水が燃えています！ EGEおよびキラーウェーブと同様に

ウォーターマッチ-水に火をつけ、爆発を伴う興味深い実験を行うためのデバイス。

これは確かに熱核爆発ではありませんが、なんと水素爆発なのでしょう。 危険な量を蓄積することなく、水素が即座に燃え尽きるので、この経験は安全です。

惑星規模のガラスのような嵐は、興味深い現象の出現の原因であると思います- 未知の起源の キラー波と津波は 、 文字通りどこからでも現れ 、船に衝突し、痕跡なしに消えます。 現時点では、そのような波の原因の明確な説明はありません。



おそらくすべてがこのように起こります...





透かしアニメーション



雷が海洋の表面に当たると、水素爆発が発生し、水深と海底地形、衝撃方向と電圧、パルスの持続時間とその前線の持続時間の組み合わせが成功すると、これで考慮される表面の水層のパルス電気分解の結果として巨大な単一波が形成されます記事。 共鳴は現象で重要な役割を果たします。

バミューダトライアングルの地域では、これらの条件が最もよく満たされるため、彼は悪名高い名声を得ました。

毎年、2億5千万回の海面への落雷の約100万分の1がスーパーウェーブを引き起こしています。

低波の航空機の乗組員が落ちる白い波-ガスで飽和した水はフィクションではなく、実験に存在します。 ナビゲーション機器を無効にする落雷から生じる電磁パルス（EMP）もこの理論に適合します。

水に火をつける他のエキゾチックな方法とは異なり、このオプションはシンプルで、100％の再現性があります。 経験は、短パルス曝露下での水の電気分解の驚異的な速度と生産性を示し、実験室条件での電気油圧効果と雷を安全に探索することもできます。 この装置を使用して、漂遊波の形成条件を調べることができます。 将来、保護された沿岸地帯で破壊的な津波とキラー波を消すために対向波を生成する自動装置を作成することが現実になるでしょう。



仮定は、小さなレイアウトで検証および確認されます。 GIFアニメーション「水」-波形：「単一の塔」、「白い壁」、および効果の出現のために145ボルトの初期電圧で得られた目や水からのその他の美しい要素を含む奇跡的なudoが上のテキストに示されています。

誰でも経験を繰り返し、仮定を確認できます。



電極が液体の表面にあるとき、水の燃焼の効果は容易に達成されます。





アニメーション「水が燃えている」



水のためのフリント。

1年以上前に、「 Google Science Fairでのパルス電解 」という記事が公開されました。この実験では、水に火をつけるための実験でバッテリー式パルス電解槽が使用されました。 それ以来、大量の塩水が流れ、水の一致（BC）と呼ばれる新しいバージョンのデバイスが作成されました。 前の記事のバッテリーバージョンはVS-1になり、今日のネットワークバージョンはVS-2になります。

デバイスの主な機能は次のとおりです。

-薄い電極-薄いほど良い。

-長さに沿って絶縁されたカソードを使用して、液体の表面または深部で作業します。

-パルス動作モード;

-短いパルス時間と長い休止。

-急峻なパルスフロント。

-作動流体としての高塩分の水。



薄いカソード（誰も知らない場合はマイナス電極、私は常に自分自身を忘れる）を使用して表面層にパルス作用を及ぼすと、水素が水から放出され、酸素の存在下で即座に燃え尽きます。 抽出/燃焼プロセスは非常に高速であるため、本質的に爆発的です。 幸運なことに、この惑星の住民にとっては、このプロセスは減衰しています。パルス中に放出される水素の量、火傷の量です。 淡水は同様のサイズの水素炎を生成するために高電圧を必要とするため、デバイスは塩水を使用します。

この装置の動作は、ロシアの偉大な科学者ユットキンによって発見された電気油圧効果（EGE）に基づいています。 誰かを怒らせないために、他の国では、この効果は通常の稲妻の形での発見のずっと前に作用したと主張することができます。 しかし、普通の雷でさえまだ完全には理解されていません-エルフ、ジェット、スプライト、そしてプロセスを開始する宇宙線がこれを確認します。

EGE効果で動作するデバイスでは、高電圧、避雷器、およびその他の大きくて危険なものが必要です。 しかし、塩水と最新のコンポーネントにより、比較的低い動作電圧を使用して、古いはんだごてのハンドルに基づいてデバイスを組み立てることができます。 マイクロコントローラーがないわけではありませんが、この回路は、アマチュア無線オペレーターが繰り返し使用できます。



燃焼水での以前の実験で、私の役割はパルス電解槽を作成することでした。 実験の結果は興味深いことが判明しましたが、娘はEGEを調べる代わりにEGEの準備をしています-この新たな趣味の趣味は、成長する若者の心と時間、そして両親のお金をますます吸収します。 したがって、このストーリーには実験データがほとんどありません;詳細を読みたい人は、以前の記事でこれを行うことができます。 より強力なデバイスと短編映画の作成に興味を持ちました。



EGEの理論。

Yutkinの実験では、わずか20〜50 kV以上の電圧と最大1μFの容量を使用しました。 この理論は、「電気油圧効果と産業におけるその応用」という仕事で発表されました。djVu形式はこちらです。

コンデンサに蓄積され、放電中に放出されるエネルギーは電圧の2乗に比例し、式W =U^ 2/2で決まるため、雷が何百万および何十億ボルトの電圧で水にぶつかると何が起こるか想像するのは困難です。



Yutkinの避雷器、特に稲妻と比較すると、VS-2は子供向けのおもちゃですが、テーブルの上のグラスでセーフモードで現象を調べることができます。 BC-2はカソードに供給されるエネルギー量を制御し、コンデンサは完全に放電されないため、エネルギーを計算するための上記の式は部分的にしか使用できません。



EGE理論によれば、液体圧力の増加の原因は、ストリーマーチャネル内の液体の瞬間的な沸騰の結果として形成される蒸気と空気の混合物の膨張が原因であると考えられています。

しかし、VS-1での以前の実験の結果によれば、圧力成長の原因は巨大な電気分解速度であると結論付けることができます。したがって、水に溶けた酸素の存在下での水素の発生とその後の高速燃焼（爆発）です。

つまり、放電が発生すると、水分子は実質的に瞬時に水素原子に分解されます-燃料と酸素-酸化剤、およびその後のカソード領域での爆発性混合物の爆発（酸素は水に溶解し、アノード領域から補充されます）。

おそらく、観測された液体の沸騰は、水素の爆発後のキャビテーションの結果として発生します。

電流密度（カソードの電圧と直径で決まる）が高くなり、パルスフロントが短くなると、電気分解プロセスに関与する水分子の数が多くなり、各パルスで放出される水素が多くなります。

EGEの主な原因は高速電気分解であり、その後のすべての影響が生じると結論付けることができます。



サンダー-雷からの音は、大気中の水分子の分解中の水素の爆発の結果です。 しかし、空気の密度が低く圧縮率が高いために大気中にある場合は、爆発のみが聞こえ、水中に波が形成されます。

各爆発は個別です。 流体運動の複雑な性質は、「奇跡の湯」の写真で示されています。この写真では、爆発後に加熱された電極端の軌跡が見えます。







気液界面でのパルス電気分解の研究、および液体に浸漬した薄い閉じた電極の使用により、この現象をより詳細に研究することができます。 これらの実験は実験の始まりであり、最新の科学機器、より高度な測定および記録機器を使用し続けることが望ましい。 電磁放射のレベルを測定することをお勧めします。 ビデオの一部（特に高速トランジスタを使用している場合）には、カメラのサウンドパスの顕著な「窒息」があります。これは、EMRのマイクへの影響または鋭い音によるオーバーロードによって引き起こされます。



BC-2の作成。

VS-2電気回路は、以前の設計のVS-1パルス電解装置に基づいていました。

図に示されているトランスは使用可能なものであり、BC-2ボードの外側にあります。 電源が主電源から供給されている場合は使用できません。 ただし、感電の危険があります。







必要なパルス持続時間を形成するPIC12F675マイクロコントローラーをマスターオシレーターとして使用しました。







過度の電圧（最大800 Vで動作すると想定）は、ハーフワットの抵抗器アセンブリで構成されるバラスト抵抗器によって吸収されます。 パルスジェネレータの効率と高いデューティサイクルは、この抵抗器に割り当てられる低レベルの電力に寄与します。 シリアル接続と多数の抵抗により、極端な電圧でのブレークダウンが防止されます。







電源のこのオプションが選択された理由は、そのシンプルさ、信頼性、およびストレージコンデンサで311 Vしか得られない220 Vネットワークからではなく、電圧を大幅に増加させることができる絶縁ステップアップトランスから動作するはずであるという事実のためです。 利用可能なものから、3つの変圧器の回路が組み立てられ、544 Vの交流電圧が得られ、そこから整流およびフィルタリングの後、769 Vの直流電圧が得られました。 これは、VS-1で使用されている145 Vと比較すると、すでに何かです。



以前の実験から、設置のパフォーマンスに影響する要因の1つはパルスフロントの最小持続時間であることが明らかになりました。したがって、デバイスの回路は急峻性を高めることを目的としています。

-電極とワイヤの長さが短く、電極のすぐ近くに電力素子を配置して、回路の電力部分のインダクタンスを低減します。

-パワートランジスタを制御する強力なMOSFET TC4452ドライバー。

-速度スイッチとしての最新の超大型トランジスター：パラメーターQg = 47 nC、最大電圧1200 V、抵抗RDS（on）= 160mΩ、パルス電流49 Aの炭化ケイ素（SiC）CMF10120D上のCREE Z-FET™MOSFET

レイアウトのデバッグ（長い配線での作業）の場合、すべて正常に機能しました。 はんだごてをハンドルに取り付け、電極までの導体の長さを短くした後、キーの最初のコピーは769ボルトの高電圧に耐えられず、双子の兄弟に置き換えられました。 その高いコストで、それは衝撃でした。 パワーエレクトロニクスの開発は、費用のかかる活動分野です。

2番目のコピーも長く耐えられませんでした。 おそらく、パルスがオフになると電圧サージが発生し、最大電圧を超えるとトランジスタがクラッシュし、実験の犠牲者のリストに追加されます。 制御測定の結果は、すべての結論の内訳です。 次回、多数のトランジスタを使用して、311〜769 Vの安全な動作領域を探すことができます。







デバイスが動作しているとき、トランジスタの故障は次のように観察されます。パルス幅はコントローラーによって制限されなくなり、電極が水面に触れると電極から大きなエネルギーが放出されます。 電極は直立せず、少し燃え尽き、銅の粒子を吹き付けます-ヒューズとして機能します。 映画の真ん中に「水は燃えている！」という破片が見えます（コースの下）。



前線の持続時間を短縮することに加えて、水素の生産量を増やし、したがって炎の高さを高める別の方法は、電極の電圧を上げることです。 最大800 Vのパルス電圧を取得することになっていたため、1組のコンデンサを使用する必要がありました。 2つの直列接続されたコンデンサ47 uF x 450 Vは、結果として23.5 uF x 900 Vの静電容量をもたらします。







イリヤ・ムロメッツのように、回路に使用されている英雄的な蓄電コンデンサは非常に長い間横たわっていたため、 成形されていました 。 このため、2日間、直列接続されたコンデンサは220 Vの整流された主電源電圧の下にありました。初日、それらの電圧は次のように変化しました。

C1-241、235、216、203、196、190、187、184、179、175、172、165、162、155、154 V

C2-065、072、104、120、127、134、139、141、145、148、154、160、159、153、153 V

コンデンサの両端の合計電圧は、式U = 220x1.414 = 311 Vに従って、主電源電圧の値に依存します。2日目に、電圧差は1ボルトを超えませんでした。これは成形プロセスの終了の指標です。



ハンドルVS-2はEPSNはんだごて220 V、40 Wから取られています。 プリント基板をエレメントでしっかりと固定できるようにするための凹部とストッパーがあります。







装置の動作中、塩水の滴の著しい広がりが発生するため、装置のコンポーネントは保護プラスチックボトルの内側に配置されます。







VS-1の実験で証明されたように、炎の炎の高さは電極の厚さに依存します。 VS-2電極は、直径1.7 mmの銅線でできています。 陽極は陰極よりもかなり大きくする必要があります。







直径0.07 mm（見つけられなかった）の薄い銅製のカソードを、キャリア電極の端にはんだ付けします。 直径を小さくする場合、パルスのパラメーター（電圧、持続時間、一時停止）を選択して、短いパルス動作中に電極が実際に崩壊しないようにする必要があります。







BC-1の実験からわかるように、水素の爆発中に水素漏斗が形成され、液体の表面が振動します。 その後のパルスで、波は電極に当たり、表面爆発は水中爆発に変わります-電極は「チョーク」し、水素炎の高さは減少します。 激しい嵐の中で片手で表面に電極を正確に保持することは困難です（2番目の手が射撃プロセスを制御します）。 タスクを容易にするため、BC-2プログラムでは、パルス持続時間が100マイクロ秒に半分になり、パルス間の休止時間はBC-1作業プログラムに比べて3倍になり、300ミリ秒になりました。



作業プログラムBC-2。

開始：

HIGH GPIO.2 'キーイネーブル

PAUSEUS 100 'パルス幅100μs

低GPIO.2 'キーオフ

PAUSE 300 '一時停止時間300ミリ秒

後藤スタート



写真とビデオ

電極から1メートル以上の距離まで水が噴霧されるため、調査は遠距離で行わなければなりませんでした。

レンズには保護ガラスを使用する必要があり、電子機器用の塩水はあまり良くないため、カメラを覆うことをお勧めします。

理想的には、高速カメラを使用することをお勧めしますが、そのようなものがないため、撮影は18-105 mmレンズのNikon D7000 SLRで行われました。

短いパルス時間では自動化が対応できないため、撮影は手動モードで行うのが最適です。

撮影前に、三脚に取り付けられたカメラは、水に焦点を合わせるのが難しいため、追加のコントラストの高い物体の助けを借りて、爆発の疑いのある場所にできるだけ正確に焦点を合わせることができます。 トライアル撮影の場合、露出時間を設定します。

これで、ショットが成功する確率を計算できます。

-パルス時間-100μs;

-パルス間の一時停止-0.3秒。

-連続高速モードでの装置の速度-6フレーム/秒。

-写真に設定されたシャッタースピード-1/100秒。

つまり、確率は非常に低いです。

水素の発生速度は非常に大きいため、このような露出で炎の噴煙の鮮明な画像を取得するのは非現実的です。 シャッタースピードを遅くして、炎の列の美しいショットを撮影することにより、フラッシュがフレームに入る可能性をさらに低くします。 または、自動同期のためにデバイスを試すこともできますが、これらのデバイスは欠落しています。

撮影中に撮影されたすべてのフラッシュ、およびこのプロジェクトに関連する他の写真は、 アルバムで見ることができます。 画像を分析すると、各ヒットは個別であることがわかりますが、電極はほぼ均等に配置されています。したがって、海での高波の形成は、雷に打たれたとき、成功したショットを得るよりもさらに起こりにくいです。



ビデオを使用すると、すべてがよりシンプルになりますが、爆発の場所を詳細に考慮することは困難になります。



ビデオ「水が燃えている！」作品の3つの断片が示されています。

1. 311 Vの電圧で動作している場合の高速トランジスタCMF10120D。2.

769 Vの電圧で動作している場合に破損したときの

CMF10120D。3. 311 Vの電圧を持つ古いトランジスタ2SK1358。







記事の冒頭の「透かし」は、VS-1が参加した古いフレームから作成されました。 BC-2モデルでは、液滴の分散が非常に大きいため、閉じた電極は製造されませんでした。



プロセス効率。

最も興味深い質問の1つは、水素がすぐに燃え尽きるが、水素の生産効率です。

効率を評価するための有用な部分には、スペクトルの異なる範囲の放射線の電磁パルス、液体の表面の振動、液滴の放出、音波が含まれますが、これを数値の形で評価することは困難です。生産を決定する最も簡単な方法は、火炎領域のビデオフレームまたは写真から水素の量を視覚的に推定することです。

境界を明確に定義するには、所定量の水素を爆発させてから、表面層のパルス電気分解中にフレアを分析する必要があります。経験豊富な化学者と起爆装置は、おそらく予備爆発がなくてもプロセスに関与する水素の境界を決定できるでしょう。



パルス中の充電されたコンデンサの放電は完全には発生しないため、そのエネルギーを計算する式を使用することは正しくありません。

エネルギーコストは、電極回路に含まれる小さな抵抗器または電源の電流制限抵抗器の波形を分析することによって計算されます。



デバイスの予備テストで、スーパートランジスタが高電圧で長時間動作しなかった場合、水素炎の高さは3センチメートルに達しましたが、これはビデオに到達できず、ボリュームは不明のままでした。最新の2つのキーが故障した後、より良いキーが不足しているため、2SK1358トランジスタがインストールされました。これは、「Water is on」という映画の音の性質によっても顕著である顕著なパラメーターの違いはありません。したがって、VS-2設備の水素量は決定されず、311 Vの「低減」電圧でさらに作業が行われました。VS-1での以前の実験では、出力は火炎のサイズによって決定され、消費は電極回路の抵抗器での電圧降下によって決定されました。



酸素と混合された水素と純粋な水素の爆発の性質は、youtubeで見つかった映画で見ることができます。



仕事の継続。

パルス電解の研究は人々にとって有望で興味深いものであり、実験を繰り返して継続したい人もいます。似たような研究にすでに従事している人々は、それに対する関心に気付きました。これは非常に称賛に値します。結果はまだ表示されていませんが、これは時間の問題です。

電気分解プロセスに関する多数のビデオがインターネットに投稿されています。原則として、電気分解は、切断不可能な電圧-直接または交互-で実行されます。同時に、高温に耐える材料で作られた電極の安全性の深刻な問題があります。

パルス曝露の場合、原則として、エネルギーを蓄積したコンデンサは水生環境に完全に放電され、高電圧スイッチ/スパークギャップは回路のみを含みます。

BC-1および2インストールの特徴は、パルス持続時間を可能な限り最小に制限できることです。さらに、電極の直径が小さいため、パルスの電流密度は非常に大きな値に達しますが、短い露出時間では細い銅線でさえ破壊することはできません。十分に高いパルス繰り返し率で、水面での水素の連続燃焼の視覚効果を達成することが可能です。



実験の結果によれば、最初の実験では、整流された電源電圧で十分であり、変圧器を使用してネットワークから電気的に絶縁されていることが好ましいと結論付けることができます。 VS-2は高デューティサイクルのパルスモードで動作するため、デバイスのエネルギー消費はわずかです。

回路を簡素化でき、デバイスのサイズが小さくなります。 450 Vの電圧に対して10〜47μFの容量のストレージコンデンサのみを使用するだけで十分です。複合バラスト抵抗は、3〜4個の直列接続抵抗で構成できます。

デバイスをファイナライズするとき、パルス幅、休止、ストレージコンデンサの電圧の調整を入力して、シングルパルスモードを提供できます。

勉強、研究、それは本当に面白いです、そしてあなたの結果を共有してください。



興味深い映画「ロードスオブザライトニング」は、著者のアントンヴォイチェチョフスキが「実験」という見出しで撮影しました。特に映画では、VNIC VEIのテストサイトが言及されていますイストラ市にあります。この科学機関に基づいて、雷が海水に当たったときのキラーウェーブの発生条件の調査を開始できます。実験はすでに海で継続することができ、超高速電圧を得るための強力な設備があります。



参照資料

1. 写真付きのアルバム。

2. BC-2。電気回路。

3. BC-2。回路基板。

4. BC-2。作業プログラム。

5. BC-2。昇圧トランスは実質的に請求されていませんでした。



PS

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