حول الاحتراق والماء ...
بقلم ريمي جيليت (03/03/2012)
أسعار الوقود وأنواع الوقود الأخرى التي لم تنتهِ "المشتعلة" ، مما أدى إلى استئناف المناقشات المتكررة (راجع ويكيبيديا) مثل تلك المرتبطة باعتقاد البعض بتأثير غامض إلى حد ما لـ "المنشطات المائية" (أو أي تأثير آخر ناتج عن التثبيت على المحركات أو المواقد الأخرى لجهاز "غير شفاف" إلى حد ما ، حيث "تتحول المعلومات إلى ما هو أكثر أو أقل من الوقود! نفكر بشكل أساسي في "الاحتراق والماء" ، معلومات من أطروحتنا " احتراق وأداء الرطب »(أطروحة قدمت عام 2002 في جامعة نانسي 1 - هنري بوانكاريه - ويمكن الوصول إليها مباشرة بنسختها الكاملة باستخدام العنوان الإلكتروني.
1- الماء الذي يصل إلى منطقة يتطور فيها الاحتراق (في محرك حراري: محرك احتراق داخلي أو خارجي ، غلاية وما إلى ذلك - وسواء تم إحضار هذا الماء في شكل بخار أو سائل ، عن طريق هواء الاحتراق ، عن طريق الوقود ، وحقنه بشكل منفصل -) لديه كل فرصة لتحسين "جودة" الاحتراق (للوقود المحدد على هذا النحو!). القدرة على التدخل في ذرات قطرات الوقود السائل (الهيدروكربونات الثقيلة) بقدر التدخل في التفاعلات الكيميائية "الوسيطة" المتعددة التي تم تطويرها أثناء الاحتراق ، تسمح هذه المياه "الإضافية" في حالات معينة بالاقتراب أكثر من الاحتراق "الصعب" (إذا كان ذلك ممكنًا كيميائيًا) ، واكتمالها ، وبالتالي رفض عدد أقل من الجسيمات والمواد الأخرى غير المحترقة. بالإضافة إلى ذلك ، وفي جميع الحالات ، فإن وجود الماء الإضافي يقلل من تكوين أكسيد النيتروجين ، لأن الاحتراق يقترب من الكمال ، خاصة في حالة قياس العناصر المتكافئة ، مع هذا "الصابورة الحرارية" للمياه الإضافية "الأكثر برودة" نسبيًا ، وبالتالي فهي دائمًا أقل ملاءمة لتكوين أكاسيد النيتروجين. (راجع المراجع المشار إليها في الأطروحة التي سبق ذكرها).
2- وبالتالي ، فإن وجود الماء في غرفة الاحتراق لمحرك حراري يعدل الديناميكيات الفيزيائية والكيميائية للاحتراق وإذا تم التحكم في الإمداد بالمياه ، فإن إضافة الماء وحدها ستكون كافية ، من خلال الاحتراق المحسن ، لتبرير أفضل أداء سجله المحرك الحراري المذكور: كفاءة ميكانيكية أفضل للمحرك ، حتى قوة "اسمية" أكبر ، خاصة بالنسبة لبعض التوربينات الغازية ... وتقدير بيئي أكبر!
من وجهة نظرنا ، لا يوجد شيء آخر يمكن استدعاؤه "لفهم" ما يحدث لمحركات معينة "مخدر" بإضافة الماء. لذلك ، بدءًا من محرك "يحرق" وقوده بشدة ، وبالتالي غير فعال بالضرورة ، فإن الماء المضاف لديه كل فرصة لتحسين الاحتراق ، وبالتالي ، في نفس الوقت ، لتقليل "استهلاك" المحرك المذكور. من الواضح أنه كلما كان أداء الجهاز المعني في البداية ضعيفًا ، زادت الفائدة المرتبطة بإدخال المزيد من المياه التي يمكن أن تكون كبيرة! (راجع الأمثلة غالبًا من محركات الديزل القديمة ، من المحركات ثنائية الشوط ، إلخ.)
على العكس من ذلك ، لا يمكن توقع أي شيء مذهل من محرك يعمل بشكل جيد. لاحظ أنه يجب دائمًا التحكم في كمية المياه التي يتم إدخالها ولا تتجاوز حدًا معينًا ، وإلا فقد ينحرف التأثير المطلوب ، وقد يظهر تلوث آخر ، لا سيما مع تكوين ثاني أكسيد الكربون ... (ناهيك عن أن الماء بكميات كبيرة يخنق أو "يطفئ" الحريق!).
3- الآن ، تخيل محركًا حراريًا نموذجيًا مبدئيًا من وجهة نظر الاحتراق ، تظل الحقيقة أن الماء يمكن أن يسمح للديناميكا الحرارية بالنظر في الدورات (الاستعادة ، التجديد ، المجمعة ، إلخ) التي يمكن أن تزيد بشكل كبير من الكفاءة الميكانيكية للنظام (مقارنة بالمحرك التقليدي ، في دورة "مفتوحة" ؛ انظر الأطروحة التي تعرض هذه الدورات على نطاق واسع).
علاوة على ذلك ، بالعودة إلى الاحتراق ، يجب تذكر شيء آخر. يتضمن ذلك استغلال التغيرات الطورية للمياه الناتجة عن الاحتراق. وبالتالي فإن تكثيفه (إذا تم تنفيذه بالفعل في وحدة تعافي مخصصة) يصبح مصدرًا للاسترداد "النهائي" لطاقة الاحتراق. نحن هنا نتحدث عن مولدات الحرارة المتكثفة لتركيبات التدفئة "ذات درجة الحرارة المنخفضة" (حالة منشآت التدفئة السكنية ذات المشعات كبيرة الحجم ، والتدفئة الأرضية التي تظل درجة حرارتها أقل بكثير من 60 درجة مئوية ، وما إلى ذلك). لكننا نذكر أيضًا دورة "مضخة بخار الماء" * التي تجعل من الممكن توسيع مجال تطبيق مولدات التكثيف المذكورة في حالة التسخين عند درجات حرارة أعلى ، وبالتالي أعلى من 60 درجة مئوية ، أي حالة التسخين الجماعي أو التركيبات الحرارية الأخرى في القطاع الثالث ، وما إلى ذلك). تؤدي مضخات بخار الماء الأخيرة هذه (أو مبادل الحرارة والكتلة في منتجات الاحتراق قبل التفريغ وهواء الاحتراق) إلى شكل من أشكال "الاحتراق الرطب" بفضائله البيئية المضمونة (لا سيما تلك الخاصة بانخفاض أكاسيد النيتروجين ، وما إلى ذلك). مرة أخرى ، يمكن الرجوع إلى الأطروحة التي يتم الاستشهاد بها كثيرًا أو إلى الكتاب "من الرسم البياني لقياس الرطوبة للاحتراق إلى مضخات بخار الماء" أو إلى المقالات الحديثة ** (المكتوبة باللغة الإنجليزية) التي تظهر في ملف مؤلف Rémi Guillet في l’harmattan في قسم مساهمات المقالات مثل "دورة مضخة بخار الماء تؤكد مزايا الاحتراق الرطب"
4 - (أضيف في 14-10-2015) في حالة المحركات الترددية ، يمكننا أيضًا أن نتذكر (المعروفة سابقًا) قوة الماء "المضادة للطرق" ، وهي عنصر خامل سابقًا (إذا تم حقنه في الطور السائل أثناء التبخر ، سيقلل درجة الحرارة في نهاية ضغط الخليط) ، يمكن أن يقود الديناميكا الحرارية للاستفادة من هذا الحقن لمياه إضافية لزيادة معدل ضغط دورة الطاقة الميكانيكية وبالتالي تقليل الطاقة الاسطوانة واكتساب الكفاءة الميكانيكية للدورة). (راجع التذكير في ملخص العنوان "الاحتراق بالطريقة الرطبة" https://www.amenza.ma/wet-way-combustion.html المنشور عام 2001 بواسطة Elsevier) ...
تفسيرات إضافية من كاتب المقال ريمي جيليه
1 - يعلمنا المبدأ الأول للديناميكا الحرارية أن مجموع العمل + الحرارة المتبادلة مع الجزء الخارجي من "النظام" يعتمد فقط على الحالة الأولية والحالة النهائية. وبالتالي فإن القيمة الحرارية للوقود الذي خضع للاحتراق الكامل لا تعتمد على "المسار المتبع" (سواء كان هناك إعادة تدوير ، أو تفاعل وسيط أم لا!).
2 - فيما يتعلق بإنتاج العمل وحده (وهو هدف المحرك الحراري ، فإن المعلمات "الميكانيكية" لدورة المحرك هي العوامل الحاسمة (معدل الانضغاط على وجه الخصوص ، الذي يعمل على درجات الحرارة في نهاية الضغط وفي نهاية التمدد). ومن هنا تأتي الفائدة المحتملة من الماء الإضافي الذي يسمح بزيادة معدل الضغط المذكور ، إلخ.).
(تم التعليق عليه في 26 مايو 2016) "