воду превратить в пар, надо затратить какое — то количество теплоты. Какое? Это зависит от давления.

Количество теплоты, необходимое для превращения 1 килограмма воды с температурой 0° С в пар, назы­вается теплосодержанием. Теплосодержание на­сыщенного пара складывается из теплоты жидко­сти (то есть того количества теплоты, которое необхо­

димо для подогрева воды от 0° С до температуры кипения, соответствующей данному давлению) некрытой теп­лоты парообразования (или теплоты испаре­ния). Теплота жидкости по мере повышения давления возрастает сначала довольно быстро, но потом, начиная с 30-35 атмосфер, несколько медленнее (рис. 1).

Теплосодержание пара 669,6 665,4

638.8

498

Ж

Lam 30am 60am 100am 150am EOOam 225,65am

: Теплота жидкости в мал ; V;-: Теплота испарения в тал

Рис. 1. Зависимость теплоты жидкости, теплоты испа­рения и теплосодержания насыщенного пара от давления.

Теплота испарения при увеличении давления уменьшается в силу того, что нагретая жидкость несколько расши­ряется и связь между ее молекулами ослабевает; кроме того, молекулы движутся в ней быстрее и большее число их приобретает скорость, достаточную для того, чтобы покинуть жидкость. За единицу измерения тепла в тех­нике принята килокалория — количество теплоты, кото­рое необходимо для того, чтобы нагреть 1 килограмм воды на 1° С.

В результате полное теплосодержание 1 килограмма насыщенного пара, равное при атмосферном давлении 638,8 килокалории, при повышении давления сначала возрастает, при давлении 30-35 атмосфер достигает наибольшего значения 669,6 килокалории, затем начи­

нает уменьшаться и при абсолютном давлении 225,65 ат­мосферы и температуре 374,15° С доходит до 498 килока­лорий. Теплота испарения при этом равна нулю.

Таким образом, для получения пара очень высокого давления требуется меньше тепла, а следовательно, и меньше топлива, чем при низком давлении. Значит, пар высокого давления экономичнее пара низкого дав­ления.

Давление 225,65 атмосферы, соответствующее темпе­ратуре насыщенного водяного пара 374,15° С, и состояние пара при этом давлении и температуре называются кри­тическими. Критическое состояние замечательно тем, что вес одного кубического метра пара, увеличивающийся при возрастании давления, и вес кубического метра воды, наоборот, уменьшающийся, становятся в этом случае оди­наковыми и равными 323 килограммам, т. е. мы име­ем дело не с водой и находящимся над ней паром, а с однородным телом, имеющим однообразные физи­ческие свойства.

Насыщенный пар при охлаждении, например при соприкосновении с холодными стенками, частично обра­щается в воду, т. е. конденсируется. Тепловая энергия сконденсировавшегося пара большею частью теряется бесполезно. Поэтому для уменьшения конденсации пара паропроводы, по которым он подводится к месту потреб­ления, машины и аппараты, в которых он используется, изолируют, покрывают материалами, плохо проводя­щими тепло.

Есть еще одно интересное свойство водяного пара. Если насыщенный пар пропустить через трубки, обогре­ваемые горячими газами (пароперегреватель), не изме­няя при этом давления, то температура пара повышается и она уже не зависит от давления. Такой пар называется перегретым; его теплосодержание, а следовательно, и работоспособность будут выше, чем у насыщенного пара.

Перегретый пар имеет то преимущество перед насы­щенным, что при соприкосновении с холодными стенками трубопроводов и внутренними частями машин он лишь несколько остывает, но не конденсируется. Поэтому его теплота используется в большей степени.

При превращении тепловой энергии пара в механиче­скую (например, в паровозе, паротурбине) теплосодержа­ние пара и его температура понижаются. Найдено, что, чем больше разность между начальной и конечной тем­пературами пара (т. е. чем больше перепад темпера­тур), тем более полно тепловая энергия превращается в механическую.

На заре использования водяного пара применяли очень низкие давления — 2-3 атмосферы и даже ниже, т. е. работали с очень низким перепадом температур и поэтому неэкономично. С течением времени давление пара повысили, а затем ввели его перегрев. Особенно быстрое развитие машин больших давлений и температур пере­грева пара наблюдалось в последние десятилетия. До 1915 г. давление пара редко превышало 15 атмосфер, а температура перегрева 350° С. В настоящее же время давление до 30 атмосфер считается низким. Теперь ра­бочее давление пара доходит до критического и даже превышает его, а перегрев пара — до 550° С и выше.

Введение «, , * , , «, ………………………………………………… I. Физика водяного пара 6 8 9 32 41 43 45 58 62 1с Строение вещества Григорий Степанович Бобровский. Водяной пар. Редактор …

‘К/’аковы же перспективы использования водяного пара? » В связи с развитием промышленности и повышением уровня жизни предстоит огромное развитие пароэнерге — тики. Несмотря на строительство невиданных по разме­рам гидроэлектростанций (Куйбышевская, …

В паровых машинах пар действует на поршень, сооб­щая ему возвратно-поступательное движение, которое за­тем посредством шатунно-кривошипного механизма пре­образуется во вращательное движение вала. Работа паровых турбин основана на другом прин­ципе, как показано …

Источник

Академик Дудышев

ИСКРОВОЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВЗРЫВ ВОДЯНОГО ПАРА

https://new-energy21.ru/besplatnaya-elektroenergiya/metodyi-preobrazovaniya-energii-zhidkosti-posredstvom-elektrogidravlicheskogo-udara-i-kavitatsii-zhidkosti.html

Воду автомобилисты давно использовали в качестве добавки к топливу и добавляли ее ранее капельным способом в состав топливной смеси в впускном тракте ДВС. При этом можно было на бензине марки А-76 вместо А-92 ездить не теряя мощности ДВС потому что добавление водяного пара к парам бензина в камерах сгорания повышало октановое число бензина, поэтому и при работе в этом совмещенном режиме на А-76-м можно было сильно «вперед» поставить угол опережения без детонации ДВС. А можно ли вообще полностью перевести топливное питание ДВС на один водяной пар вместо дорогого и токсичного бензина? Вполне — только не сразу а постепенно… В этом нам поможет новая технология и явление электрогидродинамического удара в паре.

Исходную идею полезного применения электрогидравлического удара в любой жидкости, например — воде, для преобразования выделяемой в этом эффекте внутренней энергии жидкости(воды ) в иные виды энергии вполне можно развить и еще более эффективно применить и для ее фазовых состояний, например для необычной импульсной ЭГД-диссоциации водяного пара в Н2-топливнй газ. Ниже об этом — точнее о способах использования этого ЭГД-эффекта для эффективного преобразования пара жидкостей, например воды в новое газообразное водородосодержащее парогазовое топливо и его последующее сжигания путем электрогидравлического взрыва водяного пара.

Перспективность реализации эффекта диссоциации пара жидкости данного ЭГД- эффекта в водяном паре для превращения его в Н2 — газ — несомненна. Причем таким образом можно получить не только давление на поршень водяного мотора, но одновременно и электроэнергию из воды.

Таким образом мы предлагаем использовать в качестве топлива пар жидкости, например, в моторах нового поколения. Тепло, электроэнергия и полезное избыточное давление от электротеплового взрыва водяного пара(тумана) — реальная фантастика!

Известно, что мельчайшая взвесь в воздухе пылинок или например частичек хлопка определенной концентрации на единицу объема при наличии искры — склонна к взрыву.

Причина состоит в возникновении и быстром развитии скоростных цепных реакций ионизации и быстром горении этой среды. Достаточно только небольшой электрической искры для этого взрыва. Этот эффект взрыва мелкодисперсных аэрозолей уже используют, но пока не совсем в полезных целях. Вполне можно полезно запрячь этот физический эффект в полезную работу, например, в бестопливных моторах нового поколения.

Технология превращения пара в Н2-топливо и его сжигание -достаточно просты. Суть метода вкратце. Предлагаемый мною новый принцип превращения водяного пара в Н2-газообразное топливо состоит в электродуговой диссоциации пара на Н2 и О2 с использованием ЭГД-эффекта. В результате появляется возможность получения тепловой, механической энергии и электроэнергии от аномальной энергии электродугового взрыва водяного пара. Этот эффект может быть реализован, например, в необычном электровзрывном паровом(паротопливном) мотор-генераторе, работающем на воде.

Не верите? Тогда внимательнее ознакомьтесь с предлагаемой новейшей технологией. Предлагаемый метод горения пара состоит в его электроразрядной диссоциации и выделении из него локального объема дешевого Н2 содержащего газообразного топлива из обычного пара с его последующим одновременным сжиганием состоит в следующем.

Предлагаю превратить тепловые потери классического бензинового мотора в полезную работу, а именно испарить воду а потом этот пар сжечь!

Излагаю подробнее. Выполняем последовательно следующие несложные операции:

1) вначале получаем путем нагрева и испарения на выпускном коллекторе ДВС водяной(или водо-топливный) пар высокого давления, который получим из воды от вторичного тепла ДВС в виде «самогонного» аппарата на выпускном коллекторе ДВС;

2) далее подаем этот перегретый водяной пар дозированными порциями в специальную электроразрядную взрывную камеру, например, в камеру сгорания обычного ДВС;

3) пропускаем через этот пар высоковольтный электрический разряд, например от штатной но усиленной системы электрического зажигания, причем с регулируемой длительной и мощностью искры;

4) в зоне этого электрического разряда в определенной порции пара получаем начальную запальную порцию Н2 в процессе этого разряда, поскольку в нем часть молекул пара диссоциирует на молекулы Н2 и О2 и частично на атомарные составляющие Н2 и О2;

5) этот водород практически мгновенно и синхронно с пропусканием электрической искры(дуги) взрывается в зоне электрической искры и еще более повышает температуру в этой стартовой хоне горения пара;

6) в результате начинается интенсивное горение всего локального объема этой порции пара, потому что выделяемый и горящий Н2 еще более ускоряет процесс;

7) в результате лавинного нарастания процесса превращения пара в горючий газ весь объем пара переходит в Н2 и О2 и инициирует начало мягкого(жесткого) взрыва водяного пара в зависимости от параметров электрической дуги и параметров пара электроразрядной камеры;

8) в результате развивается ударная волна давления, которая через специальные демпферы передается на рабочий орган, например, через редуктор давления — специальный упругий поршень;

9) сгораемый пар подается через выходной коллектор вновь в электроразрядные камеры, вновь воспламеняется электрическим разрядом, водяной пар взрывается — поршни двигаются — автомобиль едет и таким образом этот процесс циклически повторяется — вода вновь превращается в пар — он взрывается и мотор работает, а потом все сначала потому что пар снова конденсируется и вновь такой электро-разрядный паро-водяной мотор вообще не имеет выхлопа и в выходном тракте.

Пар — это первоклассное топливо для наших любимых автомобилей. Впрочем и на одном воздухе можно ездить и не обязательно на сжатом — а просто умело сжигая его в камерах сгорания.

Ну а топливо…. конечно нужно… но только для начального запуска и прогрева ДВС

Источник