Свежие комментарии

Форум

Добро пожаловать, гость 

Показать / спрятать

Добро пожаловать, гость! Для участия в форуме требуется регистрация.





Страниц: 1 2 [3] 4 5 6
Автор Тема: Самый ранний генератор
Olga G.
Осваивающийся
Сообщения: 42
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 20, 2013, 10:51
Цитата

Милая и очень детская книжечка...

Сергей Венецкий РАССКАЗЫ О МЕТАЛЛАХ
МЕДЬ, СМЕНИВШАЯ КАМЕНЬ
http://allforchildren.ru/rasmet/me12.php#1

kraz
Администратор
Сообщения: 365
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 20, 2013, 11:09
Цитата

1. Медь чем древнее, тем дороже. Вот можно посмотреть хеттские законы - http://www.hist.msu.ru/ER/Etext/hett.htm
там, правда, цена аренды бронзового топора, но можно из этого прикинуть.

2. Боюсь, что наилучшим будет связка электродвигатель переменного - генератор постоянного на одном валу.

3. С медью - мне бы и самому хотелось бы поточнее это все знать, потому что статьи не хватает.

4. Самовозбуждение чего? Надеюсь, не о генераторных лампах речь? 😀
А с электромагнитами генератора там проблем не будет.

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 20, 2013, 12:12
Цитата

Проблема с деньгами в том что стоимость монеты всегда пытались завысить по сравнению со стоимостью тогоже нечеканенного металла.

http://www.hist.msu.ru/ER/Etext/hett.htm
>> Цена 4 мин меди — 1 сикль серебра. Цена 1 циппадани
растительного масла — 2 сикля серебра, 1 циппадани сала — 1 сикль
серебра, 1 циппадани сливочного масла — 1 сикль серебра, 1
циппадани меда — 1 сикль серебра, 2 сыров — 1 сикль серебра

мина - 0.5 кг
сикль (монета массой около 11,4 граммов)
циппадани (100 кубических сантиметров)

Серебро к меди 1 к 200? Генератор(6 кило меди) за 150 милилитров масла или 300 меда/масла? Это фиксированные государством цены всегда такой идиотизм.

>> 2. Боюсь, что наилучшим будет связка электродвигатель переменного - генератор постоянного на одном валу.

Я имел в виду выпрямление тока в самом генераторе.Сщетки, электролиты, релюшки.

>> 4. Самовозбуждение чего? Надеюсь, не о генераторных лампах речь? 😀

Если подключить электромагниты к самому генератору то получается обратная положительная связь - чем больше ток, тем сильнее работают эмагниты, тем сильнее наводящийся ток. Вопрос как стабилизировать нужный режим, желательно без ручного труда.

dan14444
Про
Сообщения: 384
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 20, 2013, 13:31
Цитата

3. Простейший способ очистки меди.

Очевидно, электролитический. Гальваники достаточно - моль на моль с железом. А после первого, самого хренового генератора - так и вовсе.

Выпрямление: про электролиты ПМСМ лучше забыть. Только реле синхронизованное, ну и с переходом на быстрые крутилки - оно же в виде щёток.

Iozh
Новичок
Сообщения: 19
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 12:53
Цитата

Есть интересная технология, практически бессмысленная сейчас, но имеющая смысл для некоторых случаев "попаданий".
Топливные элементы на угле - прямая конверсия (древесного) угля в электричество.

Обычно ТЭ ассоциируются с протонобменными мембранами или керамикой из альфа-гнинозёма с рутением и палладием, в общем - безумно дорогой хайтек.

Но есть способ технологически ниже на пару ступеней (первые - более чем успешные - опыты проведены в начале 20-го века). Потребуется серебро, натриевая щелочь, воздуходуй, ну и, собссно, уголь. Уголь помещается в серебрянную ёмкость с щелочью, нагревается до 600-900С (первично, потом реакция окисления греет всё сама), снизу к нему подводится (пробулькивается) воздух.

К углю подводится отрицательный электрод (поэтому электропроводность угля важна, поэтому древесный хорошо прессованый уголь желателен), металл ёмкости - положительный. Начинаем пробулькивать воздух, уголь начинает гореть.
Принципиально одна ячейка даёт напряжение несколько вольт (не помню полные расклады по электрохимии, но больше вольта), на практике люди в домашних условиях достигали 180-250мВ на ячейку. КПД процесса у изобретателя начала века (Жако, НЯП) был около 20%, в теории (тут помню цифру) - около 70%. Департамент Энергетики США (который с 50-х годов периодически возбуждается и финансирует работы по этой теме) заявлял, что в опытно-промышленных установках (масщтабы - сотни Вт и киловатты) достигнут КПД в 40%, в лаборатории - больше 50.
Если кому интересно, почему это дело так и не пошло далее, то проблема в загаживании электролита реально выкопаным из земли углём; главная забота американцев была и есть в первую очередь - сжигание бурых углей низкого качества; антрацит и кокс они и так знают, куда девать. Коррозия ёмкостей при сжигании миллионов тонн угля - тоже не такая простая проблема. Всё это решается пристанционным рециклированием, но геммороя больше, чем профита, поэтому американцы (и весь мир) сосредоточились на котлах с кипящим слоем, водоэмульсии и паровых турбинах на сверхкритических параметрах. Тут примерно та же история, что с МГД в СССР.

Ванночки неожиданно долгоживущи, помимо чистой термодинамики и химии серебро в щелочи защищено ещё и электропотенциалом ячейки (тут есть засада, о ней далее).

Есть серьёзные минусы:
- высокая температура;
- горячая щелочь;
- низкий (относительно других гальванических элементов) КПД;
- если электричество вырабатывается в заметных количествах, уголь нужно подавать-пододвигать в зону реакции, а там - см. первые два пунтка;
- КПД критичен к качеству сырья
- щелочь загаживается примесями в угле и рано или поздно становится непригодной к применению. Что ещё хуже, если загадить электролит очень сильно серой, то можно и серебряную ёмкость/арматуру крепко попортить;
- процесс требует инициализации, и непрерывен: тратишь ты энергию или не тратишь - уголь горит;
- а, да: нужен постоянный подвод воздуха (пусть хоть 0.1 атм, но всё же).
- относительно других элементов малая удельная плотность мощности (чтоб дугу запалить - это большую систему ваять нужно);
- сложность с получением высокого напряжения.

Плюсы:
- это гальваноэлемент, способный производить электричество в наибольших количествах из всех, и по более-менее приемлимой цене. 1кг угля даёт 1-2кВт*ч - это уже очень ощутимо в отличие от вольтового столба, а килограмма щелочи хватает (в зависимости от качества угля) чтоб спалить 10-50кг(!) (в принципе какого-то предела нет вообще - всё зависит от чистоты палимого углерода, но в эту волшебную страну Принцип - фига попадёшь)
- материалы дороги (серебро), но доступны издревле. Что до расходников, пожалуй, самая большая проблема, - крепкая щелочь. Но таки и она дешевле цинка. Сырьё - даже если брать хорошо предобработаный древесный уголь - копеечное; отработаная щелочь не уходит необратимо, а поддаётся регенерации;
- очень низкотехнологичен по сравнению с любым машинным преобразованием тепла из топлива;
- огромный, гигантский, очень высокий КПД по сравнению с машинным преобразованием; даже в наше время стирлинг или паровик с чистым КПД 10-20% от ТОПЛИВА - собрать очень заморочно, имея весь станковый парк, доступ к высокотехнологичным и чистым материалам, готовые компоненты запредельного качества (редкоземельные магниты, например), системы проектирования и интернет со всей мыслимой инфой под боком;
- устройство не требует высококвалифицированых работ: единыжды объяснив, как раскатывать серебряную фольгу по керамике и поставив дело на поток, попаданец может переключиться на что-то ещё; производство древесного угля тоже не проблема;
- метод универсален, не привязан к месту и времени года, не требует источника первичной энергии в виде реки;
- капитальные затраты относительно низки. Серебро (платина, золото, никель - любой устойчивый к щелочи металл) не тратятся необратимо и могут быть из установки извлечены, что даёт некоторые преимущества по сравнению с тратами на вытачивание непонятно загнутого железа: траты "обратимы".
- "бросовое" тепло установки имеет высокий потенциал (несколько сот С), и вид (дымовые газы) пригодные для другого дела;
- постоянное напряжение изначально.

Подытоживая:
- это штука МНОГО проще и технологичнее стирлинга или паровой машины с электрогенератором или даже электрогенератора отдельно.
- это штука потенциально даёт МНОГО больше электричества, чем обычные гальванические элементы.

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 13:10
Цитата

Очень хорошо. Тут уже обсуждали гальванику из чугуна и щелочью из поташа, но это даже лучше.

Я так понимаю не обязательно всю ванночку делать из серебра? Керамика и кусок серебрянной фольги? Хорошо бы оценить минимум расхода серебра на киловатт.

Щелочь в принципе можно получать из соли, из той же электроэнергии. Или сода плюс гашеная известь, достаточно доступные компоненты. Хотя надо посмотреть как ее концентрировать.

>> - процесс требует инициализации, и непрерывен: тратишь ты энергию или не тратишь - уголь горит;

Я так понимаю перекрыть подачу кислорода и все остановится. Правда потом опять греть.

Iozh
Новичок
Сообщения: 19
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 13:19
Цитата

Цитата vashu1 August 22, 2013, 13:10
Я так понимаю не обязательно всю ванночку делать из серебра? Керамика и кусок серебрянной фольги? Хорошо бы оценить минимум расхода серебра на киловатт.

Минимум? Ноль. 🙂
Всё зависит от качества угля, щелочи и грамотной эксплуатации установки.
Вообще говоря, серебро взято лишь как наиболее дешевое из доступного и наиболее доступное из дешевого. Золото (пусть покрытие) - будет почти вечно.
Металл тут не расходуется, он нужен только для того, чтобы эффективно снимать электричество с электролита. Расходники - уголь и кислород воздуха.

Щелочь в принципе можно получать из соли, из той же электроэнергии.

Принцип - это такое волшебное место, где возможно очень многое. 🙂
Надо считать "коэффициент усиления энергии", то есть, какую долю установка будет тратить на себя.

Я так понимаю перекрыть подачу кислорода и все остановится. Правда потом опять греть.

Именно так.
Но пока не остыло, можно запустить снова, конечно. Тут вопрос качества теплоизоляции.
Тут как с печкой - можно, например, на время снизить подачу воздуха до минимально достаточной для поддержания температуры.

Но запуск (и система запуска) - это отдельный гемморой. Печь, требующая исключительно угля (на дровах не хватит температуры), да ещё и лучше, если с поддувом. 600С - это нужно в реакторе иметь, а значит, при реальной конструкции печи из глины, в топке должно быть все 1500С. Ну, если печка из чугуна или если "пусковое" топливо - метан или синтез-газ - то всё чуть проще...

Но в любом случае классическая батарейка из гальванических элементов имеет 100500 очков форы по простоте использования и скорости запуска. Тут же нечто промежуточное между "металлической" батарейкой и машинным электричеством из дров.

Технология неуниверсальна, у неё своя ниша.

dan14444
Про
Сообщения: 384
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 13:37
Цитата

В таких элементах топливо - проблема. Как сделать достаточно проводящий уголь в древности? На просто древесном или каменном - нифига хорошего не выйдет, не графит же жечь... Разве что прямо на шахту попал :).
Винтовой пресс? Просто 10 тонн камней? Что нужно и чего хватит?

И ещё проблема - изоляция проводящего угля от ёмкости, иначе всё на КЗ уйдёт. Ну или КПД совсем никакой будет.

Третья проблема - собственно щёлочь. Горящий уголь = СО2 = карбонат. Впрочем если температура достаточно высока... Тогда вообще вместо щёлочи поташ сыпать можно, но у серебра Тпл всего 900...

А вот серебряная фольга не обязательна - мажем горшок солью металла, греем - и готово.

В общем, ссылки на прототипы и прочие первоисточники - приветствуются, будем обсуждать :).

vashu1
Про
Сообщения: 431
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 13:40
Цитата

Цитата Iozh August 22, 2013, 13:19

Цитата vashu1 August 22, 2013, 13:10
Щелочь в принципе можно получать из соли, из той же электроэнергии.

Принцип - это такое волшебное место, где возможно очень многое. 🙂
Надо считать "коэффициент усиления энергии", то есть, какую долю установка будет тратить на себя.

Уголь это минимум 15 мДж на кг, при КПД 10% и расходе щелочи 1 к 10 получаем 5 квЧ выхода с килограмма.

Получение щелочи - от 3 квЧ на кг. При таких цифрах это самоедство.

Если КПД 20% и расход 1 к 50, то расход на щелочь меньше 10% от выхода.

Iozh
Новичок
Сообщения: 19
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 13:44
Цитата

Есть и ещё одна новая технология, неизвестная во время, когда она была бы полезна (но это уже для парового века и ниша её ещё Уже).

Это AMTEC - генерация электричества с использованием изменения электрохимического потенциала натрия при температуре. Температуры "на входе" - 800-1000С (то есть, топливо - только уголь, газ, нефть и т.п., не дрова), сбросное тепло - выше 100С, КПД 10-15% (лабораторный предел при помянутых параметрах 30%, реально достигнуто около 17%).

Преимущества в том, что такая система относительно компактна, не имеет движущихся частей и не использует высоких давлений (относительно безопасна). Система требует высоких технологий (один металлическийнатрий и обращение с ним чего стОят), но в некоторых нишах имеет смысл. Например, как замена паровикам на небольших военных судах. На больших паровые машины уделают по удельной мощности и стоимости.

dan14444
Про
Сообщения: 384
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 13:48
Цитата

Издяваитесь? 🙂 Натрий в газовой фазе, не говоря про всё остальное...

Iozh
Новичок
Сообщения: 19
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 14:04
Цитата

Цитата dan14444 August 22, 2013, 13:37
В таких элементах топливо - проблема. Как сделать достаточно проводящий уголь в древности? На просто древесном или каменном - нифига хорошего не выйдет

На прессованом древесном угле выходит у самодельщиков. Это "настольный", доступный домашний опыт.

На каменном - требуется предварительная размолка и прессовка с графитом более высокого качества. Доказано, что хорошее - таки выходит, 🙂 но этим занимались в наше время, и на мой взгляд - это ни разу не для попаданца.
Попаданцу имеет смысл рассматривать древесный.

И ещё проблема - изоляция проводящего угля от ёмкости, иначе всё на КЗ уйдёт. Ну или КПД совсем никакой будет.

Это решается именно с друвесным углём: его можно прессовать в стержни достаточной прочности, чтоб потом безопасно подавать сверху. С каменным углём тоже всё решалось (есть патенты начала века, да и амы полвека не только сопли жевали), но там много других бед - ну, примеси менее контрлируемы, проводимость фиг знает какая...
Хоть сколь-нить контролируемые параметры можно получить, если делаешь топливо сам.

Третья проблема - собственно щёлочь. Горящий уголь = СО2 = карбонат. Впрочем если температура достаточно высока... Тогда вообще вместо щёлочи поташ сыпать можно, но у серебра Тпл всего 900...

Это не проблема. Ну, то есть, это всё уже вдоль и поперёк исследовано, и химия, и электрохимия - там всё ОК.
С температурой у серебра всё ОК, потому что горит-то - уголь. И температуры, опасные для серебра - именно там, у угля, в центре. У стенок много ниже. Этой проблемы тоже нет.

А вот серебряная фольга не обязательна - мажем горшок солью металла, греем - и готово.

Ну, ключевой момент в сопротивлении. Напряжение элемента очень низкое, поэтому потери на внутреннем сопротивлении очень высоки (это главное, где происходят реальные потери, так-то КПД очень велик).
Поэтому - ёмкость из металла.
Поэтому - достаточно толстая.
Поэтому - лучше древесный уголь (его можно намазать и запрессовать на серебряный стержень)

В общем, ссылки на прототипы и прочие первоисточники - приветствуются, будем обсуждать :).

google://"топливные элементы жако"
google://DCFC

Для затравки - первая же ссылка (на какого-то русского энтузиаста).
http://ecovillage.narod.ru/energy/jacques/coal_words.htm

Iozh
Новичок
Сообщения: 19
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 14:06
Цитата

Цитата dan14444 August 22, 2013, 13:48
Издяваитесь? 🙂 Натрий в газовой фазе, не говоря про всё остальное...

Нет. Для конца - 19-го века более чем посильно. Металлический натрий - да, заморочно. Но реально.
(Газовая фаза с небольшим давлением появляется при работе машины).

Паровик с высокими параметрами - куда более серьёзный хайтек и серьезные вложения в производство. Но делали же.

dan14444
Про
Сообщения: 384
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 14:37
Цитата

Насчёт AMTEC - считаю это хайтечной вундервафлей, несерьёзно раньше 20 века.

DCFC - интереснее.

"Прессовка с графитом" - это ни разу не "просто древесный уголь".

Насчёт "толстой ёмкости из металла" поскольку "внутреннее сопротивление" - это чушь, конечно. Ёмкость любая, металла 10 микрон более чем достаточно. Именно из-за внутреннего сопротивления.

С карбонатами - как я понимаю, это основной механизм убиения щёлочи: либо температуру задирать, либо электролит менять постоянно.

По электроду - посмотрел описание "энтузиаста", проще чем я ожидал, но требует > 1000С в любом случае. Либо графит.

Так что сделать нормальные угольные электроды - сложнее чем примитивное железо (при наличии руды). Но после доведения технологии - так лучше, чем пережигать железо гальваникой и, возможно, проще генератора.

Начинать с DCFC на мой взгляд попаданцу не стоит, а вот имея производство хлоратов из железа - можно и угольный электрод попробовать сделать. Исключение, повторюсь - доступ к дешёвому графиту.

Если есть более пристойные методы изготовления расходных электродов в древности - в студию.

Iozh
Новичок
Сообщения: 19
Permalink
Сообщение Ответ на: Самый ранний генератор
 August 22, 2013, 14:53
Цитата

Насчёт AMTEC - считаю это хайтечной вундервафлей, несерьёзно раньше 20 века.

Ближе. Конец 19-го. Как только появилось электричество в количествах, достаточных для наработки натрия, вменяемые химики, способные с ним работать и вообще промкультура. Для того времени - вменяемая, реальная технология, дающая значимые выгоды в своей нише. Это _реальный_ хайтек, с паровыми машинами проблем было больше.

"Прессовка с графитом" - это ни разу не "просто древесный уголь".

? Либо прессовка с каменным углём чего-то типа графита, либо "просто древесный уголь". Предобработаный, конечно - прессованый, отожженый, но в качестве сырья - ТОЛЬКО дерево.

С карбонатами - как я понимаю, это основной механизм убиения щёлочи: либо температуру задирать, либо электролит менять постоянно.

Нет, они разлагаются.

По электроду - посмотрел описание "энтузиаста", проще чем я ожидал, но требует > 1000С в любом случае. Либо графит.

1000С - это температура окисления, вовсе не температура электролита.

Если есть более пристойные методы изготовления расходных электродов в древности - в студию.

Конечно. Древесный уголь растираем, смачиваем углеводородом в виде жидкости (маслом, спиртом, продуктами сухой перегонки), прессуем в форме на электроды (высокое давление НЕ принципиально), ме-едленно, чтобы подавить порообразование, пиролизуем до твердого состояния.
Не по штуке, конечно. За раз - по десятку, а то и сотне, в зависимости от размеров ячейки, штук.

Из личных экспериментов, правильный прессованный древесный уголь - неплохой проводник (хотя, конечно, ему далеко до металлизированного графита из щёток).

Страниц: 1 2 [3] 4 5 6
Mingle Forum by cartpauj
Версия: 1.0.34 ; Страница загружена за 0.229 секунд.