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CONSTRUTOR, PROPRIETÁRIO
Fogo da água. Dicas para o dono da casa
Diretório / Construtor, mestre da casa Todos ficarão convencidos de que alguns litros de água são suficientes para produzir uma chama de alta temperatura (200 °C) depois de ler a descrição do projeto do eletrolisador que desenvolvi. A alta temperatura da tocha garante a soldagem de metais ferrosos e não ferrosos com quase qualquer solda refratária ou com o próprio metal (soldagem). A alta concentração de calor em um ponto estreito permite queimar, por exemplo, furos de Ø 2 mm ou mais em chapas de aço finas, ferramentas de tratamento térmico e realizar cortes moldados em chapas de aço finas. Um queimador de “água” pode ser usado para processar esmaltes, cerâmicas e vidros, incluindo quartzo. Para fazer isso, entretanto, a temperatura da tocha é aumentada em 5000 °C (o método não é descrito aqui). A tocha resultante é silenciosa, a ausência de carbono em sua composição garante a ausência de fumaça. O produto residual da combustão é simplesmente vapor de água superaquecido, que é incolor e inodoro.
Com base na fabricação do dispositivo por qualquer artesão, é oferecido um design extremamente simples, no qual não há cilindros, caixas de engrenagens, válvulas e um queimador complexo. A parte principal do dispositivo é um eletrolisador; consiste em uma série de cavidades herméticas formadas por eletrodos, juntas entre eles e placas. A vedação da embalagem assim montada é realizada com parafusos acopladores.
Características técnicas do eletrolisador
Através do tubo de enchimento, as cavidades são preenchidas com eletrólito; seu nível é limitado à extremidade superior do tubo. O orifício localizado na parte inferior de cada eletrodo serve para preencher uniformemente cada cavidade com eletrólito. O ramal inferior destina-se ao esvaziamento de cavidades. Ambos os tubos são hermeticamente fechados. Durante a eletrólise, a mistura gasosa resultante de oxigênio e hidrogênio através do orifício localizado na parte superior de cada eletrodo é enviada para o reservatório, dividido em duas partes por uma divisória. A partir dele, a mistura entra na comporta d'água por meio de uma conexão e uma mangueira, borbulha (passa) por uma camada de água e entra no queimador pela mangueira. Uma parte igualmente importante do dispositivo é um selo d'água. Serve para separar as mangueiras de gás de entrada e saída com uma coluna de água de 120-150 mm de altura, através da qual o gás borbulha. O obturador protege de forma confiável o eletrolisador de um flash acidental de gás na mangueira do queimador. Seu corpo é feito de um tubo de metal Ø 100 mm, soldado em ambas as extremidades. A água é derramada através do tubo até o nível de controle superior. O guindaste está localizado no nível longitudinal inferior. A grelha serve de suporte para um filtro feito de qualquer material granular incombustível. O filtro evita que a umidade seja carregada pelo gás. O receptor de gás termina com uma válvula anti-retorno de design convencional. Uma válvula antirretorno com campânula também é montada no corpo, que é acionada por um flash acidental de gás. Interruptor automático de tensão - caseiro. É composto por um invólucro, um contator e um bulbo de borracha. A cavidade deste último está conectada à cavidade do selo d'água. Quando a pressão no sistema é excedida, a pêra incha e, pressionando a alavanca do contator, desliga o dispositivo da rede elétrica. O diagrama de fiação do retificador consiste nos seguintes elementos: autotransformador de laboratório - LATR 2 kW, transformador abaixador 220/65 V, ponte de diodos de 15 A (de qualquer projeto), fusível de 20 A, amperímetro (escala não inferior a 15 A), voltímetro.
O retificador é conectado ao eletrolisador bipolar, conforme indicado no diagrama. O diagrama de blocos fica assim: Rede 220 V > Retificador > Eletrolisador > Selo d'água > Queimador
Cálculo e produção De acordo com a lei de Faraday, durante a eletrólise, a quantidade de substância liberada é proporcional à força da corrente. Teoricamente, cada 2V.7 A produz 11,7 litros de hidrogênio e 5,85 litros de oxigênio. Na prática, a saída de corrente nunca é 100%. A queda de tensão em cada par de eletrodos (calculada) é de 2 V. A densidade de corrente por 1 dm2 da área do eletrodo depende do tempo de operação contínua do eletrolisador e varia de 2 a 5 A. A simplicidade do projeto permitiu reduzir o número de peças principais para três: um eletrodo, uma junta e uma placa. Eletrodo - chapa decapada ou ferro transformador 250x250 mm com espessura de 0,3-0,5 mm (32 unid.). Junta - borracha de dureza média (flange), anel Ø 220 x Ø 250 mm, espessura - 4-6 mm (31 unid.). Placa - qualquer material isolante (folha) 300x350 mm, espessura de pelo menos 20 mm (2 unid.). Parafusos de aperto - M12 em aço 45, comprimento - conforme localização (mínimo 4 peças). O eletrólito é uma solução de hidróxido de sódio a 22% (NaOH) em água destilada. À medida que é consumido (quantidade total 4 l), apenas água destilada é adicionada ao eletrolisador. Antes de despejar o eletrólito, é necessário testar a estanqueidade do eletrolisador montado, enchendo-o sob pressão com água da rede municipal; as menores manchas são cuidadosamente eliminadas. Durante a operação do eletrolisador, o aquecimento do eletrólito acima de 65°C não deve ser permitido. Devido à constância da composição da mistura de gás emitida pelo eletrolisador, os requisitos para o queimador também são simplificados. Pode ser uma agulha de injeção comum de uma seringa médica, mais precisamente, um conjunto de agulhas de diferentes diâmetros, de 0,3 a 1 mm. A agulha é presa ao cone do encaixe do cabo da mesma forma que na seringa. A alça do queimador é um pedaço de tubo ao qual o gás é fornecido a partir de uma comporta de água por meio de um encaixe e uma mangueira. Dentro do cabo é colocada embalagem extintora em forma de granalha de metal fino e malha. Como mangueiras, é usado um tubo de PVC Ø 4-5 mm. Recomendações de segurança Deve ser lembrado que a mistura de hidrogênio e oxigênio produzida pelo eletrolisador é explosiva! Porém, o próprio aparelho, com o cuidado de sua execução e a precisão de trabalhar com ele, não representa nenhum perigo. Isso é conseguido pelo fato de não haver contêineres intermediários de volume significativo; o gás não se acumula em lugar nenhum: quanto é produzido, a mesma quantidade é consumida simultaneamente pela tocha. No entanto, é categoricamente inaceitável encher qualquer recipiente com a mistura de gases resultante para quaisquer fins tecnológicos e, mais ainda, bolas voadoras infantis infláveis. Em nenhum caso você também deve verificar o aperto das juntas no projeto do eletrolisador com uma vela, fósforo ou outra chama aberta; também é inaceitável trabalhar sem despejar água no nível de controle superior da comporta ou sem uma verificação sistemática da presença de água nela, preenchida antes de iniciar o trabalho. A diminuição dos níveis de eletrólitos também é perigosa. É necessário adicionar constantemente água destilada à medida que o eletrólito é consumido. Ao preparar o eletrólito, use óculos de proteção e luvas de borracha. É necessário extinguir a tocha de trabalho da chama não desligando a fonte de alimentação, mas abaixando a agulha em um recipiente com água, caso contrário a agulha superaquecerá e falhará. O operador deve trabalhar com o queimador usando óculos de proteção contra luz. Em conclusão, algumas palavras sobre perspectivas. Os designers sabem que não existem máquinas, dispositivos, instrumentos que não possam ser melhorados. Isso também se aplica ao eletrolisador. Aqui é possível, por exemplo, dispensar um LATR e um transformador em um retificador, sem diminuir a qualidade operacional; na própria célula - sem borracha ou outras juntas; mude o modo de operação para contínuo; aumentar a temperatura da chama de 2000 para 3000 °C. Existem muitos lugares que são cortados sazonalmente por estradas ou muito longe das bases de abastecimento. Para quem trabalha nessas condições, o autor desenvolveu um modelo de eletrolisador que produz gás sob pressão, especialmente para realizar trabalhos pontuais, por exemplo, de emergência, com grande potência da tocha. Espero, juntamente com os leitores interessados, fazer uma ampla verificação desse desenvolvimento que me parece promissor. Autor: S. Serov
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Comentários sobre o artigo: Alex Tentei, funciona [up] BS 1) <<...chama de alta temperatura (200°C)>>??? Ou 2000°C [rolo]? 2) <<soldas refratárias ou o próprio metal (soldagem)>>>??? [lista]
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