Водно-топливные эмульсии
Водно-топливные эмульсии
Содержание: Здрасти, почетаемые ученые! Меня интересует Ваше отношение к водно-топливной эмульсии как к горючее для движков внутреннего сгорания. Решил обратится к Вам в связи с тем что в инете отыскал статью Ю.И.Краснова к.т.н. о методе получения устойчивого горючего на базе водно-углеродных соеденений, прочел его про сказочные 4 месяца стабильности эмульсии и завышенную теплоту сгорания, и решил спросить неуж-то все так отлично по сути. У
нас стабильности нет, температура сгорания ни сколько не выше, может мы что то не верно делаем? Скажу честно смесь вышла и она даже пылает (в котле) но экологические характеристики отработанных газов просто безобразные. Помогите осознать природу Ваших фурроров. Буду очень благодарен. Денис, Екатеринбург
Здрасти, почетаемый Денис!
Говоря о Ю.И. Краснове следует выделить два нюанса его творческой деятельности:
-
Получение структурированной воды (так именуемой С-воды), обладающей чудодейственными качествами;
-
Пробы сотворения устойчивых топливных консистенций на базе горючего горючего и воды.
Начнём с воды. Если гласить с научной точки зрения сам термин “структурированная вода”, т.е. вода с постоянной структурой был введён относительно издавна и связан с кластерной моделью строения воды.
Понятно, что молекулы воды имеют очень ординарную хим/физическую структуру — стороны угла 2-ух атомов водорода находятся по отношению к атому кислорода под углом 104,7°. Молекула воды представляет собой небольшой диполь, содержащий положительный и отрицательный заряды на полюсах. Конкретно такая структура и определяет полярность молекулы воды.
Если соединить прямыми линиями эпицентры положительных и отрицательных зарядов получится большая геометрическая фигура — верный тетраэдр.
Рис. Структура молекулы воды: а) угловая; б) шаровая; в) тетраэдрическая
Благодаря наличию водородных связей любая молекула воды образует водородную связь с 4-мя примыкающими молекулами, образуя ажурный сетчатый каркас в молекуле льда. Но, в водянистом состоянии вода – неупорядоченная жидкость; эти водородные связи — спонтанные, короткоживущие, стремительно рвутся и образуются вновь. Всё это приводит к неоднородности в структуре воды.
Рис. В кристалле льда (понизу) любая молекула воды образует водородную связь с 4-мя примыкающими молекулами, образуя ажурный сетчатый каркас (вверху)
То, что вода неоднородна по собственному составу, было установлено издавна. Издавна понятно, что лёд плавает на поверхности воды, другими словами плотность кристаллического льда меньше, чем плотность воды. Практически у всех других веществ кристалл плотнее водянистой фазы. К тому же и после плавления при повышении температуры плотность воды продолжает возрастать и добивается максимума при 4°C. Наименее известна аномалия сжимаемости воды: при нагреве от точки плавления прямо до 40°C она миниатюризируется, а потом возрастает. Теплоёмкость воды тоже зависит от температуры немонотонно. Не считая того, при температуре ниже 30°C с повышением давления от атмосферного до 0,2 ГПа вязкость воды миниатюризируется, а коэффициент самодиффузии — параметр, который определяет скорость перемещения молекул воды относительно друг дружку растёт. Для других жидкостей зависимость оборотная, и почти нигде не бывает, чтоб некий принципиальный параметр вёл себя не монотонно, т.е. поначалу рос, а после прохождения критичного значения температуры или давления уменьшался. Появилось предположение, что на самом деле вода — это не единая жидкость, а смесь компонентов-ассоциатов, которые различаются качествами, к примеру плотностью и вязкостью, а как следует, и структурой. Такие идеи стали появляться в конце XIX века, когда накопилось много данных об аномалиях воды.
Первым идею о том, что вода состоит из двух компонент, высказал Уайтинг в 1884 году. Его авторство цитирует Э.Ф. Фрицман в монографии “Природа воды. Тяжёлая вода”, изданной в 1935 году. В 1891 году В. Ренгтен ввёл представление о двух состояниях воды, которые различаются плотностью. После неё появилось огромное количество работ, в которых воду рассматривали как смесь ассоциатов различного состава (“гидролей”).
На данный момент существует огромное количество разных теорий и моделей, объясняющих структуру и характеристики воды. Общим у их является представление о водородных связях как основном факторе, определяющем образование структурированных ассоциатов. Вода – это кооперативная система, в ней есть цепные образования водородных связей. При всем этом всякое воздействие на воду распространяется эстафетным методом на тыщи межатомных расстояний.
Рис. Современная клатратно-фрактальная модель воды. На рисунке представлены как отдельные кластерно-ассоциативные структуры молекул воды, так и отдельные молекулы воды, не связанные водородными связями.
На данный момент наукой подтверждено, что особенности физических параметров воды и бессчетные короткоживущие водородные связи меж примыкающими атомами водорода и кислорода в молекуле воды делают подходящие способности для образования особенных структур-ассоциатов (кластеров), воспринимающих, хранящих и передающих самую различную информацию.
Структурной единицей таковой воды является кластер, состоящий из отдельных молекул воды, природа которых обоснована далекими кулоновскими силами. В структуре кластеров закодирована информация о взаимодействиях, имевших место с данными молекулами воды.
В аква кластерах за счёт взаимодействия меж ковалентными и водородными связями меж атомами кислорода и атомами водорода может происходить миграция протона (Н+) по эстафетному механизму, приводящие к делокализации протона в границах кластера.
Рис. Ассоциация 5 отдельных кластеров в клатрат (на фото справа — 2-ое сверху).
Вода, состоящая из огромного количества кластеров разных типов, образует иерархическую пространственную жидкокристаллическую структуру, которая может принимать и хранить большие объемы инфы.
На рисунке в качестве примера приведены схемы нескольких простых кластерных структур.
Некие исследователи считают, что вода отличается от других жидкостей тем, что она представляет собой двухфазную систему — кристаллическую жидкость с насыщенными процессами кристаллообразования, сильными межмолекулярными связями (водородными мостиками) с образованием агломератов из сотен молекул и нескончаемым количеством вероятных форм жидкокристаллической фазы в воде, что носит заглавие сложной сеточной структуры. Такая решетчатая система имеет сильно много разных колебаний, наподобие антенны, и образует огромное число собственных частот. Таковой частотный диапазон является физической копией геометрической структуры воды и претерпевает соответствующие конфигурации во время неких актуальных процессов.
Вода структурируется, т.е. приобретает необыкновенную регулярную структуру при воздействии многих структурирующих причин, к примеру, при замораживании-оттаивании воды (считается, что в таковой воде сохраняются “ледяные” кластеры), воздействии неизменного магнитного либо электрического поля, при поляризации молекул воды и др. К числу причин, приводящих к изменению структуры и параметров воды, относятся разные излучения и поля (электронные, магнитные, гравитационные и, может быть, ряд других, еще не узнаваемых, а именно, связанных с биоэнергетическим воздействием человека), механические воздействия (смешивание разной интенсивности, встряхивание, течение в разных режимах и т.д.), также их различные сочетания. Такая структурированная вода становится активной и несёт новые характеристики.
Рис. Более сложные ассоциаты кластеров (набросок ниже)
Эксперименты проявили, что употребление вовнутрь структурированной воды увеличивает проницаемость био мембран тканевых клеток, понижает количество холестерина в крови и печени, регулирует кровяное давление, увеличивает обмен веществ, содействует выделению маленьких камешков из почек.
Более удачно структурированную воду употребляют и в сельском хозяйстве. К примеру, пятичасовое замачивание семян свеклы в магнитной воде приметно увеличивает сбор; полив магнитной водой провоцирует рост и урожайность сои, подсолнечника, кукурузы, помидоров. В неких странах магнитная вода служит и медицине: она помогает удалять почечные камешки, оказывает антибактериальное действие, а бетон, замешанный на омагниченной воде, обретает завышенную крепкость и морозоустойчивость. Таким макаром, эффекты структурированной воды очень многочисленны и их природу и область внедрения еще только начинают учить. Проникновение в сущность этого явления откроет не только лишь практические способности, да и новые характеристики структурированной воды.
Но «память» у омагниченной структурированной воды не очень долгая, а точнее очень маленькая. Считается, что она помнит воздействие поля наименее суток, хотя этот придел очень завышен. Опыты проявили, что области с различным строением — кластеры появляются в воде спонтанно и спонтанно одномоментно распадаются. Вся структура воды живойёт и повсевременно изменяется, причём время, за которое происходят эти конфигурации, очень малюсенькое. Исследователи наблюдали за перемещениями молекул воды и узнали, что они совершают нерегулярные колебания с частотой около 0,5 пс и амплитудой 1 ангстрем. Наблюдались также и редчайшие неспешные скачки на ангстремы, которые продолжаются пикосекунды. В общем, за 30 пс молекула может сместиться на 8-10 ангстрем. Время жизни локального кластерного окружения тоже невелико. Области, составленные из кластеров могут распасться за 0,5 пс, а могут жить и несколько пикосекунд. А вот рассредотачивание времён жизни водородных связей очень велико. Но это время не превосходит 40 пс, а среднее значение — несколько пс.
Относительно так именуемой структурированной С-воды Краснова, приобретенной в итоге трения слоёв воды, крутящихся по спирали под огромным давлением и скоростью, я знаю только то, что исследованием спирального движения воды (vortex) серьёзно занимаются некие НИИ и научные центры, как и не прекращаются пробы сотворения устойчивых топливных консистенций на базе 2-ух и поболее компонент за счёт столкновения встречных потоков воды с высочайшей кинетической и других энергией.
По данным Ю. И. Краснова семечки пшеницы “Воронежская 10” опрысканные им С-водой в концентрации 1:2000 (расход 50 л на 1 т) проявили неплохой рост и сокращение вегетационного периода.
Томаты, выращенные на С-воде, благополучно перенесли краткосрочное похолодание и дали неплохой сбор.
Ю. И. Краснов также испытывал С-воду и на капусте, и на огурцах, и на баклажанах и всюду с его слов результаты были необычными – даже вредители не ели сбор, приобретенный на С-воде.
С практической точки зрения, если С-вода вправду “творит” такие чудеса на сельскохозяйственных полях страны, как сообщается создателем, то это большой шаг вперёд для российского сельского хозяйства, так как даёт возможность понизить себестоимость продукции и получить высочайший, экологически незапятнанный сбор за счет полного исключения удобрений и ядохимикатов, что очень непонятно. Хотя снова таки непонятно, как эта С-вода эффективнее скажем воды, приобретенной за счёт магнитной активации?
Следует также выделить, что сама теория структурированной воды имеет много подводных камешков. Последний факт свидетельствует только о том, что модель структурированной воды – только одна из более наилучших моделей, описывающих поведение и структурно-функциональнве характеристики воды, но пока не безупречная. Вода является очень сложной и в почти всех отношениях практически неизученным веществом. Это разъясняется их оживленной структурой, образованной цепями слабеньких водородных связей, также просто образующимися, распадающимися и переходящими друг в друга ассоциатами молекул и подверженной воздействию бессчетных причин, до недавнешних пор вообщем не рассматриваемых классической наукой.
Сейчас про горючие топливные консистенции на базе воды. Тут также не всё так гладко и понятно, как и со структурированной водой. Оказывается, что вода может пылать при определенных критериях, если в неё добавить горючие углеводороды. При сгорании килограмма воды появляется та же вода, исключительно в другом состоянии – в парообразном, которая, поднимаясь в верхние слои атмосферы, благодаря гравитационному полю Земли и естественным процессам кругооборота воды, ворачивается к нам в чистом виде. Вправду, вода, сгорая с высочайшей температурой, дает пары воды, которые на теоретическом уровне могут крутить движки, лопатки турбины и т.д. и т.п. Хотя на практике выполнить этот процесс не так и просто.
Пробы сотворения устойчивых топливных консистенций на базе 2-ух и поболее компонент проводились в нашей стране и за рубежом.
Основная мысль при получении устойчивых топливных консистенций — наибольшее диспергирование компонент с следующим насыщенным смешиванием, также введение разных стабилизирущих добавок, с тем, чтоб получить очень устойчивую и однородную обскурантистскую среду.
При всем этом базисным компонентом среды являются горючие углеводороды, дополнительным — вода, как более высокоэнергетическое и доступное вещество, а добавление разных стабилизирующих примесей содействует повышению адгезии.
С середины 90-х годов в российскей и забугорной прессе временами появлялись публикации о разработке подобных консистенций. Но достоверных данных о практическом применении компонентного горючего нет. В 1999 году в США компания А-545 (д-р Гуннерман) рекламировала устойчивые в течении месяца композитные горючего на базе бензина и воды и даже предлагала оборудование для производства этого горючего, но далее рекламы дела не пошло. В СССР коллектив под управлением проф. Исаева по непроверенным данным также достигнул получения квазиустойчивых консистенций с сохранением параметров до 3-х месяцев. Но данные о практическом использовании этих консистенций отсутствуют. Также имеется информация о разработке консистенций, использующих в качестве стабилизаторов разные кремнийорганические соединения, но и тут достоверных данных о практическом использовании этих консистенций нет, так как эти консистенции также не в особенности устойчивы.
Краснов и др. предлагают решать трудности стабильности таких консистенций на макромолекулярном уровне, меняя структуру самой среды такими способами как, к примеру, кавитация за счёт столкновения встречных потоков воды с высочайшей кинетической энергией.
Кавитация представляет собой образование пузырьков газа в водянистой среде при турбуленции либо в критериях гидродинамического удара. Различают три фазы развития процесса кавитации:
-
образование пузырьков газа;
-
рост до определенного размера с вероятным делением, обычно, на два пузырьковых образования;
-
схлопывание, т. е. исчезновение пузырьков.
В процессе схлопывания (взрыв, направленный в центр пузырька) происходит выделение энергии, величина, которой находится в зависимости от параметров воды, радиуса пузырька и наружных критерий. При всем этом величина энергии, выделенной при схлопывании пузырька в виде ударной волны назад пропорциональна по одним данным третьей либо по другим данным 6-ой степени его радиуса и составляет величину порядка порядка 2-5 х 107 атмосфер.
Энергия схлопывания при кавитации в главном поглощается окружающей средой и в случае единичных актов к значимым изменениям параметров среды не приводит. Но картина может значительно поменяться, если количество пузырьков растет до таковой величины, что процесс их образования, времени жизни и схлопывания может привести к кардинальным изменениям параметров воды, прямо до конфигурации её хим состава и даже типо к образованию неспешных нейтронов и радиоактивного излучения.
В базе решения Краснова лежат нелинейные взаимодействия вихревых структур, в том числе регулируемые резонансные взаимодействия. Установка состоит из насоса, преобразователя энергии и теплообменника для снятия лишнего термического выделения в рабочем теле. Циркулирующая в контуре жидкость (рабочее тело) неоднократно проходит через преобразователь, в итоге чего меняется её структура и хим состав. Время экспозиции в контуре, зависимо от намеченной цели, составляет от нескольких до 10-ка минут.
По мере надобности конфигурации состава рабочего тела — разделения сложных водянистых органических консистенций либо аква смесей (к примеру, тяжкий мазут, морская вода и т.д.), рабочее тело через сливное устройство поступает в отстойник, где и происходит 2-ой шаг разделения. В отстойнике любые посторонние включения в основную среду выпадают в осадок, или концентрируются в поверхностном слое, но в модифицированном виде. Окончательное разделение происходит механическим методом либо с внедрением обыденных фильтров.
В июле 2001 года на экспериментальной установке Краснова производительностью 0,2 м3/час проведена серия испытаний с разным соотношением компонент. Во времени (30 месяцев) расслоения типо не вышло. Способом лазерной спектроскопии установлено, что начальная смесь, состоящая на 30% из водопроводной воды и 70% стандартного дизельного горючего, являлась веществом, отличающимся по физико-химическим характеристикам от начальных компонент. Теплота сгорания превосходит аналогичную величину начального дизельного горючего на 12-15%. При всем этом концентрация товаров сгорания уменьшалась в 2-8 раз, затраты энергии не превосходили 1500 ватт/час на 1 м3 раствора.
В сентябре 2001 года на сделанной лабораторной установке были получены 20 л. горючего вещества состоявшего из 50% водопроводной воды и 50% мазута М-100. Приобретенный раствор по данным Краснова был устойчив в течение 20 месяцев, после этого в контрольной емкости наблюдалось повышение плотности, и вязкости в нижней части емкости. При всем этом теплотворная способность в границах погрешности измерений по сопоставлению с начальным мазутом значительно не поменялась. А состав товаров сгорания поменялся в сторону понижения концентрации по сере в 5 раз.
По данным Краснова получены следующие усредненные свойства композитного горючего (вода — солярка).
Процент воды
25
Плотность консистенции гр./см. куб. 0.816
Температура замерзания градус Цельсия
-32
Теплота сгорания дж./гр
41.3
50
0.820
— 34
44.1
75
0.829
-36
44.9
Для сопоставления, теплота сгорания газа пропан — 46.0 дж./гр., стандартного дизельного горючего 43.0 дж./гр. При всем этом цена работ (затраты энергии без цены воды) для получения 1-го куб. м. композитного горючего оценивается примерно 40 руб. При сгорании композитного горючего содержание СО и СО2 в 8-12 раз меньше, чем в начальном дизельном горючем.
В 2005 г. Краснов заявил о получении композитного горючее вода — растительные масла (плюс особые примеси) с содержанием растительного масла три и наименее процента. Данное композитное горючее возможно окажется более многообещающим исходя из убеждений стратегического подхода к дилемме энергоснабжения.
Сам Краснов считает, что на базе воды и углеводородов (от сырых нефтепродуктов до растительных масел с содержанием воды от 10 до 98 %) им получено новое вещество, не имеющее мирового аналога. Имеющиеся эталоны горючего типо простояли в лабораторных критериях более 3-х лет, но не изменили физико-химических параметров, и как и раньше являются высоко действенным топливом. При всем этом эксплутационные характеристики приобретенного вещества превосходят фактически любые известные виды топлив. Применение подобного горючего значительно понижает потребление нефтепродуктов и улучшения экологии Земли. При всем этом для производства альтернативного горючего требуется от 90.0 – 99.5% обычной воды и от 10.0 — 0.5% хоть какого горючего вещества (растительные масла, спирт, мазут, дизельное горючее и т.п.).
Вроде неувязка энергетики решена. Но появляется огромное количество вопросов. И 1-ый вопрос – это устойчивость подобных горючих консистенций на аква базе. 2-ой – их эффективность.
С почтением,
К.х.н. О.В. Мосин