Топливо для стимпанковой подлодки

[Абрамий]

Есть куча химических реакций не дающих газовых продуктов горения.

Кроме известного термита  или менее известного люнкерита  конечно есть много самых разных твердых   экзотермических смесей дающих тепло  и  не дающих газов и   даже  не переходящих в жидкое состояние .

Значительная часть из них  известна  под  общим названием Самораспространяющегося  Высокотемпературного Синтеза или СВС .

Но кроме термитных смесей с алюминием , магнием или бором или смесей  фторидов или хлоридов   переходных металлов с  щелочными или щелочноземельными металлами .  эти смеси непригодные для получения значительных количеств энергии

Значительная таких смесей  просто взрывоопасная или очень сильно  пожароопасная  .

 

.

 

[Serg]

Значительная часть из них  известна  под  общим названием Самораспространяющегося  Высокотемпературного Синтеза или СВС .

В первый раз такую ахинею аббревиатуру вижу.

Значительная таких смесей  просто взрывоопасная или очень сильно  пожароопасная  .

Есть многое на свете...(с) Но всегда есть выбор, и чем больше вариантов тем шире выбор. С порохами и ВВ та же проблема, и ничего, пользуются.

[Граф Цеппелин]

Господа, а что насчет слегка запоздавшей советской идеи - кислородной субмарины на надпероксиде натрия? Он стабилен, легко хранится, и выделяет кислород при нагревании до 100 градусов.

 

 

То бишь используем надпероксид натрия - получаемый из пероксида под давлением при нагревании - для запасения кислорода на борту. Куда безопаснее, чем тот же жидкий кислород - лежат себе кристаллики в закрытом сундуке, никуда не деваются. В двигателе, кристаллики нагреваются, выделяют кислород, который используется для поддержания горения топлива...

[Tungsten]

Господа, а что насчет слегка запоздавшей советской идеи - кислородной субмарины на надпероксиде натрия? Он стабилен, легко хранится, и выделяет кислород при нагревании до 100 градусов.

В присутствии катализатора - вообще с водой реагирует , давая на выходе кислород и едкий натр .

Или в смеси с угольным порошком - активно окисляет , а выделяющийся углекислый газ можно им же и поглощать ( с выделением кислорода , опять же ) .

[Serg]

То бишь используем надпероксид натрия - получаемый из пероксида под давлением при нагревании - для запасения кислорода на борту. Куда безопаснее, чем тот же жидкий кислород - лежат себе кристаллики в закрытом сундуке, никуда не деваются. В двигателе, кристаллики нагреваются, выделяют кислород, который используется для поддержания горения топлива...

Для сжигания углеводородов(бензин, керосин, соляр) на один килограмм топлива требуется примерно три с половиной килограмма кислорода. Требуемое количество перекиси сами посчитаете?  Три килограмма железо-алюминиевого термита, по калорийности, эквивалентны килограмму керосина. Ну и опять таки, куда девать огромное количество углекислого газа. Демонстрировать противнику?

Изменено 24 Jan 2016 пользователем Serg

[Граф Цеппелин]

Для сжигания углеводородов(бензин, керосин, соляр) на один килограмм топлива требуется примерно три с половиной килограмма кислорода. Требуемое количество перекиси сами посчитаете? Три килограмма железо-алюминиевого термита, по калорийности, эквивалентны килограмму керосина. Ну и опять таки, куда девать огромное количество углекислого газа. Демонстрировать противнику?

Читаем:

http://www.deepstorm.ru/DeepStorm.files/45-92/dss/637/list.htm

Гранулированный окислитель, включающий надпероксид и поглотитель углекислого газа.

Все продумано.

Что это за проект?

637.

http://www.deepstorm.ru/DeepStorm.files/45-92/dss/637/list.htm

[Tungsten]

Три килограмма железо-алюминиевого термита, по калорийности, эквивалентны килограмму керосина.

Килограмм керосина имеет ... Нулевой энергетический эквивалент . К нему нужно есчо три с лишним кило кислорода .

 

Ну и опять таки, куда девать огромное количество углекислого газа.

Поглощается надперекисью же на месте , с выделением кислорода же . В крайнем случае - травим за борт , углекислота прекрасно растворяется в воде и следа не оставляет ( бесследные кислородные торпеды жгут керосин , но из-за отсутствия в выхлопе плохорастворимого азота пенной дорожки не дают ) .

[Serg]

Гранулированный окислитель, включающий надпероксид и поглотитель углекислого газа. Все продумано.

Продумано под ДИЗЕЛЬную лодку. Ограничение по свойствам топлива, Паровой машине в этом смысле проще.

бесследные кислородные торпеды жгут керосин , но из-за отсутствия в выхлопе плохорастворимого азота пенной дорожки не дают ) .

Спасибо за поправку.

Килограмм керосина имеет ... Нулевой энергетический эквивалент . К нему нужно есчо три с лишним кило кислорода .

Считаете что никто не курсе что керосин без окислителя не горит?

[Tungsten]

Считаете что никто не курсе что керосин без окислителя не горит?

Считаю , что сравнивать стоит именно три кило термитной смеси с ~4,5 кило керосина с кислородом . А в таком свете энергетический баланс уже несколько иной , чем если бы сравнивать с галимым керосином .

 

Вариант с надпероксидом натрия всё же стоит рассмотреть - возможно множество вариантов , как с получением кислорода ( реакция с забортной водой ) , так и прямое сжигание с углём .

Реакция с водой вроде бы экзотермическая , реактор можно использовать как водоподогреватель-экономайзер , утилизируя дополнительное тепло . И , конечно же , вещество удобно тем , что поглощая СО2 даёт на выходе кислород для дыхания подводников .

[Serg]

Считаю , что сравнивать стоит именно три кило термитной смеси с ~4,5 кило керосина с кислородом .

Мне это кажется само-собой разумеющимся. Или настолько криво написал? Вроде бы все требуемые цифры дал.

[Tungsten]

Или настолько криво написал?

Три килограмма железо-алюминиевого термита, по калорийности, эквивалентны килограмму керосина.

Именно так и звучало . Цифры о количестве необходимого кислорода были в другом предложении , и логически разорваны третьим , промежуточным предложением , никак не связанным .

 

По самим термитным смесям - плохо , что дают жидкий металл с высокой температурой , может прожечь дно котла , если как-то его не собирать ( он же должен отдать тепло воде ) . IMHO - слишком хлопотная затея . Надпероксид натрия удобнее будет , хотя и с ним проблем предостаточно .

[Serg]

По самим термитным смесям - плохо , что дают жидкий металл с высокой температурой , может прожечь дно котла

Так ведь и в качестве отопления то что промышленно производится не используется, В основном для сварки и резки металлов, соответственно и требования другие. Ничего не мешает подобрать смесь с более подходящими параметрами для текущей задачи. И у ТС не указано в какое время должны быть такие лодки, поэтому и пытаюсь подыскать варианты топлива для максимально раннего периода. Магний открыли в конце 18 века, причем вместе с его месторождением, перекиси пошли сильно позже.

[Tungsten]

Ничего не мешает подобрать смесь с более подходящими параметрами для текущей задачи.

Может статься , что для данной задачи придётся балластом забить шашку до полной потери смысла . Очень уж бурная реакция .

[prostak_1982]

Я вам уже писал. Торпеда Бреннана. А до нее были другие проекты маховичных торпед.

[dragon.nur]

Если маховичку -- лучше Шварцкопф-Хауэлл.

[Serg]

Может статься , что для данной задачи придётся балластом забить шашку до полной потери смысла . Очень уж бурная реакция .

Не так страшен черт. Во первых, как уже писал, есть способы понижения температуры реакции. Во вторых с огнеупорными материалами тоже большой проблемы нет. Мертель, магнезит, алунд, в конце концов и обычный шамот по идее должен держать. Ну и пока в котелке есть вода проплавить в нем дырку практически невозможно, 

[sergey289121]

Такая бредовая идея : Котёл по типу реактора . Внутри - вода и стержни из термита , которые горят с торца . По мере выгорания стержни вдвигаются . При полном сгорании к стержню присоединяется следующий , без остановки процесса . Работать конечно же не будет , это так - разминка для ума

Почему не будет? Это же горелка, только внутри котла. Хотя паровая машина или турбина забьются быстро отходами сгорания термита.

Вулкан Бётгера под воду? Во-первых, ядовит до хрена (подводники совсем не Наташа Ростова кончат раком), во вторых оксид хрома за собой растворять -- лодку найдут по ШЫКАРНОМУ зелёному хвосту, в котором рыба дохлая всплывать будет.

А если в емкости собирать?

 

[Serg]

Хотя паровая машина или турбина забьются быстро отходами сгорания термита.

Учим матчасть: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сухопарник

[letbur]

Термитные смеси не образуют газовых продуктов при горении.

Углекислый газ я предложил гнать по замкнутому циклу. Брать его на поверхности, из того, что осталось при сжигании угля.

Ну чем он удобен? градиент большой на малых дистанциях, теплопередача затруднена (прямой теплопроводностью, а она в солях и оксидах не ахти,

Хочу заметит, что у угля с теплопередачей гораздо хуже, но его вполне используют. Нужен просто промежуточный (между топливом и котлом) теплоноситель. Как в высокотемпературных атомных реакторах.

Господа, а что насчет слегка запоздавшей советской идеи - кислородной субмарины на надпероксиде натрия? Он стабилен, легко хранится, и выделяет кислород при нагревании до 100 градусов.

Пероксиды натрия - это стимпанково!

Сначала хотел начать причитать, что натрий без электричества не получишь, но оказалось, что все не так сложно.

NaCo3+2C->2Na+3Co

Реакция идет всего при 1000 градусов - вполне достижимая температура. Её можно получить сжигая каменный уголь на обычном воздухе (хотя я бы воздух подогрел, для экономии топлива). Это вам не карбид получать. Далее натрий сжигается в чистом кислороде при 100 атмосферах. Тут узкое место - как получить кислород и высокой давление. Нужны хорошие компрессоры. Но, ИМХО, задача вполне решаемая. Еще одна новость - натрий кипит уже при 800 градусах - то есть из угля и соды получается газообразный натрий. Меня это несколько пугает.

Изменено 29 Jan 2016 пользователем letbur

[dragon.nur]

Уголь сам тепло не передаёт (кроме, мать его, колосников, из-за чего и пятая точка с шурованием и т.п.), передают тепло продукты горения. в основном жидкие (шлак -- воздуху и колосникам тоже) и газообразные. зачастую -- противоточно нагреваемой воде или воздуху. Вот азотик с цэодва и есть "промежуточный теплоноситель" (не будем сильно отвлекаться, но ВТГЯР они не годятся от слова совсем). Замкнутый цикл на чистой углекислоте с термитом -- это значит, что термитная шашка должна быть не поленом, а чем-то вроде ёлки из бенгальских огней -- и снизу под всем этим добром опять же силикат-карбонатные или ещё какие-то пенящие теплоизоляторы, чтоб под (днище топки) котлоагрегата не прогорело на хрен. Прямо перед погружением вынимать колосники, на которых сожжён уголь, вместо содержимого зольного ящика досыпать молотый известняк с песочком, ффтыкать йолачки (тм) и дожигать кислород после закрытия гермолюков? А ещё надо бы оборотную схему газоподачи -- чтобы охладившийся газ организованно, а не как Бог на душу положит, возвращался к термитной свече. Скорость потока -- это компактность котла и нормальное течение теплообмена, опять же немаленькая поверхность нагрева нужна -- иначе у этого котла передача энергии (мы не в космосе) хреновая, а следовательно и полезная мощность слишком низкая, больше в тепловые потери уйдёт. И менять после каждого выхода не только ёлку, но и под. И вообще лучше отдельный (спасибо за идею, да, околореакторной конструкции) котёл-теплообменник под это дело, пусть потихоньку кормит паром машины.

Станцию заправки пероксидом натрия я бы вообще отмёл (кто ещё, кроме европейцев, осилит нормальную ПЛ?) как оружие сурового самоубийства. Японцы? С двадцатой попытки.

[Serg]

Уголь сам тепло не передаёт (кроме, мать его, колосников, из-за чего и пятая точка с шурованием и т.п.), передают тепло продукты горения. в основном жидкие (шлак -- воздуху и колосникам тоже) и газообразные. зачастую -- противоточно нагреваемой воде или воздуху. Вот азотик с цэодва и есть "промежуточный теплоноситель" (не будем сильно отвлекаться, но ВТГЯР они не годятся от слова совсем). Замкнутый цикл на чистой углекислоте с термитом -- это значит, что термитная шашка должна быть не поленом, а чем-то вроде ёлки из бенгальских огней 

. . . . . . . . . 

Узко мыслите и основной нагрев в классической топке идет за счет излучения, а не теплопереноса. И если используется источник тепла не производящий газовых отходов ничего не мешает сделать из него теплонагревательные элементы непосредственного действия. 

P.S. Спасибо, просветили. Буду знать, если ТЭН в чайнике не извергает искры, значит не работает.

[dragon.nur]

А теперь возьмите конструкции двух котлов -- распространённого в те годы судового парового котла произвольного типа (да хоть клятый Никлосс), и несколько более позднего Сюраля -- и сравните. Когда полагаются на "излучение" (поглощаемое первыми двумя-тремя рядами труб) и естественные конвекционные потоки, получается медленно, громоздко и маломощно. Топка -- это не весь котёл, и даже не его половина.

 

Теплонагревательные элементы непосредственного действия из термита в воде и сухопарник -- браво, гениальное решение!

Только вот маленькая ашыпочка всралась с сухопарником -- он не способен на сдерживание даже слаборастворимых веществ (иначе б не было проблем с выносом солей). Оксид магния в основном содержимом котла, горячей воде -- растворяется, превращаясь в гидроксид, как и "верхние" гидроксиды железа будут в вашей свечке "непосредственного действия", и вся эта хренота и через сухопарник полетит в цилиндры машины, где и останется в качестве абразивов. Добро пожаловать и хорошо, если в ремонт.

[Нкоро_]

Вдумчивое курение книжек по истории паровой техники позволило мне сформулировать проблему: Лучшие тепловые аккумуляторы (на солях лития) при использовании с паровой машиной примерно в 5 раз менее эффективны чем электрические. Значит, в лодку их надо засунуть в 5 раз больше. Это возможно, если тепловой аккумулятор возьмет на себя роль части конструкций лодки. Киль, междудонное пространство, балласт, часть прочного корпуса - все это заменяем одним большим тепловым аккумулятором!

 

В центре лодки размещаем обычный котел на нефти или даже угле, спереди и сзади - паровые машины, которые приводят винт, систему циркуляции теплоносителя, редуктор раскрутки маховиков механических торпед, воздушные насосы и прочие вспомогательные механизмы.

 

[Serg]

Теплонагревательные элементы непосредственного действия из термита в воде и сухопарник

. . . . . . 

Саморазогревающиеся консервы видеть не приходилось? Продуктам сгорания из теплоэлемента вовсе не обязательно попадать в пищу котел.

[letbur]

 

Узко мыслите и основной нагрев в классической топке идет за счет излучения, а не теплопереноса. И если используется источник тепла не производящий газовых отходов ничего не мешает сделать из него теплонагревательные элементы непосредственного действия.

Все же в котлах греют именно газы.

Теплонагревательные элементы непосредственного действия из термита в воде и сухопарник -- браво, гениальное решение!

Мне почему-то всегда казалось, что проблема в том, что накипь в котлах образуется. Буду знать...

Лучшие тепловые аккумуляторы (на солях лития) при использовании с паровой машиной примерно в 5 раз менее эффективны чем электрические.

Можно ссылку. Просто самому интересно. А фазовый переход в этих аккумуляторах используется?