Dopage à l'eau: Hypotheses de fonctionnement

Un article de Wiki Moteur Pantone.

L'expérience de Lavoisier de cracking de l'eau. ( hypthèse caduque )

Je n'ai pas trouvé de description précise de l'expérience ( si quelqu'un pouvais completer ...) mais en gros voici le protocole : évaporation et cracking de l'eau dans un canon à fusil rouillé et chauffé par des tisons ( donc 800°C maximim) recondensation de l'eau non cracké et extraction de l'hydrogène dans le récipient le plus à droite.

Si on chauffe de la limaille de fer à température de 800°C dans un courant de vapeur d'eau, il se dégage du dihydrogène et il se forme de l'oxyde de fer Fe3O4 selon la réaction :

3Fe	+  	 4H2O		-->	Fe3O4		+	4H2

Le "rendement" de ce cracking doit etre néanmoins assez faible ( quelques % d'eau crackée je suppose ) mais c'est une hypothèse à ne pas négliger dans le cas du dopage à l'eau. Elle expliquerait aussi pourquoi les tracteurs marchent mieux apres un certain temps de fonctionnement...mais impliquerait une "consommation" du Fer du réacteur

--> calcul d'estimation à effectuer, combien de temps tiendrait une barre de fer de 500 grammes ? Mais où passerait la rouille qui serait assez facilement aspirée par le moteur

Voici le détail du calcul bilan massique de cette réaction

Néanmoins, selon les chiffres fournis par les agriculteurs, il manquerait toujours de l'énergie pour compenser la baisse de consommation de GO ( meme en supposant 100% d'eau crackée )

Je pense qu'il y a pas mal d'infos intéressante sur ce site mais je n'ai pas eu le temps de chercher :

Calculs d'estimations

Durée "de vie" d'une tige de fer de 500 grammes. Autrement dit : combien d'énergie sous forme H2 fournissent 500 grammes de Fer.

Hypothèses, on suppose que  :

- 100% de l'eau crackée via cette réaction, c'est l'hypothèse la plus favorable énergétiquement et la moins favorable au niveau durée de vie du Fer. Evidement en réalité cette réaction n'est pas complète.

- la T° et la chaleur apportée au réacteur sont supérieure ou au moins égale aux conditions de cette réaction

- Une masse de Fer consommée de 500g

- Masses molaires : Mfr = 58.8, Mh2 = 2, Mh2o=18, Mfe3o4=240.4 (unité : g/mol). Pci H2 = 120 000 kJ/kg. PCI GO = 40 000 kJ/kg. Masse volumique GO = 0.8 kg/L

D'apres l'équation on a donc :

3 moles de Fer réagissent avec 4 moles d'eau pour produire 1 mole d'oxyde de Fer et 4 moles d'hydrogène. Massiquement : 3 moles de Fer = 176.4 g et 4 mole d'eau = 72 g donnent 1 mole de rouille = 240.4 g et 4 mole d'hydrogène = 8 g.

On voit tout de suite que la quantité d'Hydrogène produite par rapport à la consommation de Fer est ridicule. Mais continuons les calcul jusqu'au bout.

500 g de Fer "rouillé" donneront donc évidment 22,7 g d'H2....Ceci correspons à 2724 kJ soit 68.1 g de GO et donc 85 ml de GO.

Conclusion : ces chiffres sont ridiculement faibles et à moins de trouver une méthode de désoxydation de la rouille en Fer, il n'est pas envisageable que ce cela soit cette réaction qui intervienne dans le cas des tracteurs dopés à l'eau. Le calcul de la durée de vie est donc inutile au vue de cette première estimation.

En savoir plus sur l'hydrogène

Les expériences de Lavoisier : http://histsciences.univ-paris1.fr/i-corpus/lavoisier/index.php

Généralités : http://www.annso.freesurf.fr/H2.html

Données atomiques : http://realink.org/c-arbre/wpedia/index.php?title=Hydrog%E8ne

Données chimiques de production : http://www.sfc.fr/Donnees/mine/hyd/texhyd.htm

Role de l'eau dans la chambre de combustion

Role mécanique : meilleure dispersion du carburant

Roles thermodynamiques possibles :

1) Utilisation de la détente de la vapeur : travail mieux utilisé et meilleure souplesse du moteur

2) Pompage des calories perdues à l'échappement et réinjectées dans le cycle moteur. Ceci va pourtant à l'encontre du rendement de Carnot. ( plus les différence de température entre T° air d'admission et T° combustion sont élevé, meilleur est le rendement...Néanmoins, injecter un air déjà préchauffé, sans parler du taux de remplissage, dans un cycle diesel peut aboutir à une T° de flamme peut etre supérieure. )

3) La présence d'eau, composé incompressible, dans la chambre de combustion augmenterait le taux de compression (ou au moins la pression finale). Je tiens ça de quelqu'un qui a fait des traveaux sur la combustion humide dans les moteurs à combustion interne. Si quelqu'un a des infos complémentaires... [Bruno Foucras] <-- Oui, déja entendu cette hypothèse également, mais la vapeur, elle, est compressible. Tu pourrais avoir plus d'info de la part de cette personne ? Au mieux un rapport (résumé ?) [Christophe]

Role chimique : cracking de l'eau sous la pression et température de la chambre ?

Remarque importante : l'effet réel peut etre composé d'un ou plusieurs de différents effets.

...A compléter

Document sur l'historique de l'injection d'eau ( à lire absolument !)

Trés intéressant, ce document comporte tout de même certaines affirmations éronés ( notamment conversion Cs <-> rendement )...donc à lire mais ne pas prendre comme référence.

ttp://www.econologie.com/historique-de-l-injection-d-eau-articles-2338.html

Voici mes différentes remarques à propos de ce document, je vous invite à mettre les votre à la suite.

page 3) en haut a droite, on parle de 30 à 35% d'économie (c'est ce que j'ai compris ) avec injection eau...--> OK

page 3) en bas a droite : désolé mais l'OPEP n'existait PAS au début du siecle...il a été crée en 1960 et est devenu important apres 1973....La l'auteur parle de 60 ans d'OPEP...pas crédible sur ce point

page 5) en bas a gauche, rendement de 20% faible des 1er moteur essence...c'etait bien moins car 20% c'est ce qu'on avait dans les années 80-90...je dirais entre 10 et 15%...la aussi pas crédible. Mais d'une maniere générale je trouve que les CS sont TRES faibles dans ces tableaux ( elles sont les mme^s que les moteurs avant les haute pression injection )... Surtout que les carburants de l'époque n'étaient pas de la meme qualité que les actuels.

page 6) en haut a gauche : gazogène qui décompose l'eau...<-- COMMENT ?

page 8) millieu gauche : taxe sur l'alcool qui se boit = ethanol...alors qu'il il parle de benzol...donc incompréhensible

page 9) en bas gauche : 250 g/cv.h de schiste blanc...il faudrait trouver le PCI de ce schiste pour savoir a quoi ca correspond avec nos carburant actuels

page 11) légende image a gauche. Je cite : "avec GO, puissance 14 cv et rendement 0.23. avec GO-eau, puissance 23 cv et rendement 0.60 d'ou une CS de 225 de GO et 22 grammes ( de quoi ? d'eau ? ) par cv.h" --> non sens selon moi !

Car 225 gramme ne donne pas un rendement de 60% ou alors le PCI du GO de l'epoque était bien plus faible ( divisé par 2 environ ). La conversion cs en rendement est assez simple sachant qu'un litre de GO = 9.8 kwh/l, d'ou 225 g/cv.h donnent un rendement de 0.28. On est loin des 60%...

page 12) en haut gauche eau = amélioration détente donc souplesse, moins de cognement --> OK

page 12) en haut doite, décomposition eau par métal chauffé au rouge -> OK Voir les feux de métaux.

page 12) en bas droite, 3x puissance diesel par O2 de l'eau à égale conso ! ( peu crédible quand meme mais à voir )

page 14) en haut gauche, "hydrogénation des hydrocarbure due a la présence d'eau cracké par conduite en CUIVRE et NICKEL à 250-300°C" --> Point trés intéressant car on touche peut etre un "secret de fonctionnement"...LA PRESENCE DE CUIVRE ET OU De NICKEL crakerait l'eau à 300° ( T° largement atteignable dans nos montages !)...Je me souviens qu'aucun de mes moteur sur banc n'avait de cuivre en sortie réacteur....coicidence ? Pour le nikel j'en sais rien j'avais pris du fer dispo sur place...il rouillait il me semble ( donc pas nikelé a priori )

Voila tout ceci me laisse sur ma faim surtout vu la période des essais : pkoi des industriels n'ont pas développé massivement l'injection d'eau...Car selon ce document elle semble ne présenter QUE des avantages ! ( sof pour avion ou double réservoir nécessaire )