Re: Fiamme, microonde e plasmi

From: A.D. <isd_mod_at_libero.ix>
Date: Fri, 22 Jan 2010 19:15:16 GMT

Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP> wrote in message
4b58d7ad$0$1133$4fafbaef_at_reader3.news.tin.it...
> Allora, mi stavo chiedendo se e in che misura il
> magnetron di un normale forno a microonde fosse
> in grado di incrementare la temperatura di una
> normale fiamma (definizione assai aleatoria, me
> ne rendo conto) trasformandola in un plasma
> pi� energetico.

Non ti posso dare una risposta precisa per mancanza
di dati, ma penso che sia probabile che funzioni.


> Il punto era che pensavo se fosse possibile migliorare la
> combustione (ossia spingerla di pi� al completamento) dei
> fumi di fiamma di legna (carta, plastica etc).

E' un'idea molto interessante e che tra l'altro in qualche
caso e sotto altra forma � gi� utilizzata. Tempo fa mi sono
imbattuto in un problema simile, ma purtroppo al momento
non mi ricordo di preciso di cosa si trattava...


> Tra l'altro, secondo voi � la zona spettrale pi� adatta ?
> Perch� si o perch� no ? So che esistono anche le cosiddette
> torce a radiofrequenza, che immagino lavorino a freq. pi�
> basse del magnetron del microonde.

Si utilizzano due bande di frequenze per questo tipo di
applcazioni (sia riscaldamento che generazione di plasma):
una � dalle parti di 13MHz, l'altra a 2.4GHz. Le ragioni
sono dettate pi� da questioni normative che non fisiche
(nel senso che per come funziona il riscaldamento indotto
o la generazione di plasma la frequenza contano poco
rispetto ad altri fattori...).


> In ogni modo, non saprei stimare se, energizzando un
> plasma tiepidino e contenente ancora una limitata
> quantit� di incombusti ed aria "viva", si recuperi pi�
> energia dal completamento della combustione rispetto
> a quella spesa per alimentare il magnetron.

Questa � una bellissima domanda, ma mi sa che per avere
la risposta siano necessari degli esperimenti, e non so se
qualcuno li ha mai fatti.
Il limite superiore al rendimento lo si pu� calcolare
facilmente: basta considerare la percentuale media di
sostanze non combuste completamente e l'energia che
si pu� ottenere dalla combustione completa di queste
(ipotizzando che il campo EM riesca ad indurre appunto
una combustione completa).


> Altra banalit� per voi : volendo agire dall'esterno, ossia
> trasferire le onde ai fumi senza collocare fisicamente la
> sorgente em DENTRO il flusso degli stessi, non potrei
> usare tubi di ferro come di norma, vero ?

Beh, i tubi possono funzionare decentemente da guida
d'onda: basterebbe inventarsi una configurazione in cui
i fumi non investono direttamente il magnetron. Tieni
presente anche che per ottenere buoni risultati bisogna
realizzare una cavit� risonante, perch� l'intensit�
dell'irradiazione diretta non sarebbe sufficiente a
produrre risultati significativi (i forni a microonde
sono in effetti delle cavit� risonanti, e la loro forma
e dimensioni non � casuale...).


> Qualche dubbio in pi� ce l'ho verso altri metalli non
> magnetici (tipo un tubo di rame), ma mi pare che
> schermino pure quelli, e chiedo una conferma.

Sono abbastanza trasparenti: attenuano, ma poco
rispetto a materiali conduttivi.


> E un tubo in fibrocemento, ammesso di raccordarlo ?

Lo potresti usare come finestra per l'immissione
dell'onda, ma non per creare la cavit� risonante.


> si potrebbe pensare di avvolgere un gran numero
> di spire lungo il tubo (da alimentare in tensione
> variabile) ?

Si, si pu� fare, ma ci vuole una potenza maggiore...
Questa � la configurazione che si usa di solito con
frequenze di alcuni MHz (le cavit� si usano invece
con le microonde).


> Ovviamente la fiamma non � un flusso laminare, per cui
> componenti di moto non parallelo ci saranno di sicuro, ma
> basterebbero ?

Il moto degli ioni � piuttosto caotico a scala microscopica,
e il campo � sempre EM, con E e B perpendicolari tra
loro, quindi in pratica ottieni quasi sempre moti "caotici",
a meno di non usare configurazioni controllatissime...


> Insomma, voi che avete idee pi� chiare, avete
> gi� sentito qualcosa di simile e/o pensate valga la
> pena di tentare ?

A me l'idea sembra sensata, e non � detto che non esista
gi� qualcosa del genere (ad es. i produttori di automobili
recentemente si stanno interessando molto al plasma che
si forma in camera, sia per scopi diagnostici, sia per tentare
di migliorare la combustione). Se non esiste niente di simile
direi che vale la pena di fare qualche esperimento...


> E ruotare ad alta velocit� (tipo 10 Hertz) una calamita
> piuttosto potente ad alcuni cm dalla superficie esterna di
> un tubo non metallico (sempre in fibrocemento refrattario),
> pensate che possa trasferire un po' di energia extra agli
> ioni della fiamma tanto da aumentarne la temperatura ?

Mi sembra veramente troppo poco per ottenere qualche
effetto misurabile... :-)
Sarebbe gi� pi� verosimile prendere un nucleo ferromagnetico
a forma di C, avvolgere alcune decine di spire di filo di sezione
adeguata, porre il tubo (non di metallo) tra gli estremi aperti
della C e collegare le spire alla rete elettrica. Se non stalta tutto,
potresti ottenere qualche risultato: il campo magnetico alternato
dovrebbe essere suffciente a muovere gli ioni. Non incrementi
di molto l'energia del plasma, ma per lo meno dovresti favorire
un p� la cinetica delle reazioni... [Occhio che se non dimensioni
bene il tutto dal punto di vista elettrico e magnetico puoi
combinare disastri di vario genere... :-) ].

A.D.
Received on Fri Jan 22 2010 - 20:15:16 CET