Combustia și poluarea apei și a randamentului

Despre ardere și apă ...

Rémi Guillet (The 03 / 03 / 2012)

Prețul carburanților și al altor combustibili nu a terminat „flambă”, inducând reluarea dezbaterilor recurente (vezi Wikipedia) ca cea legată de o credință a unora într-un efect mai mult sau mai puțin misterios al „dopajului”. "apă" (sau alt efect rezultat din instalarea pe motoare sau pe alt arzător al unui dispozitiv mai mult sau mai puțin "opac" în care apa suferă transformări "libere" în planul energetic, devenind ea însăși combustibil!) ne aduce înapoi la trei informații despre care credem că sunt esențiale despre „combustie și apă”, informații din teza noastră ” Combustia umedă și performanțele sale »(Teza prezentată în 2002 la Universitatea din Nancy 1 - Henri Poincaré - și accesibilă direct în versiunea completă utilizând adresa electronică.

1- Apa care ajunge într-o zonă în care se dezvoltă arderea (într-o mașină termică: motor cu ardere internă sau externă, cazan etc.) și dacă această apă este adusă sub formă de vapori sau lichizi, de aerul de ardere, de combustibil, injectat separat -) are toate șansele de a îmbunătăți „calitatea” combustiei (a combustibilului identificat ca atare!). Fiind capabil să intervină asupra atomizării picăturilor unui combustibil lichid (hidrocarburi grele) precum și asupra multiplelor reacții chimice „intermediare” dezvoltate în timpul arderii, această apă „suplimentară” permite în anumite cazuri apropierea de combustii „dificile”. mai mult (dacă acest lucru este posibil din punct de vedere chimic), completitudinea lor, respingând astfel mai puține particule și alte materiale ne-arse. În plus, și în toate cazurile, prezența apei suplimentare reduce formarea de NOx, deoarece arderea care se apropie de perfecțiune, în special în cazul stoichiometriei, este cu acest „balast termic” apă suplimentară comparativ „mai rece” de aceea întotdeauna mai puțin propice formării oxizilor de azot. (A se vedea referințele indicate în teza menționată deja).

Pentru a citi, de asemenea:  Analiza vibrațiilor unui motor cu injecție de apă

2- Astfel, prezența apei în camera de ardere a unei mașini termice modifică dinamica fizico-chimică a arderii și dacă alimentarea cu apă este controlată, această adăugare de apă, singură, va fi suficientă, printr-o combustie îmbunătățită, pentru a justifica performanța mai bună înregistrată de mașina termică menționată: eficiență mecanică mai bună pentru un motor sau chiar mai multă putere „nominală”, în special pentru anumite turbine cu gaz ... Și „discreție ecologică” mai mare!

Din punctul nostru de vedere, nu există altceva de invocat pentru a „înțelege” ce se întâmplă cu anumite motoare „dopate” de adăugarea de apă. Prin urmare, pornind de la un motor care „își arde” combustibilul slab și, prin urmare, neapărat ineficient, apa adăugată are toate șansele de a îmbunătăți arderea și, prin urmare, concomitent, de a reduce „consumul” motorului menționat. Evident, cu cât utilajul în cauză este mai slab inițial, cu atât beneficiile legate de introducerea de apă suplimentară pot fi semnificative! (Cf. exemplele luate adesea pe motoarele diesel vechi, pe motoarele în doi timpi ...)

În schimb, nimic de așteptat spectaculos de la un motor în stare bună de funcționare. Rețineți că cantitatea de apă introdusă trebuie întotdeauna controlată și nu trebuie să depășească un anumit prag, altfel este posibil să se abată de la efectul dorit, pot apărea alte poluări, în special odată cu formarea de CO ... (Fără uitați că apa în cantități mari sufocă sau „stinge” focul!).

3- Acum, imaginându-ne o mașină termică inițial exemplară din punctul de vedere al arderii, rămâne că apa poate permite termodinamicianului să ia în considerare cicluri (recuperare, regenerare, combinate etc.) care pot crește foarte mult eficiența mecanică a sistemului (prin comparație cu motorul tradițional, în ciclul „deschis”; vezi teza care prezintă în mare măsură aceste cicluri).

Pentru a citi, de asemenea:  Cazan de combustibil fără poluanți, inspirat de doparea apei interne

Mai mult, revenirea la combustie, un alt lucru de reținut. Este vorba despre exploatarea schimbărilor de fază ale apei rezultate în urma arderii. Astfel, condensarea acestuia (dacă este efectiv efectuată într-un recuperator ad hoc) devine o sursă de recuperare „finală” a energiei de ardere. Vorbim despre generatoare de căldură prin condensare pentru instalații de încălzire cu „temperatură scăzută” (cazul instalațiilor de încălzire rezidențiale cu radiatoare supradimensionate, cu încălzire prin pardoseală, a căror temperatură rămâne mult sub 60 ° C etc.). Dar se evocă și ciclul * „pompă de vapori de apă” care face posibilă lărgirea câmpului de aplicare a respectivelor generatoare de condensare în cazul încălzitoarelor la temperatură mai mare, deci peste 60 ° C, adică în cazul încălzire colectivă sau alte instalații termice din sectorul terțiar etc.). Aceste ultime pompe de vapori de apă (sau schimbător de căldură și masă în produsele de ardere înainte de evacuare și aer de ardere) duc de facto la o formă de „ardere umedă” cu virtuțile sale ecologice specifice garantate (în special cea a NOx scăzut etc.) Ne putem referi din nou la teza citată adesea sau la lucrarea „De la diagrama higrometrică a combustiei la pompele de vapori de apă” sau la articolele recente ** (scrise în engleză) care apar în fișierul autorului lui Rémi. Guillet chez l'harmattan, sub articole de articole precum „Ciclul pompei de vapori de apă subliniază avantajele arderii umede”

Pentru a citi, de asemenea:  Sinteza tezelor și ipotezelor despre procesul Gillier-Pantone

4 - (a adăugat 14-10-2015) În cazul motoarelor cu mișcare alternativă, putem aminti, de asemenea, puterea „antidetonantă” (cunoscută anterior) a apei, element a priori inert care (dacă este injectat în faza lichidă în timp ce se evaporă, va reduce sfârșitul temperaturii de compresie amestecului), poate conduce apoi termodinamicianul să profite de această injecție suplimentară de apă pentru a crește raportul de compresie al ciclului și, astfel, pentru a îmbunătăți eficiența mecanică a mașinii sau chiar puterea acesteia (materie de echilibru între reducerea puterii energia introdusă în cilindru și câștigul în eficiența mecanică a ciclului). (A se vedea memento-ul din rezumatul titlului „Combustie pe cale umedă” https://www.amenza.ma/wet-way-combustion.html publicat în 2001 de Elsevier) ...

Citește mai mult:
„Arderea umedă” explicată de R.Guillet la forums
Descărcați rezumatul: Combustia umedă și performanțele sale

1 comentariu la „Combustie și apă, poluare și eficiență”

  1. «Explicații suplimentare de la autorul articolului, Rémi Guillet

    1 - Primul principiu al termodinamicii ne învață că suma muncii + căldurii schimbate cu exteriorul unui „sistem” depinde doar de starea inițială și starea finală. Astfel, puterea calorică a unui combustibil care a suferit o combustie completă nu depinde de „calea urmată” (indiferent dacă există reciclare, reacție intermediară sau nu!).

    2 - În ceea ce privește singura producție de lucru (care este obiectivul unui motor termic, parametrii „mecanici” ai ciclului motorului sunt decisivi (rata de compresie în special, care acționează asupra temperaturilor în sfârșitul compresiei și sfârșitul expansiunii). De aici interesul potențial al apei suplimentare care permite o creștere a raportului de compresie menționat ...).

    (Revizuit la 26 mai 2016) »

Lasă un comentariu

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate *