Нет, не понял.
Как вариант - подача металлической компоненты термитной смеси
в виде пыли прямо на разогретый электрической дугой оксид железа,
причём подача в виде потока, через форсунку - как из дезодоранта,
в струе аргона под давлением или другого инертного газа.
Причём так, чтобы расплавленное железо уходило вниз горячей термитной смеси,
затем накрывалось слоем расплавленного образовавшегося оксида другого компонента (посмотри по плотностям),
а оксид железа - наверх чтоб на самый верх всплывал в распавленном виде,
и продолжал нагреваться реагируя с потоком прущего на него напыления.
При этом температура постоянная
и может регулироваться в некоторых пределах - интенсивностью потока напыления,
а аргон - выкачиваться и снова подваваться в распылитель.
В общем это не термитная смесь, а скорее компоненты её, превращающиеся в саму термитную смесь под управлением.
Дуговой разряд может поддерживать постоянную температуру оксида железа вблизи напыления,
давая возможность раздуть реакцию даже если всё остыло.
Как-то так.
Давай рассмотрю вот эту термитную смесь.
Наиболее распространён железоалюминиевый термит: Fe2O3 = 75 %; Al = 25 %
(содержащий прокалённую окалину или богатую железную руду),
используемый для сварки рельсов и при отливке крупных деталей.
Температура воспламенения такого термита около 1300 °C (запальной смеси 800 °C, можно и электрической дугой нагреть);
образующиеся железо и шлак нагреваются до 2400 °C.
Ок. Реакция горения: 2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe
Компоненты и продукты:
Алюминий - Al, Температура плавления 660 °C, плотность 2,6989 г/см3, Температура кипения 2518,82 °C.
Оксид железа(III) - Fe2O3, Температура плавления 1566 °C, Плотность 5,242 г/см3, но температура кипения 1987 °C.
Оксид алюминия - Al2O3, Температура плавления : 2044 °C, температура кипения: 2980 °C, плотность 3,99 г/см3.
Железо - Fe, плотность 7,874 г/см3, Температура плавления: 1538,85 °C, температура кипения: 2861 °C.
Очевидно, что при 1300°C алюминий будет жидким, а оксид железа - твёрдым,
и оксид железа из-за более высокой плотности - уйдёт на дно расплава в виде осадка.
Железо при этой температуре твёрдое, как и оксид алюминия, но железо идёт вниз, оно более плотное,
а твёрдый оксид алюминия - плавает где-то выше железа, но внизу расплавленного алюминия.
Тут можно форсунку внизу запхнуть, но идея не очень.
Алюминий на поверхность будет вплывать и незначительно реагировать с твёрдым оксидом железа,
прорываемым струёй аргона, хотя температура воспламенения (800°C) уже должна давать стабильную реакцию.
Дальше, при 1566 °C оксид железа плавится на дне,
а оксид алюминия - нет, он там как порошок кристаллический наверху расплава где-то висит.
Железо - жидкое при этой температуре, и оно внизу - у него самая большая плотность. Алюминий тоже жидкий и он на верху расплава.
Здесь форсунка снизу уже давала бы частицы алюминия прямо в расплав оксида железа на дне,
но появляется твёрдая корка из оксида алюминия.
При 1987 °C оксид железа начинает кипеть на дне расплава алюминия, в то время как сам алюминий жидкий.
Пары оксида железа реагируют с алюминием, выдавая на выходе оксид алюминия. Идёт реакция.
Оксид алюминия всё ещё твёрдый и он наверху.
Вот здесь, пары кипящего оксида железа могут реагировать с распыляющимся сверху из форсунки алюминием,
потому что испаряющийся оксид железа - в виде паров выходит на поверхность расплава в виде жидкого алюминия.
Если не брать во внимание вот эти всякие корки, которые могут застывать при снижении температуры,
то распылять алюминий могла бы какая-нибудь вольфрамовая форсунка.
У вольфрама температура плавления 3422 °C, и температура кипения 5555 °C, а до таких температур железоалюминиевый термит даже не наргевается.
Это значит, что при забивании форсунки различными веществами, и нагревании её электрической дугой до температуры 2100°C
все компоненты железоалюминиевого термита расплавились бы, и стекли с этой вольфрамовой форсунки в виде жидкости,
а при температуре 3000°C (которая тоже может быть достигнута при дуговом разряде) - эти вещества просто испарились бы,
оставляя материал самой форсунки - вольфрам, твёрдым после этого всего.
Ну а если довести до 2600°C всё это дело, то можно было бы работать с парами реагентов,
то есть из форсунки вверху могли бы выходить уже сами пары расплавленного алюминия
под давлением инертного газа, и смешиваясь с парами оксида железа, они давали бы тепло и реакцию,
при этом образующийся оксид алюминия конденсировался бы в жидкость, и стекал бы вниз - в виде капель,
ведь у него температура кипения 2980 °C, и это меньше 2600 °C,
ну и второй продукт реакции, железо, оно - тоже конденсировалось бы в жидкость, причём более плотную,
чем расплавленный оксид алюминия. На верху - пары реагируют, внизу - жидкие продукты.
А форсунке вольфрамовой - похуй при этом, у вольфрама температура плавления выше 3000 цельсия.
Ну а дальше уже регуляцией потока реагентов и контролируемая термитная реакция.
А что нагревания дуговым разрядом можно вместе с вольфрамовой форсункой - использовать тоже вольфрамовую свечу зажигания,
но также - вот здесь мы рассматривали и плазмотрон:
Там, внутри плазмотрона - тоже вольфрамовая игла, и корпус у него может быть тоже вольфрамовый.
Если в качестве плазмообразующего газа подавать пары алюминия (кстати не обязательно с инертным газом типа аргона),
то на выходе из плазмотрона - плазма из ионов алюминия, наргетая электрической дугой до температуры 3000 — 5000 °С.
Такая температура уже достаточна для того, чтобы расплавить и испарить оксид железа до состояния пара, а дальше уже - реакция и конденсация продуктов её.
Инертный газ можно использовать и в качестве охладителя, но я не думаю что это имело бы смысл в случае с парами алюминия,
ведь если вольфрамовый анод не будет нагреваться до температуры плавления вольфрама,
то и охлаждение не так важно, и разогрев плазмотрона был бы даже полезен, потому что сконденсированные пары алюминия
по-идее, должны будут дальше плавится, расширяться, и выходить оттуда - не забивая сам плазмотрон жидким и твёрдым.
Т. е. как-бы продуваясь парами алюминия.
При отключении, и остывании пазмотрона, вместо паров алюминия как плазмообразующего газа - можно было бы подать инертный газ, чтоб продуло.
При использовании плазмотрона не нужна распыляющая форсунка, и свеча зажигания,
ведь её я предложил использовать вместе с аргоном в случае распыления жидких капель расплавленного алюминия.
Но было бы всё-же прикольнее если бы в твоём термитном движке - всё-же были свечи зажигания, как в двигателе внутреннего сгорания.
>А что нагревания дуговым
А что касается, хотел написать.
Смотри, аноним, как я вижу себе использование свечи зажигания?
Свеча зажигания как правило используется для воспаменения топливно-воздушной смеси, но у тебя бескислородная реакция.
В чём прикол свечи зажигания? А она просто катализирует процесс воспламенения.
Их там целое множество бывает...
Бывают свечи зажигания - искровые, дуговые, накаливания, каталитические,
полупроводниковые поверхностного разряда, плазменные воспламенители и другие...
Так вот, температура воспламенения железоалюминиевой термитной смеси - составляет 800 градусов,
и можно было бы нагреть локально эту смесь посредством использования свечи зажигания, вблизи форсунки.
Дальше уже реакция с неким выходом тепла, и застывание продуктов,
с последующим ожиданием всего этого добра - до другого такта срабатывания свечи зажигания.
Допустим, жидкий оксид железа, с его температурой плавления 1566 °C, будучи жидким, где-то внизу,
поднимается наверх - за счёт капиллярных сил из-за смачивания по некоей системе из вольфрамовых капилляров,
поднимается он наверх а затем застывает где-то вблизи свечи зажигания.
Дальше, вблизи свечи зажигания, распыляется вместе с аргоном жидкий и расплавленный алюминий с температурой плавления 660 градусов цельсия или около того.
Температуры этого алюминия недостаточно, чтобы зажечь термитную смесь (она воспламеняется при 800°C как минимум),
но мощный искровой разряд из свечи зажигания - плавит этот оксид железа, вблизи свече,
тут же испаряет его вместе с жидким алюминием, и нагревает смесь до температуры свыше 2600°C - причём одним разрядом,
после чего запускается термитная реакция между парами оксида железа и парами алюминия,
все пары алюминия сгорают в оксиде железа, а избыточное тепло рассеивается, доходя до вольфрамового капилляра.
На вольфрамовом капилляре оксид железа остаётся жидким, или сразу плавится по всему капилляру, и двигается дальше к свече зажигания.
Капилляр таким образом срабатывает как насос для оксида железа, поднимая его капилярными силами, снизу - к свече зажигания.
Оксид железа может как кристаллизироваться в капилляре, так и не кристаллизироваться, если он застывает там,
то тепла от термитной реакции, инициированной свечёй зажигания должно хватать для плавления его и движения снова вверх.
Сам вольфрам при этом не плавится, но важно иметь в виду, что при кристаллизации оксида железа может повредиться его кристаллическая решётка,
поэтому лучше бы оксид железа был жидким, но его температура плавления 1566 °C, и она выше температуры воспламенения (800°C),
поэтому в таком случае свеча зажигания не нужна.
Но если кристаллизация расплавленного оксида железа на вольфрамовом капилляре не повреждает сам капилляр,
и если тепла от сгорания паров достаточно, чтоб расплавить оксид железа на всём капилляре, не расплавив сам вольфрам этого капилляра,
и если при плавлении капилляр продолжает исправно работать, поднимая капиллярными силами жидкий оксид железа вверх к свече,
то свеча зажигания с каждым тактом срабатывания могла бы выдавать стабильно некое определённое количество энергии,
подобно четырёхтактному двигателю внутреннего сгорания.
При этом, заметь, что температура не такая уж высокая изначально - всего 660°C ну или чуть больше,
и нужна она для распыления жидкого алюминия в аргоне.
К тому же и сам алюминий мог бы кристаллизироваться вблизи свечи зажигания и испаряться ею.
А это уже значит что стабильную температуру на форсунке не обязательно поддерживать,
она могла бы поддерживаться за счёт теплообмена со средой при сгорании в ней - самой термитной смеси.
>При этом, заметь, что температура не такая уж высокая изначально - всего 660°C ну или чуть больше, и нужна она для распыления жидкого алюминия в аргоне.
А вообще, если так подумать, то не обязательно и греть этот алюминий до плавления,
можно было бы сразу из форсунки впрыскнуть вместе с аргоном - металлическую пудру типа серебрина вместе с пудрой из оксида железа,
причём впрыскнуть - в некий вольфрамовый цилиндр в виде потока синего газа на пик1.
А затем, сжимая в цилиндре всё это дело - замкнуть и закоротить свечу зажигания,
раславив и частично испарив эту пудру - свечёй зажигания.
При этом по мере плавления и нагрева до 800°C - идёт термитная реакция в железоалюминиевом термитном составе,
или стоп, это температура воспламенения запальной смеси! Температура воспламенения самого железоалюминиевого термита составляет 1300°C!
Короче, блядь, до 2400°C всё это греется в результате, все продукты жидкие при этом,
только оксид железа - газообразный, и все эти продукты могут быть в виде жидкости вытолкнуты поршнем в виде коричневого потока на пик1.
Но дальше - эти продукты застывают и могут засрать трубу шлаком из твёрдого оксида алюминия и железа,
поэтому полноценный ДВС делать на термите - хуёвая идея.
Но также алюминиевую пудру, без нагрева, можно было бы и на вольфрамовый капилляр распылить, и не обязательно греть.
Особенно если зарядить её частицы электрически, причём так, чтобы частицы пудры облепили
под действием кулоновских сил само заряженное по-другому место концентрации оксида железа на свече зажигания.
Ну а если при помощи плазмотрона не дать шлаку забиться в трубе, а своевременно расплавлять и счищать его,
вполне возможно можно было бы получить и полноценный ДВС, за счёт расширения и сжатия того же аргона,
особенно с учётом того, что в аргоне нагретые 2600 продукты - образовывали бы взвесь типа пыли,
которая кристаллизировалась бы в виде частиц, и успешно выдавливалась бы из трубы - этим газом
в качестве дыма с частицами, застывающими возможно сразу на выходе,
и проталкивающимися по выхлопной трубе, в виде пыли уже дальше.
Там уже наверняка и фильтр можно было бы поставить, получив некий работающий термитный ДВС.
Он наверное хотел сказать, что при сжигании термитной смеси - образуется много шлака.
Я так и не понял: нужна электрическая дуга или нет? Для неё нужно электричество, а у меня его как раз-таки мало. Ну разве что, аккумуляторы. У меня всё-таки подводный аппарат.
Помимо прочего интересно, что было бы лучше: отводить тепло на радиатор, чтобы кипятить воду и и таким образом сделать реактивный подводный двигатель, или же отводить тепло на какой-то другой генератор, который уже конвертит тепло к электроэнергию, а потом уже приводить в движение электродвигатель.
Потом интересен вопрос касающийся энергоэффективности (экономическую эффективность в расчёт не берём). Вот допустим, у нас есть два килограмма топлива бензин + сжатый (или сжиженный) кислород и есть два килограмма термитной смеси. Что даст больший тепловой выход?
Помимо прочего интересно, что было бы лучше: отводить тепло на радиатор, чтобы кипятить воду и и таким образом сделать реактивный подводный двигатель, или же отводить тепло на какой-то другой генератор, который уже конвертит тепло к электроэнергию, а потом уже приводить в движение электродвигатель.
Потом интересен вопрос касающийся энергоэффективности (экономическую эффективность в расчёт не берём). Вот допустим, у нас есть два килограмма топлива бензин + сжатый (или сжиженный) кислород и есть два килограмма термитной смеси. Что даст больший тепловой выход?
>Я так и не понял: нужна электрическая дуга или нет?
Дуговой разряд надо для получения высоких температур, например при ионизации паров - до состояния плазмы. Тогда реакция может быстрее идти.
>Для неё нужно электричество, а у меня его как раз-таки мало. Ну разве что, аккумуляторы.
Ну если тепла дохрена выделается, и ты его подаёшь в паровые турбины, ты можешь снимать эту энергию с турбин и запасать на каких-нибудь ионисторах,
возможно даже замкнув всё это в виде организованных тактов заряда и разряда.
>отводить тепло на радиатор, чтобы кипятить воду и и таким образом сделать реактивный подводный двигатель
реактивный двигатель требует уноса вещества, а если ты будешь пар выкидывать, этот пар будет подниматься из глубины, и выдавать подлодку.
Лучше винты крутить паровым двигателем, но нужен запас энергии внутри.
>или же отводить тепло на какой-то другой генератор, который уже конвертит тепло к электроэнергию, а потом уже приводить в движение электродвигатель.
У термоэлектрогенераторов малое КПД, проще турбину крутить паром и её к электрогенератору прицепить.
>Потом интересен вопрос касающийся энергоэффективности (экономическую эффективность в расчёт не берём).
>Вот допустим, у нас есть два килограмма топлива бензин + сжатый (или сжиженный) кислород и есть два килограмма термитной смеси.
>Что даст больший тепловой выход?
То, что обладает большей удельной теплотой сгорания. У бензина она 42-44 MДж/кг. К тому же кислород надо возить.
В термитной смеси внутри уже есть кислород (в оксиде железа). Удельная теплота сгорания алюминиевого порошка 31.10 МДж/кг.
И всё-же
>Что даст больший тепловой выход?
Какой-нибудь LENR в трубке на основе марганца-55, образующий железо для той же термитной смеси. https://nn.by/?c=ar&i=203887&lang=ru
Смесь дейтерия и трития, при бета-распаде трития инициирует электронный захват бета-частицы протоном ядра дейтерия.
Ядро дейтерия превращается в динейтрон, нуклоны которого - разлетаются. Дальше идёт реакция 55Mn(n, γ)56Mn
с последующим бета-распадом радиоактивного изотопа марганца-56 в ядро стабильного изотопа 56Fe (период полураспада 2.5789(1) hours).
Раскалённое железо из этого стабильного изотопа - взаимодействует с водяным паром, образуя оксид железа для термитной смеси.
Если трития недостаточно, для электронного захвата вместо бета-лучей на борту могут использоваться ускоренные бактериями электроны.
Дыхательная цепь переноса электронов есть же.
Гамма-кванты, выделяющиеся при реакции марганца с нейтронами - греют реактор, превращают воду в пар, и крутят турбины и винты подводной лодки.
По-сути это сжигание самого дейтерия в D+D реакции на борту подлодки, и использование ядерной энергии этого дейтерия - внутри,
но это не прямое сжигание, а косвенное его сжигание с утилизацией нейтронов на ядрах марганца-55.
Термитная смесь требует алюминия и его может быть небольшой запас, как резерв,
но основной упор сделай на теплотворную способность ядерной реакции, потому что алиены эти твои фантастические - типа высокоразвитые там.
И да, пускай при испарении воды в турбинах, эта вода ещё разделяется на тяжёлую и полутяжёлую воду,
из которой потом извлекался бы изначальный дейтерий. А ещё, пускай при попадании нейтрона в ядра железа-56 вылетает не протон: 56Fe(n, p)56Mn
а внезапно - дипротон: 56Fe(n, 2He)55Mn с последующим распадом его на два протона, и образованием изначального марганца-55.
Т. е. марганец-55 не надо при этом откуда-то брать, и вообще заправлять подлодку чем-то.
И пусть эта реакция будет настолько особенной, что только раса аллиенов знает энергии нейтронов и условия её протекания, а все другие расы - быдло.
>56Fe(n, 2He)55Mn
Не, проебался чуток - там не так будет, там должен будет быть хром-55,
если дипротон вылетит, потому заряд ядра меняется дважды же.
Ха! А он как раз-таки распадается снова в марганец-55: https://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_chromium
Период полураспада 3.497(3) minutes, тип распада - бета-распад, на выходе 55Mn.
Короче, дейтерированные бактерии гоняют электроны в дыхательной цепи переноса электронов, и пихают эти электроны - в протоны дейтерия.
Ядро дейтерия превращается в динейтрон, и распадается на два нейтрона.
Нейтроны залетают в марганец-55, образуя железо-56 и хуеву тучу гамма-излучения,
как в той статье что я кинул, а сам марганец-55 восстанавливается из железа-56 через хром-55 - его восстанавливать не нужно.
На выходе после образования марганца - два протона, они могут быть преобразованы в водород.
Водород может сгореть в кислороде в обычную воду, которая выбрасывается за борт,
а вода содержащая дейтерий из окружающей среды черпается, перерабатывается, и лодка плывёт на дейтерии этом.
>дейтерированные бактерии гоняют электроны в дыхательной цепи переноса электронов, и пихают эти электроны - в протоны дейтерия.
Сами бактерии устойчивые к нейтронам, им похуй на нейтроны, они делают с них дейтерий внутри себя.
Электроны падают на протоны внутри этих бактерий, им не надо высокой энергии.
Нейтроны вылетают за пределы бактерий, и летят в ядра марганца-55.
Нейтронам не надо преодолевать кулоновский барьер для слияния с ядрами марганца-55.
Бактерии в чашке петри служат источником нейтронов, но если добавить к ним особого вещества,
они сразу взбудоражатся и выделяют более энергичные нейтроны.
Эти нейтроны надо для восстановления запасов марганца-55 из железа.
Только раса алиенов знает как правильно будоражить бактерии, поэтому подлодки ихние на рынке ценятся по расистским ценам.
>В термитной смеси внутри уже есть кислород (в оксиде железа). Удельная теплота сгорания алюминиевого порошка 31.10 МДж/кг
А если например, с оксидом хрома? А есть таблица с возможными вариантами смесей и их тепловых выхлопом? (я пытался гуглить, не помогло)
>https://nn.by/?c=ar&i=203887&lang=ru
Мне это ещё осознать надо...
>и хуеву тучу гамма-излучения
Нет, не вариант.
>А если например, с оксидом хрома?
Ну ты понимаешь, что при использовании термитной смеси энергия содержится в самой термитной смеси,
она как топливо, поэтому подлодку надо заправлять.
>А есть таблица с возможными вариантами смесей и их тепловых выхлопом? (я пытался гуглить, не помогло)
Да, есть, на тебе вот это: http://tehtab.ru/Guide/GuidePhysics/GuidePhysicsHeatAndTemperature/ComnustionEnergy/LowerCalorifical1/
Основная энергия в том же железоалюминиевом термите выделяется именно при сгорании алюминия в кислороде,
содержащемся в оксиде железа. Железо же - просто восстанавливается алюминием, и вытекает в виде расплава.
Это реакция замещения и именно высокий электроотрицательный потенциал алюминия имеет значение в ней.
Поэтому оставлю здесь таблицу электроотрицательности. Пикрелейтед.
Самая высокая степень электроотрицательности у галогенов и сильных окислителей (p-элементов, F, O, N, Cl),
а низкая — у активных металлов (s-элементов I группы).
Поэтому, как ты можешь видеть, разница между электроотрицательностями у кислорода и алюминия - больше,
чем между кислородом и железом -> и как следствие - реакция замещения.
Вот хромовый термит: https://www.youtube.com/watch?v=7WWgjoCGCjY он с алюминием реагирует слабее.
Почему? Да потому что хром в ряду электроотрицательности стоит левее железа.
А вот термит на базе магния с песком горит намного интенсивнее - посмотри по электроотрицательности
где магний, а где кремний в оксиде кремния (SiO2, песок) https://www.youtube.com/watch?v=jtIF6Op_PSI
Пламя прямо аж белое. Кстати эту смесь нельзя потушить водой. Магний отнимает кислород даже от воды: Mg + H2O → MgO + H2
Имея в виду эту реакцию - глянь электроотрицательность водорода и магния.
Поэтому, жечь алюминий в железоалюминиевом термите - это почти то же самое что просто алюминий сжечь
в каком-нибудь сжиженном на борту кислороде.
Но ты хочешь бескислородную реакцию, и при этом возишь в подлодке этот кислород в оксиде железа или хрома.
Кислорода и так много в окружающей воде, кстати, и если у тебя есть источник энергии, ты можешь его добыть из воды.
Вопрос только в том, что жечь ты собрался в этом кислороде и к чему тебе он там, и куда деть водород (если электролизом из воды добывать будешь кислород этот).
Я предложил жечь в нём - водород из протонов, чтобы утилизировать выделяющиеся при ядерной реакции протоны.
При сгорании водорода тоже энергия выделяется, и при этом не надо выпускать водород в виде газа на поверхность.
А кислород - брать разложением тяжёлой и полутяжёлой воды, при дейтерировании бактерий ею.
Ещё оставлю здесь алюминий-песочный термит, он горит намного интенсивнее: https://www.youtube.com/watch?v=BM9WNZB36FA
Почему? Да потому что кремний по электроотрицательности ближе к кислороду, чем железо.
Здесь, в качестве запала используется 3 грамма окислителя - хлорита калия KClO2.
Он, наверняка, как и хлорит натрия, при нагревании - может диспропорционировать в хлорат калия KClO3,
с промежуточным образованием перхлората калия KClO3, и разложением его с выделением кислорода: KClO4 -> KCl+2O2 550—620 °C
в котором алюминий сгорает более интенсивно. Как видно, для реакции он что-то капнул туда. По всей видимости это была перекись.
Ну вот, а если заместо железа запилить хром или заместо алюминия что-то другое. В Википедии написано, что есть другие и более бурные реакции. Интересно, сколько у них энергии будет.
http://www.algranspb.ru/articles/%D0%90%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5-%D0%B8-%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%B8%D0%B7%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE-%D1%84%D0%B5%D1%80.aspx
Железо 3560 кДж
Молибден 4520 кДж
Марганец 4750 кДж
Хром 6700 кДж
Железо 3560 кДж
Молибден 4520 кДж
Марганец 4750 кДж
Хром 6700 кДж
В общем, если взять не килограммы, а кубометры, то получается, что если сжечь кубометр бензина (710 кг), то мы получим примерно 30 МДж энергии. Но это только бензин, нужен ещё кислород. А если сожгём кубометр оксида марганца с алюминием (в соотношении 3 к 4, это примерно 3,7 тонны), то получим 17 МДж.
Вопрос остаётся в другом: сколько надо сжатого кислорода для 710 кг бензина?
Вообще, воррос: что было бы проще, таскать с собой бензин с кислородом, или таскать с собой оксид марганца с алюминием?
Вопрос остаётся в другом: сколько надо сжатого кислорода для 710 кг бензина?
Вообще, воррос: что было бы проще, таскать с собой бензин с кислородом, или таскать с собой оксид марганца с алюминием?
Чтобы сжечь 710 кг бензина, надо 1530 кубометров кислорода (внимание, НЕ воздуха) при нормальном (земном) атмосферном давлении. В пересчёте на объём при нормальном атмосферном давлении это получится: 1 кубометр бензина и 15 кубометров кислорода в баллонах под давлением 100 атмосфер.
А расчёты по части оксида марганца с алюминием - не уверен, что правильные. Но при всех прочих условиях и имея в распоряжении генератор на основе контролируемого термитного горения, я лучше выберу оксид марганца с алюминием так как они как минимум абсолютно взрывобезопасны, Да и вес их не намного больше: 3.7 тонны против 3 тонн + вес баллонов выдерживающих 100 атмосфер.
3MnO2 + 4Al --> 3Mn + 2Al2O3
Это значит на одну молекулу оксида марганца надо 1.33 алюминия.
Молекулярная масса оксида марганца 87 (55+32), молекулярная масса 1.33 алюминия примерно 35.9. Значит соотношение веса оксида марганца к алюминию примерно 7:3. Впрочем, нам не важно соотношение масс, нам нужна общая масса смеси. Допустим 3 тонны - с трёх тонн получим 14 МДж. Ну примерно 2.1 раза слабее, чем бензиновый.
Тут всплывает вопрос о КПД нашего йоба-двигателя на контролируемом термитном горении. Скорее всего, он будет примерно таким же как у ДВС. Вряд ли у него КПД будет достигать 60-65%, ибо только в этом случае он выиграет у ДВС.
Но три тонны термитной смеси оксида марганца и алюминия в соотношении 7:3 совершенно точно меньше, чем 1 кубометр. Таким образом, мы получаем огромную экономию места и гораздо бОльшую взрывобезопасность. Осталось только запилить такой двигатель.
Это значит на одну молекулу оксида марганца надо 1.33 алюминия.
Молекулярная масса оксида марганца 87 (55+32), молекулярная масса 1.33 алюминия примерно 35.9. Значит соотношение веса оксида марганца к алюминию примерно 7:3. Впрочем, нам не важно соотношение масс, нам нужна общая масса смеси. Допустим 3 тонны - с трёх тонн получим 14 МДж. Ну примерно 2.1 раза слабее, чем бензиновый.
Тут всплывает вопрос о КПД нашего йоба-двигателя на контролируемом термитном горении. Скорее всего, он будет примерно таким же как у ДВС. Вряд ли у него КПД будет достигать 60-65%, ибо только в этом случае он выиграет у ДВС.
Но три тонны термитной смеси оксида марганца и алюминия в соотношении 7:3 совершенно точно меньше, чем 1 кубометр. Таким образом, мы получаем огромную экономию места и гораздо бОльшую взрывобезопасность. Осталось только запилить такой двигатель.
>А если сожгём кубометр оксида марганца с алюминием (в соотношении 3 к 4, это примерно 3,7 тонны), то получим 17 МДж
С хромом больше теплоты, если брать - именно оксид хрома (VI) CrO3:
Хром CrO3 + 2Al -> Cr + Al2O3; 6700 кДж/кг
>если взять не килограммы, а кубометры, то получается, что если сжечь кубометр бензина (710 кг), то мы получим примерно 30 МДж энергии
30 МДж - это за один килограмм. Если берёшь кубометры, считай килограммы из плотности бензина.
>Но это только бензин, нужен ещё кислород.
>сколько надо сжатого кислорода для 710 кг бензина?
Наверни стехиометрии, и считай стехиометрически молями - количества вещества, исходя из молярной массы и молекулярной массы.
>что было бы проще, таскать с собой бензин с кислородом, или таскать с собой оксид марганца с алюминием?
Cмотри по энергоёмкости и массе. Энергоёмкость у тебя в таблицах, а массу можешь из количества вещества в молях - посчитать.
>30 МДж - это за один килограмм. Если берёшь кубометры, считай килограммы из плотности бензина.
В одном кубометре 710 кг бензина. Всё правильно.
CrO3 + 2Al --> Cr + Al2O3
Тут соотношение масс такое: 52+48 и две молекулы алюминия 2*27. Это 100 и 54. Это 65% оксида хрома против 35% алюминия. Плотность оксида хрома VI - примрено 2800, а плотность алюминия 2700 - ну это получается 3 тонны в объёме чуть более кубометра. В 3 тонн мы имеем 20,1 МДж энергии. Тут уже норм.
Тут соотношение масс такое: 52+48 и две молекулы алюминия 2*27. Это 100 и 54. Это 65% оксида хрома против 35% алюминия. Плотность оксида хрома VI - примрено 2800, а плотность алюминия 2700 - ну это получается 3 тонны в объёме чуть более кубометра. В 3 тонн мы имеем 20,1 МДж энергии. Тут уже норм.
>В одном кубометре 710 кг бензина.
Ну так умножай. У бензина удельная теплота сгорания - 42-44 MДж/кг.
44 MДж/кг × 710 кг = 31240 МДж.
Дальше кислород считается по углеводородам, входящим в состав бензина, а их там много.
Берёшь их эмпирическую формулу, и считаешь кислород.
Известно, что для сгорания 1 кг водорода необходимо 8 кг кислорода, а для 1 кг углерода нужно 8/3 кг кислорода,
т. е. для полного окисления (сгорания) 1 килограмма углерода требуется 2.67 килограмма кислорода,
при этом образуется 3.67 килограмма углекислого газа С02.
Теоретические расчеты показывают, что для полного сгорания 1 кг бензина необходимо
14,9 кг воздуха (или для сгорания 1 л бензина необходимо примерно 9300 л воздуха).
Всё, дальше яебу считать.
>В 3 тонн мы имеем 20,1 МДж энергии. Тут уже норм.
С чего ты взял это? В каждом килограмме - 6700 кДж/кг и это 6,7 МДж × 3 тонны (3000 кг) = 20100 МДж ~ 20,1 ГДж.
Я бы ездил на дейтерии, чем потом термитный шлак счищать.
>6700 кДж/кг и это 6,7 МДж × 3 тонны (3000 кг)
У меня килоджоули внезапно превратились в мегаджоули, лол.
>именно оксид хрома (VI) CrO3:
Этот оксид хрома токсичен. А оксид марганца безопасен и стабилен.
Ты просто другой источник плотности и удельной теплоёмкости использовал. Результаты почти такие же.
Выводы: сколько ни крути, выхлоп энергии у бензина всё равно в два раза больше. В случае с металлами мы выигрываем в плотности и взрывобезопасности топлива.
>Но ты хочешь бескислородную реакцию, и при этом возишь в подлодке этот кислород в оксиде железа или хрома.
Возить кислород в подлодке как раз не хочу.
>Кислорода и так много в окружающей воде, кстати, и если у тебя есть источник энергии, ты можешь его добыть из воды.
Источника энергии как раз нет, я хочу генератор или двигатель в условиях дефицита газообразного кислорода.
>Как горит магний с песок и водой
>Магний отнимает кислород даже от воды: Mg + H2O → MgO + H2
Вот над этим тоже надо подумать в плане: сколько надо магния на вход и какой выхлоп энергии.
Итак, посоны, я вроде посчитал.
реакция одного моля SiO2 и двух молей Mg даёт 372 кДж. Один моль SiO2 - 60 грамм, два моля магния 48 грамм. Со 108 грамм смеси мы имеет 372 кДж. С 1 кг мы имеем 3.4 МДж. С трёх тонн мы имеем 10.3 ГДж.
Итак будем точными и подытожим:
бензин 710 кг + 2186 кг кислорода - дают нам 31.2 ГДж
реакция SiO2 + Mg - 9.8 ГДж
реакция Марганца с Al - 13.8 ГДж
реакция Хрома с Al - 19.4 ГДж
Насчёт воды и магния - сомневаюсь
реакция одного моля SiO2 и двух молей Mg даёт 372 кДж. Один моль SiO2 - 60 грамм, два моля магния 48 грамм. Со 108 грамм смеси мы имеет 372 кДж. С 1 кг мы имеем 3.4 МДж. С трёх тонн мы имеем 10.3 ГДж.
Итак будем точными и подытожим:
бензин 710 кг + 2186 кг кислорода - дают нам 31.2 ГДж
реакция SiO2 + Mg - 9.8 ГДж
реакция Марганца с Al - 13.8 ГДж
реакция Хрома с Al - 19.4 ГДж
Насчёт воды и магния - сомневаюсь
Нет, наоборот, ты мегаджоули как килоджоули посчитал.
Ибо если бы у тебя килодждоули в мегаджоули привратились, то тогда ты должен был бы получить тераджоули.
Я смотрел по теплоте сгорания, и количеству атомов кислорода. Их там три в этом оксиде, значит меньше оксида надо.
Если не хочешь дейтерий с бактериями, без всяких восстановлений, а хочешь именно термитную смесь,
то поищи ещё подобных высшых оксидов - глядя в таблицу Менделеева и ряд электроотрицательности.
Возможно тогда и найдёшь хороший оксид для мощного термита.
Пикрелейтед. Металлы VIII группы и их высшие оксиды (внизу) RO4.
Как вариант - никель он левее их всех по электроотрицательности,
и у него исходя из этой таблицы Менделеева, должен быть высший надпероксид NiO4.
Вот с ним алюминия дохрена можно было бы сжечь (кислорода же больше), и тепла больше получить.
Алсо, как вариант, можешь глянуть вот это: https://geektimes.ru/post/98489/
>Вся гигантская энергия от давления в 70 ГПа переходит в химическую энергию молекулярных связей.
>это самая концентрированная форма хранения энергии после ядерных материалов
>Теоретически маленького кубика с таким зарядом хватит для заправки автомобиля на весь срок его эксплуатации
Вот ещё: http://goldteam.su/forum/index.php?/topic/20045-sozdanno-samoe-energoyomkoe-veschestvo/
Как я вижу это? Алмазные наковальни сдавливают дифторид ксенона XeF2, в октофторид ксенона XeF8,
а он представляет из себя кристалл, существующий при нормальных условиях.
Облучая этот кристалл лазером, можно высвобождать энергию в виде потока вещества - преимущественно фтора.
Вылетающие из кристалла атомы формируют струю газа - преимущественно фтора, выбрасывающуюся за борт подводной лодки.
Фтор горид в воде: F2+2H2O -> 4HF↑ +O2↑
плавиковая кислота растворяется в воде, выделяя энергию и эту энергию можно использовать чтоб крутить турбины,
но кислород газообразный пришлось бы сбрасывать наверх из-под воды.
Поэтому, как вариант - реактивная струя фтора из двигателя с последующим растворением плавиковой кислоты в окружающей воде
и кислотный шлейф при движении подлодки с бульбашками кислорода наверху. Лол.
>Возить кислород в подлодке как раз не хочу.
Ну если ты окисляешь тот же алюминий кислородом, и получаешь энергию, тебе надо по-любому надо возить если не кислород, то окислиитель.
Вот нашёл какой-то окислитель.
Из жидких веществ выбираем самое известное и может не самое энергоемкое вещество – нитроглицерин,
а самым энергоемким из химических носителей на данный момент времени является четырехокись ксенона (Xe3O4),
которая как раз является жидкостью.
У ксенона электроотрицательность 2,6, это где-то между серой и селеном,
так что реакция замещения между ним и алюминием должна протекать ещё более активно.
Есть ещё тетраоксид ксенона XeO4, в нём ещё больше кислорода и лишь один атом ксенона
это кристаллы при −36 °C, но в сухом виде тетраоксид ксенона чрезвычайно взрывоопасен.
Ксенон - это газ, если он выделяется в реакции замещения между алюминием и оксидом ксенона, его надо сбрасывать наверх.
Растворимость в воде при 0,1 МПа (в м3/кг): 0,242×10-3 (при температуре 0°С), и 0,097×10-3 (при температуре 25°С).
Но если у тебя из реактивного двигателя дует струя фтора, то можно получить из ксенона дифторид ксенона, используя часть этого фтора:
Xe+F2 -> XeF2.
Это уже кристаллы, с плотностью 4,32 г/см3, и они словно песок - уйдут на дно из подлодки, в качестве отхода.
Короче, реактивный двигатель на гексафториде ксенона + алюмотермитный двигатель электротурбин всяких на основе тетраоксида ксенона.
>Алмазные наковальни сдавливают дифторид ксенона XeF2, в октофторид ксенона XeF8
>а он представляет из себя кристалл, существующий при нормальных условиях.
>Облучая этот кристалл лазером, можно высвобождать энергию в виде потока вещества
С таким же успехом можно было бы и нечто менее вредное юзать, например соли из окружающей воды.
Допустим, йоба-дистиллятор в порту дистиллирует воду, извлекает из неё соль,
и сдавливает под сверхвысоким давлением. Соль меняет структуру и превращается в кристалл.
Этот кристалл юзается как топливо в подлодке.
При облучении его лазером или при незначительном нагреве, с поверхности кристалла быстро испаряестя вещество,
заложенное сверхвысокое давление заставляет атомы соли вылетать с кристаллической решетки кристалла,
в итоге осуществляется сублимация криталла, на выходе получается солевой пар, который выталкивает окружающую воду
из реактивного двигателя, порождая струю солевого пара. Эта струя - крутит турбины. Солевой пар - выкидывается во вне подлодки.
Сам солевой пар не успевает доходить до поверхности воды, он быстро охлаждается, бульбашки уменьшаются,
а соль в них конденсируется и сразу растворяется в окружающей воде. Никакого кислорода, просто соль и давление.
Ну или ещё можно было бы заюзать какой-нибудь особую алиенскую модификацию суперионного льда:
https://www.vesti.ru/doc.html?id=2985470
При разрушении кристалла, допустим, получается струя обычного пара.
Этот пар крутит турбины, и сразу выкидывается во вне подлодки, где охлаждается и сливается с окружающей водой, даже не доходя до поверхности.
Заправка - обычная вода давление, пусть оно по алиенским патентам будет приложено по действием электрического поля в переменном магнитном поле.
Лёд при этом пускай является кристаллом, который может существовать при обычных условиях.
Как вот этот октофторид ксенона и давление всё переходит в силу особых мощных химических связей, которые устойчивы только внутри кристалла.
>Короче, реактивный двигатель на гексафториде ксенона + алюмотермитный двигатель электротурбин всяких на основе тетраоксида ксенона.
А ты молодец!
>Допустим, йоба-дистиллятор в порту дистиллирует воду, извлекает из неё соль, и сдавливает под сверхвысоким давлением
Тогда электростанция на борту нужна, а мы как раз хотим её создать.
>Тогда электростанция на борту нужна, а мы как раз хотим её создать.
А почему бы её не сделать в виде генератора, прицепленного к турбине прямо к реактивному двигателю?
Струя солевого или водяного пара влетает из сопла и крутит турбины, они крутятся вхолостую легко без нагрузки,
но по мере надобности к ним подключается нагрузка, например для зарядки аккумуляторов.
Когда лодка не двигается за счёт реактивной тяги, но аккумуляторы разряжены,
может включаться экономная подача солевого или водяного пара из кристаллов - прямо на турбины, без мощной реактивной тяги.
При этом сами пары эти сбрасываются через отдельные отсеки, рядом с реактивным двигателем, не вызывая тягу.
Ну и короче, меня осенило: а что если у расы алиенов будут специальные йоба-двигатели с контролируемой термитной реакцией. Термитная смесь в сотнях микропорций реагирует и разогревает радиатор, радиатор разогревает воду, она вскипает, превращается в пар и выходит наружу, приводя аппарат в движение.
На цену топлива и дороговизну компонентов похуй, ибо алиенский аппарат типа шпионский и может использовать дорогие компоненты.
Какие подводные камни? В чём я обосрался?