Двигатель на воде, способ получения пресной воды

Авторская статья Дмитрия Горчилина

На сегодня очень остро стоит вопрос получения пресной воды в засушливых районах. Вода, зачастую, есть, но соленая. Известен ряд способов получения пресной воды из соленой, включащие перегонку или мембранные технологии- все эти способы имеют свои недостатки, они крайне энергоемки.

Можно ли использовать соленую воду для производства энергии, для производства пресной воды? Да.

Смысл предложения в чем. Допустим, у нас есть атмосферный воздух с влажностью порядка 30-50% и температурой 30-25 градусов Цельсия. Мы можем в этом воздухе испарить некоторое количество воды, при этом температура воздуха снизится а его объем уменьшится. При этом испаряется только вода, соль не испаряется, она переходит в жидкую фазу с высокой концентрацией соли. Очень грубо расчет выглядит так:

Теплота парообразования воды, МДж/Кг2,4
Максимальная влажость воздуха г/м3 при градусах С39,235
3030
22,825
1720
Удеальная теплоемкость воды кДж/(кг*К)4,18
Теплоемкость воздуха  Дж/(кг·град)1005
Плотность воздуха кг/м31,165
Дано: 
Начальная температура воздуха, С35
Влажность воздуха,% 30
Приведенная температура воздуха302520
Процент испарения относительно макс влажности 505050
Влажность при данной температуре, г/м30,030,0250,017
Итого испарение, Кг/м30,0150,0130,009
Теплоемкость воздуха Дж/К1170,8251170,8251170,825
Теплоемкость воды в воздухе, Дж/К125,4104,571,06
Суммарно, Дж/К1296,2251275,3251241,885
Теплота испарения воды, Дж360003000020400
Максимально можно снизить температуру на, К27,7729623,5234216,42664
Плотность воздуха при 30С, Кг/м31,165
Плотность воздуха при 20С, Кг/м31,247
Плотсность при 30С в % к 20С93,42422
Разница в объеме,% 6,575782

То есть, установка у нас выглядит следующим образом- есть герметичная, термоизолированная рабочая емкость. В эту емкость подается атмосферный воздух. В емкость впрыскивается вода в мелкодисперсном виде. Вода испаряется, при этом температура в емкости уменьшается а влажность повышается. Снижается температура- снижается и давление, на 5-10 процентов.

Закачивает воздух в емкость насос, при этом на одном валу сидят поршни закачивающие атмосферный воздух и выкачивающие из емкости влажный и холодный воздух. Если бы там было просто сниженное давление, то емкость бы в давлении уравнялась бы с атмосферным воздухом. Но давление там постоянно понижается ввиду испарения воды и охлаждения. На поршни одинакового диаметра атмосферное давление оказывает одинаковое давление.

То есть, площадь закачивающего поршня должна быть процентов на 5 больше, нежели площадь откачивающего- атмосферное давление будет оказывать бОльшее давление на закачивающий поршень, что будет приводить машину в движение и компенсировать механические потери на трение.

Выходящий влажный и холодный воздух проходит две стадии- сначала он охлаждает воздух после вторичного испарителя. А после проходит дополнительный нагрев атмосферным воздухом до температуры пусть 35 градусов. После чего в нем повторно распыляется соленая вода (вторичный испаритель)- и он поступает в теплообменник, где охлаждается воздухом из данного агрегата. При этом выделяется пресная вода. Кроме того, образуется поток воздуха с влажностью порядка 100%, который можно пустить в какой-то природный конденсатор. Допустим, в подземное сооружение, в старые катакомбы. Температура резко падает, влага уходит в подземные горизонты.

Двигатель на воде, Дмитрий Горчилин

Какова производительность системы? Если исходить из самых минимальных параметров, то при рабочем объеме цилидров 1,85 литров (ЯМЗ) и частоте вращения 1 тыс оборотов в минуту через первичный испаритель пройдет 1,85 кубических метра в минуту, что позволит испарить в первичном испарителе при 15 г/м3 в минуту 27,75 грамм воды или 1,665 литра в час. Ни о чем.
То есть, объем цилиндров должен быть достаточно большим. При этом двигатель должен оказывать минимальное сопротивление вращению. По сути, там не нужны прочные изделия, давления минимальны.

Идеальным вариантом была бы турбина. При ламинарном потоке со скоростью 10 метров в секунду на метр проходного сечения это 10 кубических метров, 150 грамм испарения в первичном испарителе в секунду, 9 литров в минуту, откачать надо 9,4 кубических метра в секунду. С учетом вторичного испарителя и внешней конденсации можно ожидать производительность по пресной воде на уровне примерно 200-250 грамм на квадратный метр проходного сечения в секунду или что-то около 17-25 кубометров пресной воды в сутки.

То есть, чисто технически, возможность создания этого агрегата определяется возможностью создания насоса с минимальными потерями на трение. Размерность не имеет никакого значения, он может быть очень большим, это может быть турбонасос. При этом основным продуктом данного агрегата будет не физическое вращение вала (которое можно преобразовать в электроэнергию) а мощный поток влажного воздуха.


Автор Дмитрий Горчилин 20210801

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.