Discussione: Esperimento N. 6

Originariamente inviata da fcattaneo

Il test con H2

Puoi misurare la temperatura dell' aria prima e dopo il forno ?
Ciao

In effetti sarebbe meglio avere la misura della T sia in ingresso che in uscita, perchè se c'è una deriva della T ambiente in ingresso al tubo può essere difficile andare a discriminarla (si tratta di prove abbastanza lunghe, e sono giornate in cui la T ambiente può cambiare anche di molto tra mattina e pomeriggio).

Ciao Tutti

Per chi ci legge e fosse intreessato a capire qualcosa sulle reazioni in fase gassosa che si stanno facendo ho preparato due righe di taglio molto divulgativo delle presupposte condizioni di innesco .
Allora ad oggi sappiamo che l'innesco dovrebbe passare attraverso il caricamneto del Ni con idrogeno
Ora supposto che ciò sia corretto ( e alcune misure parrebberlo confermarlo ) cosa ne determina l'efficacia ?

Prima di entrare nel dettaglio cerchiamo di chiarire due concetti
Una reazione puo avere due tipi di blocco
Un blocco cinetico od un blocco termodinamico
Ora se il blocco è cinetico la reazione è cosi lenta che non avviene ( il diamante non si trasforma in carbone per un blocco cinetico in infatti in condizioni std ,che ne dicano alla TV , un diamante non è per sempre ... infatti per sempre è un tempo moolto lungo )
diversamnete se è termodinamicamente bloccata la reazione a quelle condizioni non puo avvenire proprio

Supponiamo ( prima approssimazione )
Che la reazione di idrurazione sia alle condizioni in cui operiamo termodinamicamente possibile


La reazione è


Ni+H2 = NiH2+calore

allora se si fa un semplice ragionamento e supponendo tale reazione descritta nei due stadi iniziale finale cosa la governa ?
I parametri iniziale da analizzare sono T e P

A)effetto della temperatura
Poichè è noto che se sottraggo reagenti in una reazione all equilibrio ( supposta tale la nostra reazione ) facilito la formazione dei prodotti
Quindi il fornire calore mi riduce la conversione e la formazione di Ni Hspostando equilibrio verso i reagenti
B) effetto pressione
E' vero che poichè sono in un sistema con una modifica di entropia poichè passo da due molecole di cui una in fase gassosa ad un sistema con una sola molecola in fase solido ci si aspetterebbe che un incremento di pressione induca la formazione di prodotti e quindi faciliti l’idrurazione
quindi meglio lavorare a pressioni alte

Considerazioni
Domanda spontanea perché si dovrebbe salire con la temperatura ??
L’incremento termico dovrebbe se non erro facilitare la cinetica ovvero accelerare la velocita con cui si raggiunge l’equilibrio, qualunque esso sia.
E' questo è utile altrimenti il Ni ci metterebbe molto a caricarsi di idrogeno
Ovviamente la temperatura incidendo sulla termodinamica ne influenzo l’entitàdel caricamneto e quindi se volete la conversione
Ecco perchè in molti reattori industriali si cerca un punto ottimale fra velocita della reazione e grado di conversione ( si fanno conti su conti considerando andamento della reazione uno studio della cinetica il tipo di reattore ecc )

PS Gabrichan i conti appena ho un attimo te li faccio
ma avremmo dati poco interessanti poichè abbiamo solo entalpia di formazione standard e noi non siamo in condizioni std ( temperatura ambiente ecc )
E non siamo nemmeno a pressione costante
Potremmo fare dei conti molto di massima
In ogni caso si puo ovviare il problema se si riuscisse a prolungare l’eccesso termico per un periodo cosi lungo da rendere trascurabile il contributo del idrurazione

Ciao Boss77, l'idea era avere 2 numeri per capire a spanne dove finiva l'idrurazione e dove cominciava la reazione di fusione, avere un valore anche approssimativo tanto per capire quanto doveva durare il test per escludere che fosse solo il calore di idrurazione a scaldare e ci fosse anche qualcosa d'altro, poi considerato l'andamento e l'inerzia del reattore se guardi i grafici si notano picchi anche di 9°C in un minuto, che è tanto.
Bessel, i dati sull'idrurazione del ferro e del nichel li ho messi in un post precedente, se vuoi provare anche tu a fare 2 conti lo sai che sono sempre ben accetti.

Esperimento N. 6

Ciao grazie a tutti e due ovviamente

Originariamente inviata da BesselKn

Devo ancora finire quelli sul tasso di reazione p+Ni.

Si in effetti non devono essere facili, se consideri tutto, il reticolo cristallino del nichel che viene riscaldato, il protone che comincia a rimbalzare di qua e di la come una pallina di un flipper, che acquista sempre più energia ad ogni rimbalzo ceduta dai nuclei di nichel che si stanno riscaldando, fino al punto di favorire una fusione "P+P ==> D + e- + v + calore" oppure "Ni + P ==> Ni + e- + v" oppure "Ni + P ==> Cu + calore" Oppure "D + D = He4 + calore", ecc....
si in effetti è una bella rogna.....
Però riusciresti a calcolare la dimensione minima del grano di nichel.....
Notte

Ciao Gabry
allora appena ho un attimo vedo di dare delle stime di massima
Come dice BesslKn in una reazione specie che parte da prodotti che hanno entalpia di formazione standard nulla il conto si semplifica
Comunque la temperatura credo incida un attimino poche il entalpia di formazione è sta e calcolata a 25 gradi ed un atmosfera
il mio dubbio sulla pressione risiedeva nel fatto che per altri conti conessi alla cessione di calore ho bisogno del calore specifico di alcuni materiali della conducibilita termica e pensso di altre costanti ( idrogeno nichel ferro rame )e pur raccontato male lo ammetto intendevo dire che i valori di tali dati si hanno a condizioni operative un po diverse dalle nostre
Ma ---- se ci mettiamo a fare due conti per avere un idea di massima ma propria di massima e non ci mettiamo a guarder le virgole mi rimetto sotto ripasso un po e vedo di tirare giu due numeri servirebbe pero volume del reattore
peso dello stesso ( almeno un idea di massima )
volume della camera libero poi mi servirebbe sapere se siamo in condizioni di flusso costante oppure idrogeno e fermsistema è insomma aperto o chiuso
non siamo nemmeno in condizioni adiabatiche mi pare
F cattaneo fammi sapere

Dalla prova "in bianco" fatta la scorsa settimana e togliendo la polvere da un po' di testi di fisica tecnica ... ho provato a mettere giù un modello che riproduce il funzionamento del reattore. Non ricordo se fcattaneo ha già postato le dimensioni e la composizione delle varie intercapedini del reattore, eventualmente ve le posto.

I numeri che trovo dicono che il reattore potrebbe avere un coefficiente globale di scambio termico intorno a 12 W/(mq °C) e che nella prova in bianco della scorsa settimana ha funzionato a circa 10 l/min di portata d'aria. All'aria si trasferivano - nelle diverse condizioni di funzionamento - da circa 25 a circa 35W.

Dai primi dati che vedo indicati nel file condiviso rispetto alla prova di oggi vedo che la portata attuale sarebbe di 9.5 l/min, il che mi conforta sul non aver cannato completamente il modello (per fcattaneo: di quei numeri in giallo non si vede una mazza... ).

Se il modello che sto usando è giusto, ho verificato che una qualunque modifica della sola conducibilità dello strato di nickel/ferro dovuta alla presenza di idrogeno al posto del vuoto NON modifica il coefficiente globale di scambio termico del reattore in modo significativo (anzi, non lo modifica praticamente per nulla), quindi un effetto significativo sulla T di uscita dovuto alla presenza di idrogeno che si dovesse osservare (e che si è osservato negli esperimenti precedenti) sarebbe causato da una qualche reazione esotermica che avviene nello strato nickel-ferro.

Magari per voi era ovvio ma per me non lo era...

Ciao
Sergio

Rimetto di qua il link della prova così è più facile da trovare

https://docs.google.com/spreadsheet/...vdnQtSHc#gid=4

Invece io credo che sia un successo!! infatti penso che la fusione del tubo primario sia dovuto all'enorme incremento di calore derivato dall'innesco della reazione.... potrei anche sbagliarmi.... chiedo conferma!

Peccato... proprio sul più bello!!!
Interessante vedere che all' aumento della pressione di H2 sia diminuita la temperatura del forno c' è qualche ipotesi?

Buon lavoro.

Ciao