Over verbranding en water ...
Door Rémi Guillet (de 03 / 03 / 2012)
De prijs van benzine en andere brandstoffen nog niet klaar "blaze", het induceren van het herstel van de terugkerende debatten (zie Wikipedia) als die in verband met een bepaald geloof in een mysterieus effect min of meer een "doping in water "(of andere effecten als gevolg van de toepassing op motoren of andere brander van een min of meer" ondoorzichtig systeem ", waar het water zou lijden" gratis "energie-transformaties, steeds brandstof zelf!) brengt ons terug naar drie essentiële informatie die wij denken over "verbranding en water" informatie uit onze thesis " Verbranding en prestaties op nat wegdek »(Proefschrift gepresenteerd in 2002 aan de Universiteit van Nancy 1 - Henri Poincaré - en rechtstreeks toegankelijk in volledige versie via het elektronische adres.
1- Water dat terechtkomt in een zone waar verbranding zich ontwikkelt (in een thermische machine: interne of externe verbrandingsmotor, boiler enz. - en of dit water in damp- of vloeibare vorm wordt gebracht, door de verbrandingslucht, door brandstof, apart ingespoten -) heeft alle kans om de "kwaliteit" van de verbranding (van de als zodanig geïdentificeerde brandstof!) te verbeteren. Door in te kunnen grijpen op de verneveling van druppeltjes van een vloeibare brandstof (zware koolwaterstoffen) en op de meervoudige "tussenliggende" chemische reacties die ontstaan tijdens de verbranding, laat dit "extra" water in bepaalde gevallen toe om "moeilijke" verbrandingen te benaderen. meer (als dit chemisch mogelijk is), hun volledigheid, waardoor minder deeltjes en andere onverbrande materialen worden afgewezen. Bovendien, en in alle gevallen, vermindert de aanwezigheid van extra water de vorming van NOx, omdat verbranding die perfectie nadert, vooral in het geval van stoichiometrie, met deze "thermische ballast" extra water relatief "kouder" is. daarom altijd minder bevorderlijk voor de vorming van stikstofoxiden. (Zie referenties vermeld in het reeds vermelde proefschrift).
2- De aanwezigheid van water in de verbrandingskamer van een thermische machine wijzigt dus de fysisch-chemische dynamiek van verbranding en als de watertoevoer wordt geregeld, zal deze toevoeging van water alleen voldoende zijn, via verbeterde verbranding, om de betere prestatie van die thermische machine te rechtvaardigen: beter mechanisch rendement voor een motor, of zelfs meer "nominaal" vermogen, in het bijzonder voor bepaalde gasturbines… En meer "ecologische discretie"!
Vanuit ons standpunt is er niets anders om op te roepen om te "begrijpen" wat er gebeurt met bepaalde motoren die "gedoteerd" zijn door de toevoeging van water. Daarom heeft het toegevoegde water, uitgaande van een motor die zijn brandstof slecht "verbrandt", en dus noodzakelijkerwijs inefficiënt, alle kans om de verbranding te verbeteren en daarmee gelijktijdig het "verbruik" van die motor te verminderen. Het is duidelijk dat hoe meer de betreffende machine in eerste instantie ondermaats presteert, hoe groter het voordeel van de introductie van extra water kan zijn! (Zie de voorbeelden die vaak zijn genomen op oude dieselmotoren, op tweetaktmotoren ...)
Omgekeerd hoef je niets spectaculairs te verwachten van een goed werkende motor. Merk op dat de hoeveelheid ingebracht water altijd gecontroleerd moet worden en een bepaalde drempel niet mag overschrijden, anders is het mogelijk om af te wijken van het gewenste effect, er kan dan andere vervuiling optreden, in het bijzonder bij de vorming van CO ... (Zonder vergeet dat water in grote hoeveelheden het vuur verstikt of "dooft"!).
3- Nu we ons een thermische machine voorstellen die aanvankelijk exemplarisch was vanuit het oogpunt van verbranding, blijft het zo dat water de thermodynamicus in staat kan stellen cycli te overwegen (herstel, regeneratie, gecombineerd enz.) Die de mechanische efficiëntie aanzienlijk kunnen verhogen. van het systeem (in vergelijking met de traditionele motor, in "open" cyclus; zie het proefschrift waarin deze cycli grotendeels worden gepresenteerd).
Aan de andere kant, terugkomen tot verbranding, iets anders om te onthouden. Het gaat om de benutting van de faseveranderingen van het water als gevolg van de verbranding. Zo wordt de condensatie ervan (als het daadwerkelijk wordt uitgevoerd in een ad-hocrecuperator) een bron van "ultieme" terugwinning van verbrandingsenergie. We hebben het over condenserende warmtegeneratoren voor verwarmingsinstallaties “lage temperatuur” (het geval van verwarmingsinstallaties voor woningen met overmaatse radiatoren, met vloerverwarming waarvan de temperatuur ruim onder de 60 ° C blijft, enz.). Maar men roept ook de cyclus * "waterdamppomp" op die het mogelijk maakt om het toepassingsgebied van de genoemde condensatiegeneratoren te verbreden in het geval van verwarming op hogere temperatuur, dus boven 60 ° C, dat wil zeggen het geval van collectieve verwarming of andere thermische installaties in de tertiaire sector, enz.). Deze nieuwste waterdamppompen (of warmtewisselaar en massa in verbrandingsproducten voor afvoer en verbrandingslucht) leiden de facto tot een vorm van "natte verbranding" met zijn specifieke ecologische voordelen gegarandeerd (in het bijzonder die van lage NOx, enz.). We kunnen opnieuw verwijzen naar het vaak geciteerde proefschrift of naar het werk "Van het hygrometrische diagram van verbranding tot waterdamppompen" of naar recente artikelen ** (geschreven in het Engels) die op het auteursdossier van Rémi verschijnen. Guillet chez l'harmattan onder artikelenbijdragen als "De waterdamppompcyclus onderstreept de voordelen van natte verbranding"
4 - (Voegde de 14-10-2015) In het geval van zuigermotoren kunnen we ons ook de (voorheen bekende) 'anti-detonerende' kracht van water herinneren, een element a priori inert dat (indien geïnjecteerd in de vloeistoffase tijdens het verdampen, het einde van de compressietemperatuur zal verlagen). van het mengsel), kan de thermodynamicus vervolgens ertoe brengen te profiteren van deze extra waterinjectie om de compressieverhouding van de cyclus te verhogen en zo de mechanische efficiëntie van de machine te verbeteren, of zelfs zijn vermogen (kwestie van evenwicht tussen de vermindering van het vermogen energie die in de cilinder wordt ingebracht en de winst in mechanische efficiëntie van de cyclus). (Zie de herinnering in de samenvatting van de titel "Natte verbranding" https://www.amenza.ma/wet-way-combustion.html gepubliceerd in 2001 door Elsevier) ...
«Aanvullende uitleg van de auteur van het artikel, Rémi Guillet
1 - Het eerste principe van de thermodynamica leert ons dat de som van werk + warmte die wordt uitgewisseld met de buitenkant van een "systeem" alleen afhangt van de begintoestand en de eindtoestand. De calorische waarde van een brandstof die een volledige verbranding heeft ondergaan, is dus niet afhankelijk van het "gevolgde pad" (of er sprake is van recycling, tussenreactie of niet!).
2 - Wat betreft de enige arbeidsproductie (wat het doel is van een warmtemotor, zijn het de 'mechanische' parameters van de motorcyclus die doorslaggevend zijn (met name de compressiesnelheid, die inwerken op de temperaturen in einde van compressie en einde van uitzetting), vandaar het potentiële belang van extra water dat een verhoging van de compressieverhouding mogelijk maakt ...).
(Beoordeeld op 26 mei 2016) »