Приходи с интересными идеями и находками (без спама)
Список форумов 2-й Храм-на Скале

2-й Храм-на Скале"Aml Pages"- редактора

Обо всём на свете, кроме того, к чему не прикасаемся
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Открытый портал интересного и требующего осмысления. Приглашаем посмотреть и поучаствовать. Всех, кому любопытно всё
Автономные источники тепла (индивидуальный обогрев) без огня

 
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов 2-й Храм-на Скале"Aml Pages"- редактора -> Интересные факты обо всем на свете\
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Jurgen
ArhiTektor

   

Зарегистрирован: 22.11.2008
Сообщения: 21023

СообщениеДобавлено: Пт Апр 29, 2022 3:59 pm    Заголовок сообщения: Автономные источники тепла (индивидуальный обогрев) без огня Ответить с цитатой





URL:

Автономные источники тепла (индивидуальный обогрев) без огня
В критических ситуациях

АВТОНОМНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕПЛА (УСТРОЙСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБОГРЕВА).

(Обзор)

Угольные грелки.





Еще лет 90 назад изобретательская мысль обратилась к самому распространенному экзотермическому процессу - реакции горения.

Появились устройства , в которых тлеющий угольный стержень, обернутый в специальную бумагу
был помещен в металлический корпус,

а последний в суконный чехол .

Такие грелки весили сравнительно немного ,

а действовали 5-6 часов .
На поверхности корпуса температура была от 60 до 100 градусов Цельсия .


С + О2 --> CО2 + 94 ккал/моль


Каталитические грелки.

Во время первой мировой войны в окопах мерзли миллионы солдат, и за четыре военных года
изобретатели США , Японии и Англии запатентовали несколько вариантов карманных жидкостных грелок .

Принцип их действия был прост:
каталитическое беспламенное окисление спирта или бензина .










Катализатором во всех случаях служила платина.


Японская грелка выглядела как портсигар, внутри которого были резервуар,
набитый ватой и платиновая прокладка.

В корпусе
и отвода газообразных продуктов горения.

Для запуска грелки в резервуар заливался спирт,
который пропитывал вату.

Затем катализатор прогревали пламенем спички и начиналась реакция.

Основной недостаток каталитических грелок
- ограниченный срок службы:
примеси, содержащиеся в горючем быстро отравляют катализатор и греющий портсигар становится бесполезным.

Грелки, использующие реакцию гашения извести.

Еще в 20-х годах в Германии для разогрева пищи в полевых условиях предложили использовать тепло,

выделяющееся при гашении водой негашеной извести.
Однако недостаточно большой тепловой эффект реакции помешал на первых порах практическому применению этой идеи.

Шагом вперед стало сочетание двух реакций :
гашения извести и ее нейтрализации .


Для этого в известь ввели кристаллогидраты
щавелевой или лимонной кислоты .
Реакции в грелке пошли по следующей схеме.

СаО + Н2 О --> Ca(OH)2 + 10.6 ккал.
2Са(ОН)2 + Н2С2О4 + 2 Н2О --> CаС2О4 + 4Н2О + 31 ккал


С помощью этих двух реакций можно в портативном устройстве получить температуру от 100 до 300 градусов Цельсия

Кроме того , использование кристаллогидратов кислот позволяет запускать грелку небольшим количеством воды

а с очередными порциями извести будет реагировать вода, выделяющаяся при нейтрализации.

Грелки, использующие реакции окисления металлов.

В обычных условиях коррозия металлов на воздухе протекает, к счастью, медленно.

Присутствие солей резко ускоряет процесс.
В конце 20-х годов для обогрева бойцов Красной Армии была рекомендована

"железная" грелка - в мешочек из прорезиненной ткани помимо железных опилок

помещали перманганат калия и наполнители - уголь и песок.

После добавления воды на поверхности грелки в течение 10-20 часов поддерживается температура 100 градусов Цельсия.

4Fe + 2H2 O + 3O2 --> 2(Fe2O3 * H2O) + 390.4 ккал/моль

Вместо железа в коррозионных грелках лучше применять алюминий.

Тепла в этой реакции выделяется гораздо больше, чем при окислении железа :

8Аl + 3Fe3O4 ---> 4Al2O3 + 9Fe + 795 ккал/моль

Грелки, использующие реакции вытеснения металлов.

В 1940 году в СССР был разработан обогревательный пояс
- обтянутый кожей медный резервуар, который крепился на брючном ремне.


В резервуар засыпали 200 г. реакционной смеси
- алюминиевого порошка хлористой меди ,
взятых в стехиометрическом соотношении .


Воду в количестве 100-120 мл. добавляли в резервуар из баллончика, находящегося в нагрудном кармане.

Подачу воды регулировало несложное тепловое реле.

Пояс мог согревать в течение 8 часов.

Эта химическая грелка была новой не только по форме, но и по содержанию:

впервые было использовано тепло, возникающее при вытеснении одного металла другим
- более электроотрицательным.


В Ленинграде, в блокадную зиму 1942 года , использовали грелки, заполненные смесью
хлористой меди и железных стружек.

От одной заправки водой такие грелки работали 60-70 часов.


Теперь можно согреваться так (с электричеством)







[img]https://imageup.ru/img74/3928400/p4.jpg[/img






Кристаллизационные грелки.

В кристаллизационных грелках используются вещества с низкими температурами плавления
и относительно высокими теплотами плавления.

Подобный термоаккумулятор отдает тепло, которое высвобождается при кристаллизации
или затвердевании предварительно нагретого и расплавленного вещества.

Классическое рабочее тело грелок-аккумуляторов парафин.

Можно использовать также стеариновую кислоту, низко плавкие кристаллогидраты,

например, глауберову соль Na2 SO4 * 10H2O

или тригидрат ацетата натрия CH3COONa * 3H2O.

Небольшие добавки к кристаллогидратам хлористого кальция, тиосульфита натрия

или глицерина позволяют замедлить процесс кристаллизации и тем самым повысить продолжительность работы грелки.

Грелка разогревается за 15 сек. до 55 °С
и процесс выделения тепла продолжается 25-30 минут.

Грелка обладает достаточно высокой теплоемкостью и еще минут 25-30 способна отдавать тепло в режиме остывания.

Грелка кристаллизационного типа хороша, как лечебное и профилактическое средство

при воспалительных процессах ,

для больных с различными формами радикулита,

для тюбажа печени и других процедур в стационарных условиях (дома или в больнице).

Использование кристаллизационных грелок в чрезвычайных ситуациях в полевых условиях ограничено
непродолжительностью режима тепловыделения грелок.

Основное достоинство грелок кристаллизационного типа - возможность многократного использования: для восстановления исходного состояния грелки достаточно прокипятить ее в воде в течении 15-20 минут.

ГРЕЛКА ИЗ ПРОБИРКИ

В походе, на рыбалке, особенно в непогоду часто возникает нужда обыкновенной грелке.

Конечно, неплоха и обычная резиновая,
но у нее есть один существенный недостаток:
очень уж медленно греется для нее на костре вода.

Попробуем сделать химическую грелку. Для этого нам понадобятся самые обычные реактивы.

Для начала проведем несложный опыт.
Пойдите на кухню и возьмите пачку поваренной соли.

Впрочем, пачка не понадобится.

Достаточно будет 20 г (2 чайных ложки).

Затем загляните в шкафчик, где хранятся всевозможные хозяйственные препараты и материалы.

Наверняка там сохранилось после ремонта квартиры немного медного купороса.

Его понадобится 40 г (3 чайных ложки).

Древесные опилки и кусок алюминиевой проволоки, надо полагать, тоже найдутся.

Если так, все готово.

Разотрите в ступке купорос и соль так, чтобы величина кристаллов не превышала 1мм (разумеется, на глаз).

В полученную смесь добавьте 30 г (5 столовых ложек) древесных опилок и тщательно перемешайте.

Кусок проволоки согните спиралью или змейкой,
вложите в банку из-под майонеза.

Туда же засыпьте подготовленную смесь так, чтобы уровень засыпки был на 1-1.5 см ниже горлышка банки.

Грелка у вас в руках.

Чтобы привести ее в действие, достаточно влить в банку 50 мл (четверть стакана) воды.

Спустя 3-4 минуты температура грелки поднимется до 50-60° С.

Откуда берется в банке тепло,
и какую роль играет каждый из компонентов?

Обратимся к уравнению реакции:

CuSO4+2NaCl > Na2SO4+CuCl2

В результате взаимодействия медного купороса с поваренной солью образуется сульфат натрия и хлорная медь.

Именно она нас интересует.

Если вычислить тепловой баланс реакции, то окажется, что при образовании одной грамм-молекулы хлорной меди выделяется 4700 калорий тепла.

Плюс теплота растворения в исходных образующихся препаратов -- 24999 калорий.

Итого: примерно 29600 калорий.


Тотчас же после образования хлорная медь вступает во взаимодействие с алюминиевой проволокой:

2Al+3CuCl2 > 2AlCl3+3Cu


При этом выделяется (также в пересчете на 1 г-моль хлорной меди) примерно
84000 калорий.

Как видите, в результате процесса суммарное количество выделяющегося тепла превышает 100000 калорий на каждую грамм-молекулу вещества.

Так что никакой ошибки или обмана нет:
грелка самая настоящая.

А что же опилки?

Не принимая никакого участия в химических реакциях, они в то же время играют очень важную роль.

Жадно впитывая в себя воду, опилки замедляют течение реакций, растягивают работу грелки во времени.

К тому же древесина обладает достаточно низкой теплопроводностью: она как бы аккумулирует выделяющееся тепло

и затем постоянно отдает его. В плотно закрытой посуде тепло сохраняется, по меньшей мере, два часа.

И последнее замечание:
банка, конечно, не лучший сосуд для грелки.

Она понадобилась нам только для демонстрации.

Так что сами подумайте над формой и материалом для резервуара, в который поместить греющую смесь.

Источник: журнал "Юный техник", №5, 1983г., стр.78-79.
Автор:
инженер Ф. Никулин.


Но, всё же у костра веселей и ближе к природе






Twisted Evil
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов 2-й Храм-на Скале"Aml Pages"- редактора -> Интересные факты обо всем на свете\ Часовой пояс: GMT + 1
Страница 1 из 1

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах
Любознательность - это наша отличительная черта.


Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group
Вы можете бесплатно создать форум на MyBB2.ru, RSS