Fabrication chalumeau à hydrogène ou gaz de Brown

[Capt_Maloche]

34 pages depuis 2008, certes j'ai eu une période d'absence liée au boulot

Bref, je vais reprendre le TP, soyons constructifs, il n'y a personne dans l'assemblée pour faire des tests au lieu de blablater ?
où sont passés les vrais éconologues?

A+++

[Capt_Maloche]

Bon, faut que je reparte..... de là, c'est ça
Punaise, j'ai arrêté en 2008 !

FORMIDABLE !

Je viens de recevoir mes 110 Plaques inox alimentaire 250x250mm
Les choses sérieuses vont commencer

Je réfléchis (si si ) au meilleur assemblage, promis le crobard arrive... ce sera simple.

Je reviens pour mémoire sur l'alimentation des cellules et je rassemble les données éparpillées:

ce sont 110 cellules montées en diviseur de tension de 2.2V qui seront installées pour un débit de gaz envisagé de 650 L/h et 2400W consommé

Espace entre les plaques :
interressante formulation :

R= rho * L/S

avec rho = resistivité (en Ohm.m ou Ohm.cm)
L = espace des plaque (m ou cm)
S = surface (m² ou cm²)

L = R*S/rho = 0.22*10 000/667 = 3.3 cm

d'où sortent les 667 ohms/cm ?

à priori, une eau normalement minéralisée à une conductivité comprise entre 2000 et 4000 Ohms/cm, une eau pure est supérieure à 30 000 Ohms/cm, un peu d'acide peu façilement faire tomber la conductivité à 500 Ohms/cm.

qui devient avec des plaques d'inox de 25x25cm
L= R*S/rho = 0.22x625/500 = 0.27 cm COOL ! j'envisageais 3mm

Côté alimentation :

Dans la pratique, l’amplitude moyenne présente peu d’ interêt et n’est pas utilisée. Par contre la valeur efficace ou RMS, pour Root Mean Square en anglais, soit la valeur quadratique moyenne du signal est universellement adoptée pour mesurer la valeur des tensions alternatives, autant en tension qu’en acoustique.

Ainsi, si le courant alternatif qui sort de votre prise de courant domestique est donné pour 220 Volts à 50 Hertz, il s’agit en fait de 220 Volts efficaces, ce qui signifie que le courant fluctue réellement 50 fois par seconde entre -311 et +311 volts, ce qui représente 311 Volts crête et 622 Volts crête à crête. (220v x racine(2)=311v)


ce courant une fois redressé me fournira du +220V pulsé efficace

le pont de diodes envisagé est celui ci : http://www.conrad.fr/redresseurs_mono_t ... 975_218557

J'utiliserais exclusivement de l'eau déminéralisée ou osmosée
reste à choisir l'acide, NAOH? ça se trouve où?

Ouaip !
j'aurais en principe du +220V redréssé sans condo au début (311/ racine de 2), ou plûtot du 240V en fait

Pour la protection j'ai déjà un disjoncteur + différentiel 30mA qui devrait m'éviter de rester collé (on ne sait jamais au cas où)

à ces tensions le rendement chimique devrait être de l'ordre de 60%, et plus la T° augmente, plus le rendement augmente

Correction suite à la Réponse de Rému
PFFF Bon alors, prenons 1L (1kg à 20°C) d'eau

1mole H2O donne 1mole de H2 + 1/2mole de O2

masse molaire de H2O 18g/mol
masse molaire de H 1.008g/mol et H2 2.016 g/mol
masse molaire de O 16g/mol et O2 32g/mol

1000g d'eau donnent 1000/18=55,555 mol de H2O
soit décomposé en
55.555 x 1 = 55.555 mol de H2 soit 55.555x2g=111.111g de H2
et
55.555 x 1/2= 27.777 Mol de O2 soit 27.777x32g=888.888g de O2

Bon, et aprés?
PV = n R T d'où V=nRT/P

p est la pression (en pascal) ;
V est le volume occupé par le gaz (en mètre cube) ;
n est la quantité de matière, en mole
N est le nombre de particules
R est la constante universelle des gaz parfaits
R = 8,314 472 J·K-1·mol-1
on a en fait R = NA·kB où NA est le nombre d'Avogadro (6,022×1023) et kB est la constante de Boltzmann (1,38×10-23) ;
T est la température absolue (en kelvin).

Ok, alors
V de H2 = 55.555x 8,314 472 x (20+273) / 101 325 = 1.3356 m3 (1336L quoi)

et à vérifier

V de O2 = 27.777 x 8,314 472 x (20+273) / 101 325 = 0.668m3 (668 L quoi)

Je sais aussi que : le Rho de H2=0,08988 kg.m-3 et Rho de O2=1,43.10-3 g.cm-3 à 20°C et http://lycees.ac-rouen.fr/galilee/oxygene.htm

Pour l’hydrogène :
le PCS vaut : 12,745 106 J/m3 soit 286 kJ/mole
Et le PCI vaut : 10,8 106 J/m3 soit 242 kJ/mole

Soit environs 2h de production avec 2200W efficaces ou 0.5L/h
Intéressant pour mesurer le rendement de l'électrolyse

Source : http://uuu.enseirb.fr/~dondon/devdurabl ... stible.htm
3.3 Bilan énergétique arrondi de la décomposition d'une molécule d'eau :

H2O ->→ H2 + ½ O2

La molécule d'eau H2O est constituée de 2 liaisons O-H et chaque liaison a une énergie molaire de 460 kJ (cf tableau § 2.2.4) ce qui représente 2 x 460 = 920 kJ pour une mole d'eau.

La rupture des liaisons O-H des molécules d'eau pour une mole d'eau nécessite l'apport de 920 kJ /mole (côté gauche de l’équation). Cependant la recombinaison des atomes d'hydrogène H en H2 (hydrogène gazeux) produit une énergie qui vient, dans le bilan, en déduction de la précédente :

H-H → H2 Cette recomposition apporte 432 kJ/mole.

De même pour la recomposition des atomes d'oxygène :

½ O-O → ½ O2 Cette réaction libère ½ x 494 kJ soit 247 kJ/mole.

L’énergie consommée pour l'opération de dissociation de l’eau est finalement de :

920 - 432 - 247 = 241 kJ/mole

Ainsi la fabrication de 2 g d'hydrogène par craquage d'une mole d’eau (sans tenir compte des pertes) nécessite l'apport de 241 kJ, soit 120.500 kJ pour fabriquer 1 kg d’hydrogène.

Je me pose un question sur l'alimentation:
Avec le pont redresseur seul, j'aurais du +311V crète redressé à 100Hertz, avec des sinusoides passant par zéro, je suis loin d'avoir une tension efficace de 2.2V continue sur mes cellules, et en dessous de 1.8V sur mes cellules, je ne produirais rien, et au dessus j'aurais des pertes par effet Joule, donc seule une petite partie du courant sera exploité...


l'effet pile de l'oxydo réduction H2 et O2, est de 1.23V je crois.

Il va donc falloir que je place un condo pour lisser la tension

[Capt_Maloche]

Et puis ça :

DONC, puisque j'ai besoin d'un condensateur pour lisser le courant, j'envisage d'en créer un... à eau

La capacité d'un condenstateur plan
C = epsilon S / e

avec epsilon : permittivité électrique de l'isolant entre les plaques (de mémoire pour l'eau, c'est 80 x epsilon0 (du vide))

S surface des plaques
e distante entre les plaques

L'énergie stockée : 1/2 C U²
avec U en volt différence de potentiel entre les 2 plaques.

Limitation : faut pas dépasser la tension de claquage, ou d'ionisation du diélectrique. Pour l'eau, j'ai pas de données en tête, mais ça doit se trouver: mot clé "champ électrique d'ionisation"
La tension = champ x distance (ici e)

Voilà la permittivité de l'air ou du vide (quasi identiques)


Autre chose : il faut vraiment une eau très pure: sinon, ce ne sera plus un isolant, mais un électrolyte qui déchargera le condo en bouffant l'énergie par effet Joule.

Et voilà les permittivité relatives...
eau = 80 x le vide, ce qui veut dire que les forces électrostatiques y sont divisées par 80 et que beaucoup de solides ioniques y sont dissouts...

source:
Physique
De Eugene Hecht, Tamer Becherrawy, Joël Martin
Traduit par Tamer Becherrawy
Collaborateur Joël Martin
Publié par De Boeck Université, 2007
ISBN 2744500186, 9782744500183
1336 pages

Tiens, et si quelqu'un veut bien me calculer la taille du condo qu'il me faut pour lisser ce courant de 10A, je lui en saurais gré

[Capt_Maloche]

Et j'en étais là :

Voici donc le CHALUM'EAU rectifié:



je suis encore en train de me demander comment réaliser l'étanchéité entre cellules

je pense les monter au silicone, en badigeonnant une épaisseur au pinceau sur le fond et les côtés, ou mieux, à la résine

[Christophe]

Content de te revoir motivé pour ce projet et l'éconologie!

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[Capt_Maloche]

Oui, mais je prèfère partir d'une page blanche
en plus ce kit est fait pour s'installer dans un véhicule, une usine à gaz pour 100L/h

Autant envoyer directement de la vapeur d'eau... plus direct pour faire la même chose

Il y a vait ça aussi, un beau produit, torche à plasma portable mais avec pas mal de "défauts"
http://souder-braser-decouper.com/details-techniques/

alimentation : 220 volts
fréquence : AC 50 à 60 Hz
puissance : jusqu’à 3,5 KW
dimensions de l’appareil : 38 x 19 x 14 CM
poids total de l’ensemble : 12 kg
poids de l’unité : 8 kg
poids des torches : 0.500 kg
plasma température de flamme : 8000°С maximum
découpe plasma jusqu’à 10 mm épaisseur
consommation litres / heure : 160ml /1 heure
temps d’utilisation des torches remplies : 20 à 25 minutes
durée d’utilisation du nozzle (le bec) : 20 heures
durée d’utilisation de la cathode : 40 heures
liquide utilisé pour le procédé de découpe : eau
liquide utilisé pour le procédé de soudage et de brasage : eau + alcool (tous produit à base d’éthanol)
alimentation électrique monophasée de : 100 à 253 V
fourniture fréquence : 50 – 60 Hz
puissance d’alimentation maximale: 220 V 3,5 KW
puissance d’alimentation minimale: 110 V 2.0 KW
capacités de coupe acier ordinaire : 10 mm
capacités de soudure acier ordinaire : de 0,4 mm à 50 mm
temps de fonctionnement avec une torche remplie : de 20 à 30 minutes
pression de vaporisation de la torche de 0,4 – 1,2 kg
dimensions de l’unité de puissance : L 380 mm x H 190 mm x l 140 mm
torche poids à sec : 0,500 kg
longueur du câble d’alimentation de la centrale : 2 m
longueur du câble de la torche : 3 m

[Christophe]

Oui, mais je prèfère partir d'une page blanche
en plus ce kit est fait pour s'installer dans un véhicule, une usine à gaz pour 100L/h

Autant envoyer directement de la vapeur d'eau... plus direct pour faire la même chose

Oui car 100L/h c'est juste n'importe quoi On sait bien que HHO c'est du pipo...(sauf peut être pour l'encrassement)

Oui pour l'eau...mais cela demande plus de régulation...

Je pense au contraire qu'il n'est pas inintéressant de partir sur une base existante...histoire de ne pas perdre du temps à réinventer la roue!!

Améliorer quelque chose d'existant est toujours plus simple non?

[Capt_Maloche]

Suis en train de relire tout le sujet
J'avais déjà résumé en page 22

Vi Vi,

Voici un bon résumé du projet

c'est sur les pages précédentes : ici fabrication-chalumeau-a-hydrogene-ou-gaz-de-brown-t3170-30.html

Là : fabrication-chalumeau-a-hydrogene-ou-gaz-de-brown-t3170-60.html

Re là : fabrication-chalumeau-a-hydrogene-ou-gaz-de-brown-t3170-80.html

Re Ici : fabrication-chalumeau-a-hydrogene-ou-gaz-de-brown-t3170-100.html



Voici donc le CHALUM'EAU rectifié:


En résumé :

Je reviens pour mémoire sur l'alimentation des cellules et je rassemble les données éparpillées:

ce sont 110 cellules montées en diviseur de tension de 2.2V qui seront installées pour un débit de gaz envisagé de 650 L/h et 2400W consommé

Espace entre les plaques :
interressante formulation :
d'où sortent les 667 ohms/cm ?

à priori, une eau normalement minéralisée à une conductivité comprise entre 2000 et 4000 Ohms/cm, une eau pure est supérieure à 30 000 Ohms/cm, un peu d'acide peu façilement faire tomber la conductivité à 500 Ohms/cm.

qui devient avec des plaques d'inox de 25x25cm
L= R*S/rho = 0.22x625/500 = 0.27 cm COOL ! j'envisageais 3mm

Côté alimentation :

Dans la pratique, l’amplitude moyenne présente peu d’ interêt et n’est pas utilisée. Par contre la valeur efficace ou RMS, pour Root Mean Square en anglais, soit la valeur quadratique moyenne du signal est universellement adoptée pour mesurer la valeur des tensions alternatives, autant en tension qu’en acoustique.

Ainsi, si le courant alternatif qui sort de votre prise de courant domestique est donné pour 220 Volts à 50 Hertz, il s’agit en fait de 220 Volts efficaces, ce qui signifie que le courant fluctue réellement 50 fois par seconde entre -311 et +311 volts, ce qui représente 311 Volts crête et 622 Volts crête à crête. (220v x racine(2)=311v)


ce courant une fois redressé me fournira du +220V pulsé efficace

le pont de diodes envisagé est celui ci : http://www.conrad.fr/redresseurs_mono_t ... 975_218557

J'utiliserais exclusivement de l'eau déminéralisée ou osmosée
reste à choisir l'acide, NAOH? ça se trouve où?

Ouaip !
j'aurais en principe du +220V redréssé sans condo au début (311/ racine de 2), ou plûtot du 240V en fait

Pour la protection j'ai déjà un disjoncteur + différentiel 30mA qui devrait m'éviter de rester collé (on ne sait jamais au cas où)

à ces tensions le rendement chimique devrait être de l'ordre de 60%, et plus la T° augmente, plus le rendement augmente

Correction suite à la Réponse de Rému
PFFF Bon alors, prenons 1L (1kg à 20°C) d'eau

1mole H2O donne 1mole de H2 + 1/2mole de O2

masse molaire de H2O 18g/mol
masse molaire de H 1.008g/mol et H2 2.016 g/mol
masse molaire de O 16g/mol et O2 32g/mol

1000g d'eau donnent 1000/18=55,555 mol de H2O
soit décomposé en
55.555 x 1 = 55.555 mol de H2 soit 55.555x2g=111.111g de H2
et
55.555 x 1/2= 27.777 Mol de O2 soit 27.777x32g=888.888g de O2

Bon, et aprés?
PV = n R T d'où V=nRT/P

p est la pression (en pascal) ;
V est le volume occupé par le gaz (en mètre cube) ;
n est la quantité de matière, en mole
N est le nombre de particules
R est la constante universelle des gaz parfaits
R = 8,314 472 J·K-1·mol-1
on a en fait R = NA·kB où NA est le nombre d'Avogadro (6,022×1023) et kB est la constante de Boltzmann (1,38×10-23) ;
T est la température absolue (en kelvin).

Ok, alors
V de H2 = 55.555x 8,314 472 x (20+273) / 101 325 = 1.3356 m3 (1336L quoi)

et à vérifier

V de O2 = 27.777 x 8,314 472 x (20+273) / 101 325 = 0.668m3 (668 L quoi)

Je sais aussi que : le Rho de H2=0,08988 kg.m-3 et Rho de O2=1,43.10-3 g.cm-3 à 20°C et http://lycees.ac-rouen.fr/galilee/oxygene.htm

Pour l’hydrogène :
le PCS vaut : 12,745 106 J/m3 soit 286 kJ/mole
Et le PCI vaut : 10,8 106 J/m3 soit 242 kJ/mole

Soit environs 2h de production avec 2200W efficaces ou 0.5L/h
Intéressant pour mesurer le rendement de l'électrolyse

Je me pose un question sur l'alimentation:
Avec le pont redresseur seul, j'aurais du +311V crète redressé à 100Hertz, avec des sinusoides passant par zéro, je suis loin d'avoir une tension efficace de 2.2V continue sur mes cellules, et en dessous de 1.8V sur mes cellules, je ne produirais rien, et au dessus j'aurais des pertes par effet Joule, donc seule une petite partie du courant sera exploité...


l'effet pile de l'oxydo réduction H2 et O2, est de 1.23V je crois.

Il va donc falloir que je place un condo pour lisser la tension

DONC, puisque j'ai besoin d'un condensateur pour lisser le courant, j'envisage d'en créer un... à eau

La capacité d'un condenstateur plan
C = epsilon S / e

avec epsilon : permittivité électrique de l'isolant entre les plaques (de mémoire pour l'eau, c'est 80 x epsilon0 (du vide))

S surface des plaques
e distante entre les plaques

L'énergie stockée : 1/2 C U²
avec U en volt différence de potentiel entre les 2 plaques.

Limitation : faut pas dépasser la tension de claquage, ou d'ionisation du diélectrique. Pour l'eau, j'ai pas de données en tête, mais ça doit se trouver: mot clé "champ électrique d'ionisation"
La tension = champ x distance (ici e)

Voilà la permittivité de l'air ou du vide (quasi identiques)


Autre chose : il faut vraiment une eau très pure: sinon, ce ne sera plus un isolant, mais un électrolyte qui déchargera le condo en bouffant l'énergie par effet Joule.

Et voilà les permittivité relatives...
eau = 80 x le vide, ce qui veut dire que les forces électrostatiques y sont divisées par 80 et que beaucoup de solides ioniques y sont dissouts...

source:
Physique
De Eugene Hecht, Tamer Becherrawy, Joël Martin
Traduit par Tamer Becherrawy
Collaborateur Joël Martin
Publié par De Boeck Université, 2007
ISBN 2744500186, 9782744500183
1336 pages

Tiens, et si quelqu'un veut bien me calculer la taille du condo qu'il me faut pour lisser ce courant de 10A, je lui en saurais gré

Oui, car pour l'instant je ne lisserais pas les crêtes du courant redressé,

dés que mon crobard sera aboutit (surtout sur la sécurité), je me mettrais à la réalisation du bidule pour voir si je n'ai pas trop de pertes par effet Joule

Pour info, la réserve au dessus du Chalum'Eau n'est là que pour le confort d'utilisation, afin de garder une surface mouillée constante des cellules et ne pas à remplir constament le générateur.

La vocation de ce montage est en effet de permettre la soudure de tube ou barre d'acier de grosse taille, 650L/h est un débit qui permettrait aussi la découpe de l'acier

Températures des flammes les plus courantes :
•Oxy-acétylène3100°C
•Oxy-propane2830°C
•Oxy-gaz naturel2730°C

Voici la forme d'une flamme oxy acétylénique


La flamme du mélange stoechiométrique H2+O2 ne devrait quasiment pas produire de dard, ce qui rend probable le retour de flamme dans la tuyauterie si la pression/vitesse n'est pas assez élevée

La température devrait être plus élevée que l'oxy acétylénique
de l'ordre de 5000°C me semble t il

[chatelot16]

https://www.usinages.com/threads/genera ... 334/page-8

[Capt_Maloche]

https://www.usinages.com/threads/generateur-doxy-hydrogene.106334/page-8

Marrant, ils font référence à éconologie