Сварка рамы или "Огонь из воды"

Эта тема - продолжение разговора из
http://xt.ht/phpbb/viewtopic.php?f=31&t=160956&p=1142317#p1142290
о возможности применения технологии электролиза воды для получения водорода и кислорода с последующим использованием их в процессе сварки твердыми припоями, в частности велосипедных рам.
++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++


Наверное играет роль теплотворная способность газов (паров). Углеводороды имеют большую чем водород теплотворную способность. Там еще и углерод горит. ИМХО все в этом.

Это для пионеров - игрушка.

Реально рабочий вариант плюс современные технологии могут дать очень хороший результат!

Здесь многое нужно обсудить. Хотя уже есть некоторые идеи.
Хочу сделать некоторое отступление.
Тема довольно узкоспециализированая. А заинтересованные читатели хотят чертежи/описание/фото/и т.д. простой/дешовой/доступной сварочной установки. Поэтому ИМХО нужно стремиться к наиболее реальным схемам. Хотя идея с инвертром хороша! Я в дебрях Сети находил описание американского патента на получение гремучего газа при воздействии на воду током пилообразной формы а не постоянного. Пишут, что выход газа значительно больше а КПД выше. Вот и работа для инвертора. Там это очень просто получить.
По поводу раздельности газов есть сомнения. Не усложнит ли это установку?

_________________
Моя нанолабораторія.

Наоборот - упростит. Нет смеси О2 и Н2 - нет риска взрыва.
Пульсирующий ток - тоже выгоднее постоянного. Ток есть, какое то количество воды разложилось - и пузырьки уменьшили проводимость возле электрода. Ток упал, газ вышел вверх, и процесс повторяем.

Корпуса АКБ - готовые электролизерные ванны, только крышку переделать, и на ремстанциях АКБ их можно купить почти даром, так же как и трансформаторные сердечники -на базах приема металлолома. А это - считай готовые и хорошие электроды. Тонкие и толстые трубки из меди - у холодильщиков и кондиционерщиков. Так что технически воспроизвести это - несложно и недорого.
Вопрос в другом - а на фига? Выпаять трубки из рамы - вполне достаточно хорошей пропан-бутановой горелки, бензореза. Сваривать низкоуглеродистую - электросварки. Для науглероживания - тоже не нужна водород/кислородная. Высокоуглеродистую - тоже неплохо варить инвертором.
Вот для стеклодувных работ, для ювелирки - да, хороша. Маленькое, чистое и акуратное пламя. Но хуже проф оборудования. А кроме того? Напайка твердого сплава - Так тут аргоновая лучше. Смысл городить? И еще - Варить надо уметь, этому приходится учиться, и КМК стоит уже осваивать хороший профессиональный инструмент.
То есть сделать - можно. Но составить им реальную конкуренцию профи с фабричного производства инструментом, КМК, затруднительно.

Риск взрыва есть всегда. Особенно когда в гараже стоит баллон с жидким пропаном и рядом с - кислородом, оба под давлением. А электролизер выключил и все.


Размышления на тему корпуса вкладываю отдельным файлом.

Смысл есть.
1 - Безопасней. Кислород и пропан необходимо правильно хранить. А тут хранится железка которая не представляет никакой опасности а просто требует осторожного обращения во время работы. А между Кислородным баллоном и пропановым должно быть четко указанное расстояние как во время работы так и хранения (это к слову о проффессионализме) .
2 - Независимость от поставщиков газов. Вода и электричество всегда под рукой.
3 - Вес и объем установки ИМХО гораздо меньше профессиональной.

Все новое - это хорошо забытая установка Г. С. Альтшуллера, из Баку Интересно, еслибы создать в заводских условиях, с привлечением выскоквалифицированных конструкторов, новейших технологий и материалов такую установку? Думаю получился бы аппарат не хуже пропанового. И вполне проффессиональный.

_________________
Моя нанолабораторія.

Встрять что ли в разговор? Есть что сказать по сути

_________________
Лазерный прицел для дробовика - красная лампа с надетым на неё дуршлагом
Перед тем как постить глупость на форуме - воспользуйтесь поиском. Возможно, эту глупость постил кто-нибудь до вас.

По сути очень желательно ибо форум есть коллективный разум.

_________________
Моя нанолабораторія.

По сути - главный вопрос - зачем? Чем такая установка будет лучше?
Высокие и сверхвысокие температуры? Тут электросварка безусловный лидер.
Пайка факелом - да, смысл имеет, особенно если баллоны с газом и особенно с кислородом, труднодоступны. Очень даже имеет смысл, если работы в тех местах, где на кислородный баллон, на резьбу может попасть даже очень небольшое количество масла - это весьма опасно. ( В кислороде горит всё... А уж когда он под высоким давлением )
Так что от больших объемов сжатых газов избавиться - очень весомый плюс.
Но вот то, что работать с газами от электролизера придется с очень малым давлением, да и с небольшим объемом - не просто минус, а минус громадный. И, похоже, этот минус и перевешивает, в пром применении, все плюсы.
Ну и про альтернативу не забудем - и для резки и для сварки в экспресс применении еще никто не отменил такой интересной штуки, как термит, причем термитные карандаши для сварки на верхотуре, в нашей стране, к примеру, используют весьма активно.

Есть два основных типа электролитических генераторов водорода. Сначала о необходимой энергии. В любом случае, надо затратить 2.3 А*ч на получение 1 л водрода при комнатной температуре и давлении. Напряжение там около двух вольт. Это без учета КПД. Теперь о типах электролизеров. Классический с солевым или каким-либо другим раствором греется, причем очень сильно. Тупо за счет омического сопротивления электролита и большого тока. Можно прикинуть, сколько энергии при этом улетит в трубу, если знать геометрию электродов, емкости и состав электролита. Другой тип электролизера - с твердым электролитом. Его даже держал в руках. Генератор на 6 л водорода в час - это цельночугуниевый кирпич размером 15х15х15 см, который стоит от 700 долларов и требует для своего питания деионизированной воды, дистиллированная не катит. Иначе сдохнет за несколько часов. Кушает он 12 В/8 А - шесть ячеек соединены последовательно. Греется градусов до 60.

_________________
Лазерный прицел для дробовика - красная лампа с надетым на неё дуршлагом
Перед тем как постить глупость на форуме - воспользуйтесь поиском. Возможно, эту глупость постил кто-нибудь до вас.

Вот. Добавить к этому нечего. "Все имеет свое начало и свой конец" говорили древние китайцы и тема пришла к счастливому концу.
Поэтому строить электролизер можно но "если сильно надо!"

_________________
Моя нанолабораторія.

Как-то не очень хорошо получается.

Рассмотрим одну ячейку электролизера. На каждый атом водорода, который будет выделяться, через ячейку должен пройти заряд одного электрона(на каждую молекулу - два электрона). Значит если I - ток, e - заряд электрона, N - число авогадро, то в одну секунду будет выделяться I/e атомов водорода или I/e/N грамм водорода (молярная масса атома атома водорода - 1).

Удельная теплота сгорания водорода - 121МДж/кг = 121КДж/г = 121*10^3 Дж/г

e = 1,6*10^-19Кл
N = 6*10^23

Тогда при токе в один ампер получаем мощность I/e/N*121*10^3 Дж/г = 1/(1,6*10^-19)/(6*10^23)*121*10^3 = 1,25Вт

Пропуская через одну ячейку 1 ампер, получаем водорода на питание горелки мощностью 1,25 ватт.

Если нужна мощность около киловатта, то уже нужен ток 1000А. Делаем 10 секций электролизера, нужен ток 100А.

Теперь вопрос, какая типичная мощность небольшой пропан-кислородной горелки?

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

С этого места, прошу поподробнее. При параллельном включении делится ток а при последовательном напряжение.
Да, 1000А при напряжении 1В = 1кВт. Как не играй параллельно-последовательно мощность 1 кВт.

Чем больше удельная теплота сгорания топлива, тем меньше удельный расход топлива при той же величине коэффициента полезного действия (КПД).
Удельная теплота сгорания веществ в воздухе http://ru.wikipedia.org/wiki/%D3%E4%E5%EB%FC%ED%E0%FF_%F2%E5%EF%EB%EE%F2%E0_%F1%E3%EE%F0%E0%ED%E8%FF
Получается водороду нет равных (в разы).

_________________
Моя нанолабораторія.

Да, ток не делится, но при последовательном включении через каждую секцию проходит ток в 100А, значит каждая ячейка выдает водорода на 125 ватт. И если их 10 штук, то всего водорода будет на 1250Вт.

Просто каждая пара анод-катод на каждые 1А тока выдает водорода на 1,25Вт. И прежде всего, нас интересует суммарный ток через все секции.

Увеличивать мощность можно либо увеличением площади электродов(равносильно параллельному включению секций) и тогда должен расти ток, либо последовательным соединением секций и тогда растет напряжение.


Это по массе. Но вот водород при одинаковом давлении и температуре в 22 раза легче пропана и в 13 раз легче ацетилена.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Ну и главная проблема - электроды. Встречал в интернете рекомендации о 1000мм^2 на каждый ампер тока. Каждый ампер тока - 1,25Вт. На 1250Вт нужно 1м^2 площади анода и столько же катода.

Да и нержавейка не каждая подходит. Сейчас вот провожу тест с какой-то нержавейкой(марка стали мне не известна) из трубы дымохода в растворе KOH в дистилированной воде. Хочу продержать его 24 часа. Прошло только 16 часов, но уже электроды потемнели, а раствор подкрасился цветом ржавчины. Хотя ток более-менее стабилен.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Через час работы уже такое вот:

Слева - анод, справа - катод. Эх....

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

электроды должны быть ровными и гладкими т.е материал должен быть жестким и стабильным. межэлектродное расстояние должно быть всегда одинаковым. а у тебя фольга кривая? и вообще-то промышленных образцов валом и на соотв. форумах их конструкции освещены и еще валом всяких любительских экспериментальных девайсов в инете. практическая реализация состоит в наборе большого кл-ва пластин штук этак 100 или больше с прокладками а спрямленное сетевое напряжение подается только на крайние, тогда вся конструкция представляет из себя делитель напряжения.

_________________
велик = удлинитель для тела

почему?

почему?
Ну будет немного неравномерно по площади электрода ток распределен. Ну и что?


Это я знаю. Для начала я хочу подобрать материал электродов, который не будет разрушаться.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

ну как бы чем ровнее тем лучше, ну да пробуй как хош




попробуй старенький термос из нержавейки. правда там тоже нержавейки разные.

_________________
велик = удлинитель для тела

Графит?

_________________
Лазерный прицел для дробовика - красная лампа с надетым на неё дуршлагом
Перед тем как постить глупость на форуме - воспользуйтесь поиском. Возможно, эту глупость постил кто-нибудь до вас.

Пишут, что графит разрушается. Не химически, просто из-за того, что он пористый и его физически разрывают пузырьки.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

пока и так сойдет.


эдак мне десяток-другой термосов понадобится =)

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Там точно нержавейка? Не Алюминий случаем.

_________________
Моя нанолабораторія.

Там точно не алюминий. Насколько она нержавейка, я не знаю. Не магнитится.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Классика электрохимии - платина, ничего не боится А так еще графит/стеклоуглерод популярны весьма. Графит на аноде может немного разрушаться но раствор не загаживает. Ну и нерж - нержу рознь. А катод по идее пофиг из чего, он не растворяется. Ну и с электролитом можно поиграться, чтоб менее агрессивным был для данного электрода. Твоя трубы дымохода должна быть из кислотостойкой нержавейки, попробуй кислый или нейтральный электролит, например.

И по сварке. Я не спец, но слышал мнение, что несмотря на коллосальную теплотворную способность Н2 есть один косяк - продукт горения Н2О имеет тоже коллосальную теплоемкость и уносит в виде газа большую долю энергии, так что чушку массивную не поваришь особо, токо мелкое и тонкое. Там без вариантов С2Н2 рулит - углеводород с минимальным содержанием водорода. Могу и ошибаться ...

_________________
О67-729 77 48 Юра
Giant Sierra 2005

Ага и аппарат будет стоить как газосварочый пост+запас ацетилена с кислородом на год для пайки рам нонстоп+оплата на этот же год работы сварщика-виртуоза


Мне для пайки твердыми припоями. Люди успешно паяют на пропане(C3H8), а там водорода придостаточно.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Уважаемый, Вы созрели для постройки экспериментальной установки. Эта тема ответвилась от другой, т.е. начало не здесь см пост 1. Найдите начало, там есть жалкое подобие чертежей и описание. Постройте один к одному и поэкспериментируйте. После этого Вы станете СПЕЦ и ВАШЕ МНЕНИЕ будет веским.
СОВЕТ: не заморачивайтесь с ацетоном и другими наворотами, ну хотя бы в начале. Попробуйте заменить трансформаторы тиристорным регулятором - это намного дешевле и проще.
Помните о правилах безопасности в электроустановках потребителей!

_________________
Моя нанолабораторія.

Уже нашел и прочитал, конечно же.


Разве я становился в позу эксперта? Лишь высказываю свои соображения на основе физики процесса.


В планах подключение сварочного инвертора. Можно делать больше ток и меньше секций.

_________________
ХВЗ Тандем
Самовар

Нет, я не в плане стеба. Я хочу сказать, что после практической реализации Вы будете на голову выше любого теоретика. Я советую сделать простенькую модель с помощью веревки и палки что бы наяву увидеть все подводные камни. Без нержавейки. Потом не придется в случае чего - переделывать.

Отлично.!

_________________
Моя нанолабораторія.