Верхний предел соответствует составу смеси с максимальной концентрацией водорода с минимальной, в более широких, чем предел детонации, пределах смесь взрывобезопасна.
Второй относительно проверки энергоэффективности устройства эксперимент проводится с целью определения энергетической эффективности работы аппарата c заданными параметрами горючей газовой смеси. Он проводится в герметичной экспериментальной установке. В камере синтеза устанавливается газоанализатор и датчики температуры.
Первое: концентрация водорода в газовой смеси, заданная управляющими параметрами устройства, составляет менее 10%, смесь пересыщена кислородом. Во-первых, это необходимо для обеспечения полного использования водорода; во-вторых, исключает загрязнение среды газом и нарушение баланса воды в экосистеме; и в-третьих, обеспечивает взрывобезопасность устройства.
Смесь до 10% (об.) водорода в воздухе горит, так как распространение пламени исходя из данных (прим. см. лит. 4) возможно, если инертного газа в смеси содержится менее 95%, исходя из того, что газ – азот. Положительный результат эксперимента дает нам возможность утверждать, что работа устройства с параметрами горючей смеси, соответствующими требованиям взрывобезопасности, энергетически эффективна. Значения концентрационных пределов детонационного взрывного сгорания водорода в смеси с воздухом из разных источников до сих пор разнятся, другое, не менее распространенное значение – 4% (об.) для нижнего предела и 75% (об.) для верхнего предела.
Глава четвертая
Физико-химические процессы в энергетическом устройстве
Физико-химические процессы, участвующие в работе плазменно-химического энергетического устройства и включенные в энергетический баланс установки, следующие.
1. Процесс СВЧ термолиза воды в тонкой пленке 2H>2O2H>2 + O>2, ЭХП (энтальпия химического процесса) = 241,82 КДж/моль * R=2 (далее учитывается снижение энтальпии и, соответственно, энергорасхода, так как есть изменение энергии химических связей воды в процессе взаимодействия плазмы с водяной пленкой, см. 2, 4), процесс эндотермический затратный.
2. Процесс горения водорода в кислороде 2H>2 + O>22H>2O, ЭХП = 241,82 КДж/моль, реакция экзотермическая.
3. Процесс взаимодействия электронной плазмы с водяной пленкой Н>2O + e – каталитический процесс ослабления внутримолекулярных связей. В данном процессе электронная плазма катализатор-восстановитель взаимодействует с водородом воды, так что энергия внутримолекулярных связей в целом уменьшается.
3.1. Взаимодействие электронной плазмы с водородными связями воды Н>2О…Н + e – каталитический процесс, так как атом водорода может образовывать связи с несколькими атомами, и одна из связей невалентная, то есть водородная, вода образует связи с плазменной пленкой, в данном процессе плазма – акцептор протона воды, и далее происходит уменьшение плотности водородных связей в водяной пленке, процесс экзотермический, вектор процесса направлен к плазменному восстановлению водорода, находящегося в молекуле воды, до Н>2.
Физико-химические процессы относительно варианта формирования тонкой пленки жидкости, применяя динамики движущихся, вращаемых объектов, поверхностей. Рассмотрим данные процессы более подробно. Первый процесс – термолиз воды (примеры процессов термолиза см. лит. 4), тонкой пленки жидкости, параметры объекта: толщина и движение пленки в пространстве-времени, массообмен – соответствуют необходимым критериям, так как мы управляем динамикой вращения поверхности твердого тела.
