Форум

Милая и очень детская книжечка...

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

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.

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.

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.

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.

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

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.

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).