Cамодельный электролизер - аналог аппарата Лига Опции

[Hammer]

Хочу сразу предостеречь от использования пластика! Не знаю как текстолит, а оргстекло под давлением + при нагреве начинает плыть, деформируется и из под него начинает подтекать электролит. Видимо текстолит тоже придется прижимать стальной пластиной хотя бы 4мм т.к. шпильки приходится стягивать довольно сильно.

[Гость_ВВ_*]

Согласен с замечанием по поводу пластика. В этом случае имеется куча вариантов, вопрос какой из них оптимален (цена-качество-доступность). Например стальной циллиндр покрытый изнутри (герметиком, эпоксидкой, стойкой краской, эмалью...). В промышленности эти вопросы давным давно решены. Мне, например, попадались на глаза циллиндры из стеклотекстолита с толщиной стенки около 10 мм, подходившие по остальным размерам. Это от каких-то полиграфических машин. Но тогда было не надо...

ВВ

[Гость_ВВ_*]

Привожу выдержку из статьи про электролиз.

"Вероятно, основной причиной препятствующей использованию электролиза при низком напряжении, является возникновение ЭДС поляризации электродов почти сразу же после начала электролиза. Это сложный процесс, зависящий от многих причин, включая состав электролита, материал электродов, наличие примесей и т. д. Поляризация электродов может быть уменьшена самыми разнообразными способами. Это может быть механическая их очистка, и даже простое встряхивание электродов. ЭДС поляризации может быть уменьшена выбором подходящей технологии электролиза. Собственно, это и делается в ячейке Мэйера и ЭВГ Студенникова если более внимательно разобраться в их работе. В ячейке Мэйера используется прерывистое напряжение подбираемой частоты. И что бы не говорили, о каком то "резонансе" с частотой собственных колебаний молекул воды, главное это "обновление" электродов в паузах прохождения тока, и микро колебаниях электродов возникающих как следствие электрострикции. А в ЭВГ Студенникова очевидно, что между внешним барабаном и жидкостью в нем существует разрыв скоростей. По поверхности барабана, а это анод, течет жидкость, которая непрерывно обновляет поверхность анода. Конечно, это удачное решение, но оно не является единственным. Несомненный успех ЭВГ может служить только стимулом для поиска новых технологических решений уменьшения ЭДС поляризации и без вращения электролита."

Так вот, прокачкой электролита в предполагаемой конструкции результат достигается по моему проще и качественнее.

ВВ

[Hammer]

Да, действительно! Не помню у какого электрода, но КИСЛОТА образуется, которая разъедает пластины и влияет на электролиз + еще множество электрохимических процессов. Поэтому же рекомендуют пластины из никеля или нержавейки, при использовании последней вроде как бурлит посильнее...

Вопрос! Как расчитать, с какой скоростью должен меняться электролит? Т.к. если напор струи небольшой, то можно использовать газлифт, как в аквариумных фильтрах - пузырьки газа увлекают за собой жидкость поднимаясь по трубе. В этом случае насос не нужен будет.

Ну если пластины можно просто стряхивать, то чем же вам не понравился проволочный вариант?

[Гость_ВВ_*]

Напор струи должен быть достаточным, в первом приближении, хотя бы для того, чтобы поток под действием центробежной силы не выбирался за пределы спиралей электродов, и не сливался свободно в центральный канал . Полагаю напор нужно выбирать с запасом. Уменьшить его (а это не потребуется, т.к. чем выше скорость тем лучше) всегда можно перекрыв часть сечения подающего патрубка. Можно конечно, поднять физику за 8 класс и расчитать, но думаю проще экспериментально, впрочем кому как. От электрода отрываться должен мелкий пузырь. Чем он крупней тем большую часть площади закрывает от электролита (эффективность процесса падает). Потом: думаю чем выше скорость тем меньше пены (а она бич), пена быстрее оседает при большем весе. Почему нет свинцовой пены? Потому, что тяжелая получается и сразу разрушается оболочка пузыря. Словом, см. "Паровик с Юпитера".
О стойкости электродов... Вопрос, конечно, интересный. С одной стороны вроде чем выше стойкость - тем лучше. Меньше мороки. С другой агрегат нацелен на наибольшую отдачу газа. Если ее можно еще увеличить за счет расходуемых электродов, то почему бы и нет? Просто они должны быть в этом случае быстросменными. Читал: алюминий бурно реагирует с водой с выделением нехилого количества водорода (при условии отсутствия окисной пленки). Щелочь убирает окисную пленку у алюминия без постороннего воздействия, а уж под действием нехилого тока...
Еще одна заманчивая деталь. Выход газа зависит от величины тока, а не напряжения. При использовании двух электродной ячейки при низком напряжении но большом токе, вполне возможен выход на режим охлаждения электролита (да пусть хоть не греется сильно и то приемлемо будет).
ВВ

[Гость_Юрий_*]

Например стальной циллиндр покрытый изнутри (герметиком, эпоксидкой, стойкой краской, эмалью...).
- неплохой материал стеклотекстолит. В собранном электролизере из "МК" от замечательно проработал. Перый вариант был из текстолита который разбух ... Нашел две трубки диаметром 100 мм толщиной 5 мм высотой примерно 150 (очень прочные) Возможно и без металла выдержит приличное давление.
Пока с герметичностью и подшипниками которые должны будут работать в щелочи проблемы кажется у меня будут -рисую разные схемы и еще не желательно что бы хотя - бы один подщипник находился в гремучей смеси ( там где трется там и рвется)..
Юрий.

[Гость_ВВ_*]

Не понял, какой подшипник должен работать в щелочи (в электролите)? Достаточно конструкций насосов у которых агрессивная рабочая среда отделена от всех подшипников. Причем насосы имеются на самые разные давления. И в самом цилиндре давление, полагаю, небольшое. В частном случае когда аппарат используется для сварки, не более того, что требуется для горелки.
А, поскольку электролит среда проводящая, закрадывается шальная мысль: обеспечить его прокачку магнитным полем. Правда этот вариант требуется проработать, по энергозатратам и обеспечению необходимой мощности потока. Может и реально. Таким образом металл перемешивают и вроде подлодки двигают.
ВВ

[Hammer]

Насчет расходования пластин! Чтобы получить много и быстро водорода, налейте в пластиковое ведро "Крот" и киньте алюминиевую банку из под пива, бурлить будет похлеще электролизера.

///А, поскольку электролит среда проводящая, закрадывается шальная мысль: обеспечить его прокачку магнитным полем.///

А вот с этим у меня ну совсем ничего не получалось, я вообще хотел поместить электролизер в середину тороида транса питания, чтобы электролит и пластины сотрясало.

[Гость_ВВ_*]

Для начала всех с праздником!
Крепкого здоровья!

А в Кроте кислота или щелочь? Я им не пользовался еще.

По поводу тряски электролита в тороиде транса питания, полагаю ничего и не должно трястись. Там же поле замкнуто в сердечнике и наружу "вылазиет" очень незначительная часть. Вот силов и не хватает. Если взять эл.движок, то на статоре между полюсами или вершинами зубцов поле открыто и замыкается через ротор, заставляя последний двигаться. Вот в подобное пространство и желательно поместить канал с электролитом. Но это действительно ШАЛЬНАЯ мысль. Даже если он будет протекать по каналу, то я далеко не уверен в достаточности мощности протока.

ВВ

[Hammer]

Присоединяюсь к поздравлениям!
Крот - NaOH на 80%, остальное какие-то дополнительные разъедалки.

[Гость_Юрий_*]

А в Кроте кислота или щелочь? Я им не пользовался еще.

-Всех с праздником!
Крот нем совсем чистая щелочь - отсюда возможно вспенивание,выделение вредных,неизвестных,газов и возможно еще усиливающих разрушение пластин,возможно образование взрывоопасных вешеств.Причем нигде не нормируется содержание тех или иных компонентов и изменение их со временем в целях улудшения чистящих возможностей средства.
Проблему с приобретением шелочи для приготовления электролита можно решить и с помощью электролиза поваренной соли. Однако при этом выделяется в большом количестве ядовитый хлор.И если решить как нейтрализовать его - получаем хороший, доступный способ получения электролита.Тем более можно использовать соль калия и получить более приемлемый электролит гидроокиси калия (менее пенится).Вообщем в электролизере в промышленном он применяется а не гидроокись натрия.В одном источнике писали что хлор нейтрализуется известью.Но здесь нужно точная информация что-бы не было отравляющих газов и пироксидов . Это пригодится для тех у кого нет возможности достать щелочь. В промышленном электролизере применяется химически чистая щелочь ЧДА для анализов ГОСТ 24363-80 с целью улудшения работы (снижения напряжения,улудщения чистоты в состав добавляют 2г /литр хромпика (К2 Cr 2 O3).Вода чистый дистиллят ГОСТ 6709-72. Содержание щелочи 300-400 г / литр но не ниже 150 г/ литр более не допустимо - разрушение азбестового полотна,может забить каналы..

Даже если он будет протекать по каналу, то я далеко не уверен в достаточности мощности протока.

- поток видимо должен быть большим - жидкость сильно видимо должна прижаться.
Попробовать сделать из прозрачной бутылки цилиндр а в качестве насоса водопровод. Увидеть насколько нужен напор. Бутылку разрезать нагретым нихромом и торцы отшлифовать..
Юрий.

[Hammer]

///Проблему с приобретением шелочи для приготовления электролита можно решить и с помощью электролиза поваренной соли. Однако при этом выделяется в большом количестве ядовитый хлор.///

Электролит с солью гораздо хуже, чем с обычной содой - проверял, кроме того буро-зеленая пена забивает все патрубки и осаждается на пластинах. С Кротом - я уже писал, после нескольких сеансов работы электролит становится прозрачным и очень едким, видимо эти 20% добавок разлагаются. Только воду обязательно нужно дистиллированную. Я последнее время лил кипяченую и из-за этого пламя грязное и свариваемые поверхности покрываются белым налетом, но это происходит только когда в электролизере остается 1/5 объема электролита. Сегодня утром опять заправил кипяченой водой немного погонял и пламя вроде стало чистым.

У меня еще есть вопрос по поводу сварки.

Я подключил перед водяным затвором китайский баллон с пропан-бутаном для походных примусов, у меня к нему есть горелка, сопло горелки я снял и на трубку одел ПВХ шланг. Регулятором горелки выставляю пламя таким, чтобы ядро пламени было как можно длиннее, но с четким контуром. У меня оно получается длинной 1-1,5 см. Смесь газов уже не взрывоопасная как раньше. Таким пламенем я смог сварить Т-образно 2 стальных пластины толщиной 1 мм, приварил к краю гайки М8 болт М5, сварил себе переходник из двух гаек с М8 на 10М1, на днях попробую еще струбцинку маленькую сварить из большой шайбы и двух гаек. Варит без шлака, прям как будто нормальной газосваркой, не могу нарадоваться после мучений с разными присадочнымии материалами и бензином!

Проблема в следующем. Не знаю сколько пропана при этом расходуется, но баллон становится холодным и кран регулировки подачи газа видимо перемерзает, приходится постоянно крутить регулятор газа, что совсем неудобно при работе, да еще и регулятор имеет совсем не плавную настройку. Поскольку газовых редукторов для таких баллонов я не видел, то возникает вопрос, как его сделать самому. Как устроен пропановый редуктор? Пусть с него идет газ без регулятора, а краник я аквариумный поставлю на первое время.

[Гость_ВВ_*]

Как устроен пропановый редуктор объяснять нерационально на ветке. Проще в техбиблиотеке открыть "Основы сварочного дела", я ее Яндексом находил. Она в формате Дежавю. По моему там присутствует описание редукторов. Кстати, они есть достаточно маленькие.
Может попробовать еще вариант газовой зажигалки. Я в свое время оценил техническое решение подачи газа в ней к горелке. Там редуктора нет в нашем понимании, а подача есть. Может этого количества хватит для обеспечения сварки? Если нет - соорудить подобное.

Если я не надоел Всем своими идеями, могу поделиться любопытными решениями конструкции электролизера. Хотелось бы услышать контрдоводы. Вдруг я чего-то не учел.

ВВ

[Гость_Гость_*]

.. могу поделиться любопытными решениями конструкции электролизера..
-форум- где можно узнать
много нового для себя.И как тут без идей..если можете поделитесь вашим решением по конструкции электролизера.
Юрий.

[Hammer]

Основы сварочного дела уже нашел, спасибо! А насчет идей - я поэтому сюда и пришел!

[Гость_ВВ_*]

Проанализировав описание работы электролизера Студенникова и кое-каких других материалов, пришел к некоторым выводам.
Из этого описания следует, что электролиз начинается при механическом движении электролита между электродами без подачи на них электроэнергии.
1. Электролиз в общем случае начинается при низком напряжении доли вольта.
2. После начала электролиза происходит поляризация электродов, препятствующая дальнейшему процессу.
3. Похоже, образуется двойной молекулярный слой как в ионисторах. Он изолирует электроды от электролита. Его электрическая прочность 0,5-0,75 вольта в зависимости от состава электролита (щелочь или кислота).
4. Двойной молекулярный слой образуется не сразу, а по истечении непродолжительного времени.
5. Разрушается он либо подачей свежего электролита, либо превышением вышеуказанного напряжения. Это называется деполяризацией.
6. Кроме этой причины препятствующей электролизу имеется еще одна: пузыри выделяющегося газа перекрывают полезную площадь электродов, ухудшают теплоотдачу.
7. Расстояние между электродами для электролиза не критично и компенсируется выбором соответствующего напряжения.
8. Давление в замкнутом объеме электролизера может достигать 2000 атмосфер.

Отсюда, с моей точки зрения, могут быть реализованы следующие варианты конструкций, кроме «двойного шнека», (позволяющие решить указанные затруднения) о котором я уже писал. «Двойной шнек» сложноват для изготовления в домашних условиях, хотя и наиболее компактен при одинаковой эффективности..
Вариант 1. Разделить «двойной шнек» на два одинарных. Т.е. прокачиваемый электролит направить в два цилиндра параллельно, в которых находятся по одному шнеку соответственно. Напряжение в этом случае подается плюс на один и минус на второй спиральные электроды. Пункт 7. это допускает. В этом случае автоматически решается вопрос разделения газов.
Вариант 1.2. Если площади электродов, в случае значительного повышения эффективности будет достаточно, то электроды можно выполнить в виде цилиндров без ребер, т.е. это будут два отрезка трубы. Конструкция получается очень простая в изготовлении. Разумеется, напряжение подается на эти два отрезка (здесь они из стали).
Вариант 2. Отделив электрически (изоляционными прокладками) улитку центробежного насоса перекачивающего электролит от крыльчатки, подав на них соответственно плюс и минус, можно использовать их в качестве электродов. А получившуюся на выходе смесь электролита и газа прогнать через циклон («Паровик с Юпитера») для разделения составляющих. Возможно, циклон в этом случае, аналогично приведенному, может быть выполнен в виде простого отрезка трубы без закручивающих ребер. Этот, пожалуй, получится самым маленьким.
Вариант 3. В качестве плоских спиральных электродов применить витые трубки.
Пункту 7 это также не противоречит. Поясню, две трубки из проводящего материала (сталь, нержав сталь…) свиты в два цилиндра, или, что лучше, навиты на них. Через трубки прокачивается электролит. К трубкам подведены соответственно плюс и минус, т.е. трубки используются в качестве электродов. В этом варианте работает внутренняя поверхность электродов. Выход каждой трубки (вверху) направлен внутрь цилиндра, на который она навита. Это сделано для отделения газа от электролита, как и в прошлых вариантах. Если навить трубки в «два провода» - можно использовать один цилиндр, но тогда не будет возможности разделения газов.
Есть еще кое-какие тонкости по каждому варианту, но они не принципиальны.
Во всех вариантах это двух электродная конструкция.
ВВ

[Hammer]

Ну насчет шнека и спиралей меня до сих пор мучают сомнения, пока не будет проверено мы не узнаем насколько это эффективно.

Очень понравился вариант с центробежным насосом!

Трубчатый вариант непременно попробую!!! Есть небольшое предложение по нему. Можно нарезать коротких металлических трубок, соединить их между собой отрезками резинового шланга (или просто засунуть в шланг только чтобы они не соприкасались) эту колбасу свернуть в спираль (для компактности) изолировать конструкцию снаружи, чтобы электролиз шел внутри шланга и поместить в емкость с электролитом. К двум крайним трубкам подаем напряжение. Верхний отрезок трубы присоединяем к паровику с Юпитера, а выход с паровика - к радиатору, затем обратно в емкость.

Мы получили газлифт, с неслабеньким напором направленным в центрифугу для отделения газа от электролита. У меня когда перелив электролита происходит или пена идет - напор сильнее, чем из под крана, аж шланги дергаются.

Здесь опять два варианта. Трубки можно запараллелить через одну и подавать минимальное напряжение при максимальном токе или наоборот, подключаться к крайним трубкам, тогда можно довести напряжение до 220В. Трубок можно сделать несколько.

Как только попробую - напишу подробный отчет!

Есть еще одна схема. Думал использовать в качестве электродов металлические шарики, насыпанные столбиками в трубки с отверстиями, ну или закрепленные любым другим способом (в ячейках сетки например) с условием, что они могут свободно вращаться. Это будет помогать стряхивать пузырьки. Также шарики можно трясти магнитным полем.

От себя еще немного положу в копилку знаний об электролизе и гремучем газе.

1. Пламя гремучего газа называют феноменом т.к. оно не расширительного характера, как обычное, а наоборот! При горении гремучего газа образуется вода, которая по объему меньше газа и поэтому пламя как бы сжимается, отсюда и игловидная форма факела.

2. Гремучий газ используется для создания глубокого вакуума который образуется после сгорания см. п. 1.

3. Высокое напряжение вызывает быстрый нагрев электролита, поэтому в основном используют большой ток.

4. /// Давление в замкнутом объеме электролизера может достигать 2000 атмосфер. /// Слышали про водяные ракеты у моделистов? Так вот водой их не накачивают, а к выведеным контактам подают напряжение, чтобы пошел электролиз...

[Гость_ВВ_*]

"Можно нарезать коротких металлических трубок, соединить их между собой отрезками резинового шланга".... "К двум крайним трубкам подаем напряжение."
Думаю нельзя. Т.е. можно, но эффект отрицательный. У тока обходной путь появляется. Часть ответвится и пройдет прямо по электролиту между крайними минуя средние.

"Думал использовать в качестве электродов металлические шарики, насыпанные столбиками в трубки с отверстиями, ну или закрепленные любым другим способом (в ячейках сетки например) с условием, что они могут свободно вращаться. Это будет помогать стряхивать пузырьки. Также шарики можно трясти магнитным полем.".....

Принципиально, стряхивать будет. Но, я полагаю смыв пузырьков напором, эффективнее и проще.

За пункты 1-4 спасибо. Не знал этого.

ВВ

[Hammer]

///Часть ответвится и пройдет прямо по электролиту между крайними минуя средние.///

Да, про это я и забыл... Тогда нужно трубки параллелить через одну, хотя в той же статье в МК, где самый слабый электролизер, в качестве пластин используются кольца и вроде работает. По этому же принципу в шланг можно набить шайб, чередуя их с прокладками. Во всяком случае тут вижу несколько выйгрышей:

1. Простота конструкции.
2. Диэлектрический корпус по сравнению с пластинными.
3. Охлаждение электролита за счет его прокачки.
4. Возможность питания от 220 В.

Тут можно долго рассуждать, но опять же нужно пробовать.

Мне все не дает покоя давление необходимое для смыва пузырьков. Если электролиз происходит в трубе, то скорость потока воды должна превышать скорость выхода газа в разы, иначе пузырьки от пластин отделятся и займут объем электролита, что сразу же скажется на проводимости последнего и потребуется либо большее напряжение, либо большая скорость потока электролита, чтобы эти пузырьки вывести.

[Гость_ВВ_*]

"По этому же принципу в шланг можно набить шайб, чередуя их с прокладками."...
А между крайними по ценральному отверстию через все шайбы электролит будет проходить и ток через него?

"Мне все не дает покоя давление необходимое для смыва пузырьков. Если электролиз происходит в трубе, то скорость потока воды должна превышать скорость выхода газа в разы, иначе пузырьки от пластин отделятся и займут объем электролита, что сразу же скажется на проводимости последнего и потребуется либо большее напряжение, либо большая скорость потока электролита, чтобы эти пузырьки вывести."...

Если труба свернута в спираль,а не прямая, то должен срабатывать эффект паровика с Юпитера. Пузырь должен в этом случае стремиться выскочить из потока к поверхности трубы расположенной ближе к оси вращения потока. Думаю, насосик подобрать можно. Хороши центробежные, которые для перекачки топлива в военной технике. На них стоят высокоборотистые движки и скорость потока у них сумасшедшая. А размеры небольшие, примерно два кулака. Можно шестеренчатые, в автопромышленности разных много. Посмотреть стойкость к электролиту.

И вот выдержки из статьи:
"Снижения поляризации электродов, среди множества разных способов, можно достичь даже встряхиванием их, или механической очисткой. Известно, что "перенапряжение" уменьшается, если кроме постоянного напряжения на электроды подается еще и переменная составляющая, или использовать вращающиеся электроды. В знаменитой "ячейке Мейера", защищенной множеством американских патентов, для более эффективного разложения воды используется импульсное напряжение определенной частоты [6]."
"Процессы, происходящие при прохождении тока через электролит, и в самом электролите, и на обоих электродах, очень сложны и многообразны. По этой причине результаты электролиза часто практически не воспроизводимы. Как только электролиз начался, и уже идет некоторое время, вернуться к первоначальному состоянию после его прекращения уже невозможно. И в электролите, и на электродах произойдут изменения, которые не восстановятся и после сколь угодно долгого ожидания. Да и начало электролиза не воспроизводимо - этот процесс зависит от материала и состояния поверхности электрода, наличия в нем незначительных примесей и т. д. Почти то же самое относится и к химическому составу электролита. Поэтому, даже, несмотря на то, что в связи с широким промышленным использованием электрохимических процессов исследования явления электролиза как его понимает электрохимия, велись, и ведутся многими специальными институтами, полной ясности понимания того, что же происходит при электролизе до сих пор нет. Все многочисленные детали электролиза находятся вне рамок фундаментальной науки.

Так, что тут можно набрести на жемчужное зерно!

Фундаментальная наука даже не ожидает, что мы ей можем преподнести!

ВВ