Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

arumes

Voor een project op school bouw ik zelf een brandstofraket met als brandstof knalgas (2H2 + O2) wat zoals je al verwacht 2H2O als reactieproduct afgeeft.

disclaimer: het is ERG gevaarlijk en ik doe het onder begeleiding van verschillende docenten. Dus ga geen gevaarlijke dingen doen!

De vraag

De 2 brandstoftanks (waarshcijlijk ter grootte van 30ml) ga ik vullen dmv electrolyse van water, hiermee kan ik meteen de druk in de flesjes tot een bepaalde hoeveelheid stellen door de watertoevoer (middelste buisje van een elektrolyse-apparaat) af te sluiten. Als ik dan lang genoeg doorga met bijvullen ontstaat er druk in de 2 opvangtanks, in de ene tank waterstof (H2) en in de andere zuurstof.

Ik bewaar beide tanks om als brandstof te gebruiken aangezien ik hiermee de ideale mengverhouding heb.

Helaas wilt men hier op school het elektrolyseapparaat niet ter beschikking stellen voor deze proef aangezien het van glas is wat door de druk kan breken, ik ben dus van plan zelf een simpel elektrolyseapparaat te bouwen van PVC buizen.

Helaas is het niet duidelijk in te schatten hoeveel druk er opgebouwd is en heb ik zelf niet echt een idee hoeveel druk ik nodig heb om het gas uit de tanks te laten stromen in de raket.

Mijn 1e vraag is: Hoeveel druk heb ik hiervoor nodig, een groffe schatting met verklaring is voor mij genoeg,

Mijn 2e vraag is: Het afsluitklepje op het zelfbouw elektrolyseapparaat moet een bepaald doorslagpunt hebben, ik bedoel dat hij bij bijvoorbeeld 5 bar knalt, zodat ik weet dat ik genoeg gas heb. En voor de veiligheid uiteraard!

Mocht je erg geinterreseerd zijn, graag willen helpen of iets anders, Mailen kan altijd!

Jan van de Velde

Zelf betrouwbare veiligheidklepjes gaan bouwen lijkt me niet simpel. Kun je niet véél simpeler je gassen (over)drukloos opvangen in omgekeerd opgestelde en in het begin met water gevulde flessen, en daarna overpompen in je tanks?

arumes

Hier de foto's van het plan

van de raket:

http://i12.photobucket.com/albums/a202/aru...pg?t=1169657617

van het hydrolyse apparaat

http://i12.photobucket.com/albums/a202/aru...pg?t=1169657715

Voila. Tips? trucs? Mail of reageer! kan geen kwaad.

DePurpereWolf

Ik zou het H2 en O2 gas eerst opvangen in een apparte cilinder, dus niet de gene die je in de ruimte wilt sturen. Die ventiels werken niet om een grote overdruk te krijgen. Dan zou ik het has comprimeren tot een kleiner volume.

Dat is de enigste manier om genoeg overdruk te krijgen.

Mischien een manier om dat te doen is om een drukgas te gebruiken zoals Helium dat op een bepaalde, bekende druk is, en omdat te gebruiken om het gas op druk te krijgen.

Deze even simpel uitgelegd. Je hebt een buis met aan twee kanten een ballon in de buis (niet eruit) de eerste ballon blaas je op met je knalgas, de ballon zet uit en omvangt de gehele buis. Aan de andere kant van de buis blaas je de ballon op met CO2 of helium dat op druk is. dat ballon verdringt het waterstof ballon en brengt het op die manier op druk.

in principe heb je maar 1 ballon nodig, maar dat was om het even uit te leggen.

Jan van de Velde

Je kunt de boel toch ook simpeler overpompen door water in je opvangreservoirs te pompen??

arumes

Ik heb nog een oude afgedankte fiets staan, kan ik het ventiel daarvan niet gebruiken? Dat zou toch 4 bar moeten halen wat me genoeg lijkt voor dit project? Of heb ik meer nodig?

Tevens vind ik het idee met de ballon en de buis ook niet slecht, onder welke druk zou de helium/koolstofdioxide dan moeten staan? Ik zal is navragen op school of ze zoiets dergelijks voor mij hebben staan.

Jan van de Velde

Ik denk dat je te moeilijk kunt voorspellen welke druk je fietsventieltje nodig zal hebben om open te gaan.

Verder blijf ik erbij dat het véél simpeler is om je reservoirs d.m.v. water leeg te drukken in je tanks dan mbv heliumballonnen oid.

arumes

Je kunt de boel toch ook simpeler overpompen door water in je opvangreservoirs te pompen??

Ik snap het principe hiervan niet precies, ik weet dat het vaker gedaan word, en dat er ook 'waterraketten' op dit principe werken, Maar verder snap ik de werking er niet van. Bedenk wel dat ik het pure knalgas nodig heb en niet extra lucht dat al in de fles zit.

arumes

Jan van de Velde schreef:Ik denk dat je te moeilijk kunt voorspellen welke druk je fietsventieltje nodig zal hebben om open te gaan.

Verder blijf ik erbij dat het véél simpeler is om je reservoirs d.m.v. water leeg te drukken in je tanks dan mbv heliumballonnen oid.

Ik wil de ventiels gebruiken om de druk in de resevoirs te houden, niet om als 'zekering' te laten knappen bij een bepaalde druk.

Jan van de Velde

stap 1: elektrolyseer en sla overdrukloos op in omgekeerde fles

stap 2: voldoende volume? sluit fles onder water af met stop en keer om

stap 3 sluit uitgang van fles (in de stop) aan op rakettank, sluit ingang aan op waterdruk. pomp fles vol met water ==> H2 zal naar de rakettank stromen.

netjes met de gaswet p_flesV_fles= p_rakettankV_rakettank berekenen voor gewenst drukloos volume om gewenste druk in rakettank te bereiken.

arumes

Bij deze methode zou elke nieuwe ruimte een vacuum moeten zijn, bijvoorbeeld de rakettank moet hier volkomen leeg zijn om 100% waterstof erin te krijgen, anders krijg ik niet de juiste mengbalans.

Wat is nou precies het nadeel aan druk maken met elektrolyse?

Jan van de Velde

Wat is nou precies het nadeel aan druk maken met elektrolyse?

Waarom denk je dat je het apparaat van je TOA niet mag lenen??

Waterstof en zuurstof onder druk vlak bij elkaar, stroomvoerende elektroden in de buurt, er hoeft maar iets mis te gaan en het gaat goed mis.

Murphy:

Anything that can go wrong, will go wrong

Zie voor verdere onderzoekswetten: http://membres.lycos.fr/TheWalrus/murphy.html

En dat is allemaal zo eenvoudig te vermijden. Bovendien worden je metingen om hoeveelheden af te passen en een juiste druk in je tanks te krijgen zoveel eenvoudiger.

Wat is er trouwens mis aan om je rakettanks op voorhand met water te vullen en dit door je waterstofgas naar buiten te laten drukken bij het vulproces?? Analoog aan de wijze waarop je de fles in eerste instantie vulde??

arumes

Je hebt helemaal gelijk, ik zie het principe nu pas! Bedankt voor de hulp en ik zal het zeker gaan proberen!

Hoe kan ik precies de druk in de tanks berekenen? Het flesje is 1 bar (omgevingsdruk) en vervolgens is het gas in de raket (1 / [volume]) * [volume + volume water] Of heb ik het hier mis? (ik denk het wel)

Bedankt voor de toevoeging van dit idee in ieder geval! Nou hoef ik niet eens zelf een elektrolyseapparaat te bouwen.

Wat is trouwens het handigste? De O2 ook opvangen en in de raket stoppen, of de H2 met omgevingszuurstof te laten verbranden, van dit laatste heb ik gelezen dat het slechter werkt. Dus ik ben voor een 2e tank voro zuurstof die ik dan op de helft van de druk moet brengen van H2 voor het juiste mengsel in de verbrandingskamer.

Tips?

Jan van de Velde

rekenvoorbeeldje:

p_fles= 1 bar (overdrukloos)

V_fles= ??? L

p_rakettank= stel gewenste druk 5 bar

V_rakettank= stel 3 L

netjes met de gaswet p_flesV_fles= p_rakettankV_rakettank berekenen voor gewenst drukloos volume om gewenste druk in rakettank te bereiken.

Vul maar in, dan heb je dus een drukloos volume van 15 L nodig.

DePurpereWolf

Je hebt helemaal gelijk JvdV, water is veel beter, je tekening klopt, al zou ik het water van de fietspomp van onderen in laten stromen, hoef je ook geen gasdicht ventiel aan de bovenkant te maken:

@arumes: over het druk maken met het elektrolyse proces, ten eerste is het gewoon moeilijker om met een hoge druk te werken, dus denk aan dingen luchtdicht maken terwijl je electrodes en water in de buurt hebt. Ten tweede ben ik bang dat het het elektrolyse proces zal beinvloeden en het rendement zal drukken. Simpel gezien heb je arbeid nodig om een gas op hogere druk te brengen, juist? Dus waar komt die arbeid vandaan. Van het elektrolyse proces, terwijl jouw arm veel beter is in dingen op druk te brengen.

Als je het zonder druk doet, kun je het elektrolyse apparaat aanzetten voor 2 dagen tot dat je een heel vat vol hebt, dan alles comprimeren en in de raket stoppen. Het is praktisch gewoon beter.

Ik zou gewoon zuurstof van de buitenlucht gebruiken, dat is de wet van: "doe-alles-zo-simpel-mogelijk,-dan-kan-er-zo-weinig-mogelijk-mis-gaan".

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket

Re: Zelfbouw elektrolyseapparaat voor brandstofraket