مشخصات ماشین H2O ماشین H2O– دانشگاه آزادبیرجند ( مقام سوم در دومین دوره مسابقات)
واکنش شیمیایی :
نیرو محرکه ماشین H2O توسط بخار آب بوجود آمده از تجزیه آب اکسیژنه (H2O2) مطابق واکنش بالا تامین می شود . در این واکنش آب اکسیژنه در جوار کاتالیزگر دی اکسیدمنگنز (MnO2) به بخار آب و اکسیژن تجزیه خواهد شد .
مکانیسم حرکت و توقف :
سیستم حرکتی ماشین استفاده از فولی و تسمه است بدین ترتیب که اختلاط دی اکسید منگنز و آب اکسیژنه باعث تولید حجم زیادی از بخار آب شده که بخار آب تولیدی پس از عبور از نازل راکتور واکنش با فشار بالایی به توربین ماشین برخورد کرده و باعث چرخش آن می شود و نیروی بوجود آمده به محور توربین منتقل خواهد شد . در دو طرف توربین دو فولی کوچک قرار گرفته که نیروی چرخشی از آنها توسط دو تسمه به دو چرخ جولوی ماشین منتقل شده و با چرخش چرخ های جلو ، ماشین به حرکت در خواهد آمد . پس از اتمام آب اکسیژنه داخل راکتور بخار خروجی از نازل نیز به اتمام رسیده و توربین دیگر نیروی حرکتی ماشین را تامین نخواهد کرد و ماشین در اثر نیروی جنبشی به جلو رانده خواهد شد تا اصطکاک بین چرخ ها و زمین باعث توقف ماشین شود .
ابتکار و نو آوری :
* حفظ اصول آب بندی با استفاده از نیروی مغناطیسی
* ارزانی و در دسترس بودن اجزا ماشین و استفاده از مواد قابل بازیافت
* تعویض آسان تسمه های انتقال قدرت
* توانایی در تغییر قدرت و سرعت ماشین
دیدگاه زیست محیطی
ماشین H2O ماشینی کاملاسازگار و یا بهتر بگوییم دوستدار محیط زیست است . سوخت این ماشین آب اکسیژنه است که کاملا غیرسمی بوده و محصولات واکنش آب و اکسیژن است که هر دو برای محیط زیست مفید هستند . کلیه قطعات این ماشین از اجزا مصرف شده در صنایع دیگر ( مثل فیلتر روغن به عنوان راکتور واکنش ) و قابل بازیافت می باشند .
دیدگاه اقتصادی :
قابل به ذکر است با توجه به مکانیسم ساده در طراحی ماشین و اینکه کلیه اجزا ماشین جز مواد زائد و دور ریختنی است ، هزینه ساخت ماشین بسیار کم و جمعا کمتر از 3000 تومان بوده است . در ضمن هزینه مواد مصرفی در طول انجام تمامی آزمایشات مبلغی در حدود 20000 تومان جهت تهیه 20 لیتر آب اکسیژنه و 2 کیلوگرم دی اکسید منگنز می باشد . ( در هر آزمایش میانگین مصرف آب اکسیژنه cc 25 و دی اکسید منگنز gr 2 )
نکات ایمنی :
اثرات بر سلامتی
آب اکسیژنه
چشم : باعث سوختگی چشم شده و سوزش چشم ، سرخ شدن ، جاری شدن اشک و التهاب را در پی خواهد داشت .
خوردن : ممکن است باعث سوزش شدید در دستگاه گوارشی همراه با شکم درد ، حالت تهوع استفراغ و اسهال شود .
استنشاق : در صورت تنفس مضر بوده و ممکن است باعث ایجاد زخم در بافت بینی ، بی خوابی ، سوختگی در بافت بینی و گلو ، سرفه ، خس خس و نفس تنگی شود .
دی اکسید منگنز
چشم : ممکن است باعث سوزش ملایم چشم شود .
پوست : ممکن است باعث سوزش پوست شود .
خوردن : ممکن است باعث سوزش روده به همراه حالت تهوع ، استفراغ و اسهال شود .
استنشاق : تنفس آن ممکن است علائمی مانند علائم آنفولانزا از قبیل تب ، سرد شدن ، سرفه کردن ، سستی ، درد سینه ، دردعضلانی و سوزش دستگاه تنفسی شود .
محاسبات مهندسی :
فرض را بر این می گیریم که 20 سی سی آب اکسیژنه در راکتور ریخته ایم ، لذا خواهیم داشت :
در نتیجه 0.665 مول آب و 0.332 مول اکسیژن و در مجموع 1 مول گاز خواهیم داشت :
|
P = 63.7 bar حداکثر فشار مخزن در صورت بسته بودن سيستم
|
PV = nRT
حداکثر فشار مخزن در صورت بسته بودن سيستمR = 8.314 ---> P = 63.7 bar
T = 383.15 K
v = 500 CC
با توجه به خروج گاز اگر فشار مخزن را 6 بار در نظر بگیریم ، سرعت گاز خروجی نازل به ترتیب زیر محاسبه می شود :
|
V = 5.31E-3 حجم گاز خروجی از نازل
|
PV = nRT
حجم گاز خروجی از نازل R = 8.314 ---> V = 5.31E-3
T = 383.15 K
p = 6 bar
زمان انجام واکنش را 10 ثانیه در نظر می گیریم ، لذا :
قطر نازل 2 میلیمتر می باشد :
تجربه نشان داده است تقریباً 85 % آب بوجود آمده به صورت مایع در اثر تجزیه آب اکسیژنه در راکتور باقی می ماند ، که در این صورت سرعت گاز خروجی حدود 73 متر بر ثانیه خواهد بود .
خواص فیزیکی و شیمیایی :
Name: Hydrogen Peroxide
Chemical Name: Hydrogen Peroxide, Aqueous Solution
Chemical Formula: H2O2
Molecular Weight: 34.02 g/mol
CAS #: 7722_84_1
Appearance: Colorless liquid
Odor: Slightly pungent
Solubility: Complete in water.
|
H2O2 Concentration
|
35%
|
50%
|
|
Melting point
|
-33°C (-27°F)
|
-52°C (-62°F)
|
|
Boiling point @ 1.013 bar (760 mmHg)
|
108°C (226°F)
|
115°C (239°F)
|
|
Decomposition Temperature (cal/gm)
|
223
|
335
|
|
Flash Point
|
Nonflammable
|
|
|
Vapor Pressure @ 20°C (68°F) mmHg
|
23
|
18
|
|
Viscosity @ 68°F, cp
|
1.11
|
1.17
|
|
Density @ 20°C (68°F)
|
1.132
|
1.196
|
|
Specific gravity gms-100% per ml
|
0.397
|
0.598
|
|
Apparent pH
|
2-3
|
1-2
|
|
Vapor Density (air=1)
|
|
1.0
|
|
Surface Tension @ 20°C (68°F) N/m
|
74 for 27.5%
|
75.5
|
Name: Manganese dioxide
Chemical Name: Manganese Dioxide
Chemical Formula: MnO2
CAS#: 1313-13-9
Molecular Weight: 86.9368gr/mol
Physical State: Solid
Appearance: black or brown black
Odor: odorless
Taste: Not available.
Color: Black to Brownish-Black
Solubility: Insoluble in cold water, hot water.
PH (1% soln/water): Not applicable.
<p class="MsoNormal" dir="RTL" style="mso-margin-top-alt:auto;mso-margin-bottom-a
نظرات شما عزیزان:
|
روز بخير كاربر گرامي 
تبادل
لینک هوشمند
