Re: Fiamme, microonde e plasmi

From: Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP>
Date: Sat, 23 Jan 2010 16:23:53 +0100

A.D. ha scritto:
> 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.

che genere di dati potrebbero servire ?

Potremmo tentare di spararli a caso, come prima approx.
Tipo T = 700-800 K
composizione, sparata a caso
azoto 55
anidride carbonica 20
vapore 10
ossigeno 8
monossido di carbonio 5
idrogeno 2

realmente buttati l� ... ad es se davvero il CO fosse il 5%,
ogni volta che apro la stufa dovrei stare in apnea sino a
ricambio d'aria.
L'ossigeno e l'azoto poi sono piuttosto vari, il primo in
particolare quando tengo molto chiusa, probabilmente arriva
a solo qualche per cento, e presumo che l'idrogeno possa
crescere anche sino a 5 (e questo � un componente perso
anche quando arriva l'aria secondaria preriscaldata, perch�
in assenza di catalizzatori ha una T di autoignizione troppo
alta).

Non so calcolare la frazione di ionizzazione, anche se
forse, conoscendo la E.I. 1� delle molecole pi� ionizzabili
ed applicando la distribuzione di Boltzmann si potrebbe
stimarla. Mah ,non so. Penso che sapere quanti ioni liberi
sono a spasso nel fumo possa essere un dato tanto pi�
critico quanto pi� T � bassa.

>
>
>> 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...

Che peccato ... ma se ti torna in mente, segnalamelo pls

>
>
>> 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...).

indi, essendo una cosa casalinga, potrebbe bastare la
risibile frequenza di rete ?

Voglio dire che un campo che varia rapidissimamente fa
vibrare gli ioni ad alta frequenza. Ma anche un campo che si
inverte in modo lento mi parrebbe utile. Per un certo tempo
gli ioni accelerano nella stessa direzione, ma prima o poi
collidono con le molecole normali, e anche se lo fanno pi�
di rado, dovrebbero avere accumulato un certo bagaglio di E
cinetica. Non so ...

>
>
>> 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,

Eh he he hhe. Questo � purtroppo il nocciolo di ogni pensata
che sia inerente ai temi energetici. Spendo di pi� a
costruire la centrale o quello che mi ritorna nella sua vita
utile ? Poi vabb�, anche un modestissimo costo elettrico, a
fronte di emissioni innocue e tubi senza fuliggine
carboniosa, non sarebbe improponibile.

> ma mi sa che per avere
> la risposta siano necessari degli esperimenti, e non so se
> qualcuno li ha mai fatti.

Allora io prima o poi mi accingo a farne uno, non so quando
ma mi tocca.

Per� volevo chiedere dei lumi.


> Il limite superiore al rendimento lo si pu� calcolare
> facilmente: basta considerare la percentuale media di
> sostanze non combuste completamente

che stima facile non � per niente. Basta che cambi legno,
cambi pezzatura, cambi modo di accatastarla, apri pi� o meno
la griglia di aria, ed ecco che ti trovi dei fumi pi� secchi
o pi� grassi. Ma cmq diciamo che anche energizzando un
plasma magro, non � che male faccia. Al massimo non fa nada
e non recuperi una fava.

> e l'energia che
> si pu� ottenere dalla combustione completa di queste
> (ipotizzando che il campo EM riesca ad indurre appunto
> una combustione completa).

Ora che ci penso .... chiss� se quegli accendini che fanno
una fiamma plasmiforme hanno un circuito RF ... La piletta
all'argento ce l'hanno. Poi la colorano con una perlina di
materiale salino (al borace forse), ma credo che sia un
plasma. Non ha la normale forma morbida e dolcemente
instabile della fiammella, � un cono, stabile, soffia in
modo rabbioso, e non emette giallo, solo bluastro

>
>
>> 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...).
>

Ahia ....

>
>> 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.

questo punto non l'ho capito. Non sono forse conduttivi i
metalli non magnetici ? O forse intendevi quelli di cemento ?


>
>> 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.

Quindi mettere una sorta di doppia curva in cemento, in modo
che le linee di campo sparino coassialmente dentro una
sezione di ferro ? Per� se le linee sono parallele all'asse
del tubo non rimbalza niente o non sto capendo nada ?

>
>> 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...

Potresti tentare una stima ?

Ad es. una bobina che, a vuoto (concetto da definire),
diciamo che lavora con flusso di aria, assorbisse 50 W di
potenza, e assumendo spire di dodici cm di diametro, quante
ne dovrebbe avere ? E quanto lungo il tratto di filo in cui
distribuirle ?
Successivamente, l'assorbimento di potenza in presenza del
pre-plasma, aumenterebbe ? Presumerei di si ... Forse a
seconda di quanti ioni sono presenti nel plasma ?


> Questa � la configurazione che si usa di solito con
> frequenze di alcuni MHz (le cavit� si usano invece
> con le microonde).

Con 55 Hz serve cosa ?

Altra cosa, ammettendo di usare il nucleo di ferro (che
dovrebbe stare sotto il punto di Curie e quindi essere
magnetizzabile) a forma di "U", immergendo nel flusso di
fumo solo i due estremi aperti del ferro, ossia creando il
traferro nei fumi, le linee magnetiche sarebbero comunque
tutte portate dentro il fumo vero ? Anzi, forse � anche
meglio della bobina vuota, perch� il ferro amplifica molto
l'effetto e lo incanala senza sbavature fuori, o no ?

D' importante il diametro e la lunghezza del ferro ?
L'obiettivo � ridurre il numero di spire, e cmq ottenere un
dispositivo che assorba quei 50, max 100 W (ma meglio la
prima). Anzi l'ideale sarebbero sotto carico, ma non so se
si possa stimare.


>
CUT

>
> A me l'idea sembra sensata, e non � detto che non esista
> gi� qualcosa del genere (ad es. i produttori di automobili

non ne so niente purtroppo

> 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...

Si ma evitando il magnetron gi� fatto, non so dimensionare
la bobina in funzione dell'assorbimento voluto.
A prescindere dall'efficacia, una bobina che succhi pi� di
100 W non mi sembra desiderabile. Mi fungerebbe 24 ore su 24
tutti i giorni. E non voglio far lievitare la bolletta. Mi
scaldo a legna anche per risparmiare !

>
>
>> 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... :-)

Eh, vedi, ingenuit�. Mi ricordavo l'esperienza in cui si
arroventa il disco di alluminio. Ma quello � un metallo in
cortocircuito interno. Il fumo � tutt'altro, lo capisco

> Sarebbe gi� pi� verosimile prendere un nucleo ferromagnetico
> a forma di C, avvolgere alcune decine di spire di filo di sezione
> adeguata,

Solo alcune decine ! pensavo centinaia ! E adeguato quanto
sarebbe ? Un 2,5 o 3,25 mmq ? Tipo quello da 16 ampere ?

> porre il tubo (non di metallo) tra gli estremi aperti
> della C

Oh se a entrare sono solo i rebbi aperti, posso pure forare
il tubo e spingerli dentro, cos� il traferro non trova
ostacoli di sorta

> e collegare le spire alla rete elettrica. Se non stalta tutto,

Beh, e se brucio la bobina ? Ci sar� un modo di stimare
quante spire, di che diametro etc etc, per assorbire quel
che mi serve ... Io purtroppo � un periodo che non ho
proprio testa di ristudiare alcunch�. Sono distratto, non
so, ho altri pensieri, ma non mi concentro bene. Se mi date
due dritte precotte chiavi in mano :-) Preferisco eh eh eh

> potresti ottenere qualche risultato: il campo magnetico alternato
> dovrebbe essere suffciente a muovere gli ioni. Non incrementi
> di molto l'energia del plasma,

non saprei. Ha una capacit� termica modesta in fondo

> 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... :-) ].

Del tipo ? Non vorrei bruciare i circuiti elettronici della
casa eh, per sbaglio. Il nucleo di ferrite dovrebbe salvarmi
dal rischio di sparare in giro emanazioni em, vero ? Il
circuito magnetico si chiude completamente su s� stesso, o
non mi ricordo bene ? Ho un ricordo nebuloso di una figura
con una ciambella di bobina attorno a un toro di ferro con
traferro, e una legge dove c'era la forza magnetomotrice ...
ah, � tutto sbiadito. Cmq mi pareva appunto che all'esterno
del nucleo non scappasse via niente.
Tra l'altro, che cretino a non averci pensato da solo
all'idea del nucleo di ferro !
ciao a rileggerti
Soviet

>
> A.D.
>
Received on Sat Jan 23 2010 - 16:23:53 CET