Construisez votre propre liquide Générateur d'azote, Science citoyenne trimestrielle
Ben Krasnow
La quasi-totalité de l'azote liquide à grande échelle est réalisée par compression, le refroidissement et l'expansion de l'air. Ce procédé élimine la chaleur de l'air et peut être répété jusqu'à ce que l'air se liquéfie. Les gaz à condensation sont ensuite séparés par distillation fractionnée. Ce processus ne peut pas être facilement mis à l'échelle vers le bas car il repose sur le maintien d'une colonne de distillation complexe, grand pour séparer l'azote des autres gaz dans l'air. Pour éviter d'utiliser une colonne de distillation, on pourrait utiliser un dispositif de séparation d'azote à dépouiller l'azote de l'air à température ambiante. Ensuite, l'atome d'azote à la température ambiante peut être liquéfié par la méthode standard de compression et d'expansion. Il est probable que le processus utilisé dans le générateur Elan2. Cependant, il faut encore l'utilisation d'un compresseur à très haute pression et échangeur de chaleur, isolation vaste et bien d'autres parties personnalisées.
J'ai acheté le Superfilter sur eBay et décompressé le cryoréfrigérateur. Afin de tester le dispositif, je joint un petit radiateur à bout froid du refroidisseur, placé l'embout dans une fiole à vide de maison, et mis sous tension de l'unité. Au bout de 30 minutes, j'ai pris cryoréfrigérateur du flacon, et a remarqué une petite quantité d'air liquide avait recueilli au fond. Inspiré par ce succès, je continuais la construction d'un générateur d'azote liquide plus complet. Je possède déjà un (fiole à vide large) 30 litres dewar et fabriqué une plaque acrylique qui scelle la partie supérieure du vase de Dewar tandis que le dispositif de refroidissement cryogénique est également monté sur la plaque avec son dissipateur thermique qui pend dans le col du flacon. J'ai aussi enlevé le radiateur à ailettes du cryoréfrigérateur sur sa zone de rejet de chaleur et remplacé par un collecteur de refroidissement par liquide. Refroidissement par liquide réduit la température de la zone de rejet de chaleur plus efficace que le refroidissement par air forcé, ce qui conduisent finalement à l'efficacité du système supérieur.
Le refroidisseur cryogénique à cycle de Stirling avec dissipateur thermique personnalisé et acrylique plaque de montage dewar. La plaque de montage comporte un joint en caoutchouc qui forme un joint d'étanchéité avec le col du vase de Dewar.
unité de traitement d'air avec deux chambres aluminium de dessiccation, deux petits filtres à coalescence noir, deux filtres à charbon beige, membrane de séparation d'azote en bas à droite, et un débitmètre avec soupape à aiguille.
I a également construit un dessiccateur à partir de bouteilles en aluminium rempli de gel de silice et d'aplomb ceci dans le système avant que l'air atteigne la membrane de séparation. Ces unités sont disponibles dans le commerce, et celui que je construit est pas particulièrement spécialisé. membranes de séparation existent également pour éliminer l'eau, et ce serait une amélioration par rapport dessiccateurs de gel de silice, qui exigent le gel à déshydrater dans un four après il devient saturé d'eau.
Le générateur d'azote liquide est avéré être une méthode fiable, mais assez lent à produire de petites quantités d'azote liquide à la maison. Le refroidissement initial du dewar prend environ 12 à 18 heures, après quoi l'azote liquide est produit à un débit net de 1 litre par jour. Le générateur utilise environ 300 à 400 watts d'électricité (comprend le refroidisseur d'eau, qui cycles ON et OFF), de sorte que le coût de l'énergie pour la production d'un litre d'azote liquide est d'environ 8,5 kWh, soit 1,10 $. Ceci est beaucoup moins cher que d'avoir un thermos rempli dans un magasin d'alimentation de soudage local.
Aperçu du système montrant un climatiseur de fenêtre converti en un refroidisseur de liquide de refroidissement avec les lignes liquide circulant vers le refroidisseur cryo- qui est monté au sommet d'un dewar Linde. Le compresseur frigorifique supplémentaire monté sur le dessus de l'unité de conditionnement d'air comprime de l'air atmosphérique pour la production d'azote liquide.
Il semble que vous avez beaucoup de connaissances sur l'azote liquide et ce type d'ingénierie alors laissez-moi voir si vous pourriez avoir quelques idées ou informations qui pourraient me aider.
Ils utilisent couramment l'azote liquide pour l'overclocking dans les ordinateurs, mais la façon dont ils l'utilisent, est de placer un pot avec la base sur le cpu, puis verser dans de l'azote liquide et l'azote liquide se dilate en un gaz et transporte la chaleur loin avec il. Cela nécessite l'utilisation d'un grand nombre d'azote liquide pour des périodes de temps assez court et n'est pas pratique du tout pour toute sorte d'utilisation continue, ils utilisent essentiellement juste pour battre des records. Cependant, serait-il possible de créer un système en boucle fermée qui court l'azote liquide si les lignes métalliques au cpu, puis revenir à une sorte de compresseur et échangeur de chaleur?
Jared, il serait certainement possible de liquéfier l'azote au même rythme que fait bouillir au large d'une CPU overclocké, mais l'énergie nécessaire pour faire ce serait assez grand. Mon générateur de LN2 utilise environ 400 watts pour produire 1 litre d'azote liquide par jour. Si la CPU se résume de 1 litre par 10 minutes (juste une supposition), ma conception du générateur de LN2, mis à l'échelle jusqu'à tâche, consommerait (6 * 24 * 400) = 57kW. De toute évidence, serait un peu plus efficace de grands générateurs LN2 que le mien, mais le point reste que la création LN2 à un taux aussi élevé prend beaucoup d'énergie. Une meilleure approche de conception serait de coupler un grand cryoréfrigérateur ou tout simplement refroidisseur basé réfrigérant HCFC ordinaire à la CPU. Les deux critères sont 1. Quel froid ne le besoin de CPU pour être et 2. Quelle quantité de chaleur (en watts) doivent pomper. Le plus chaud de la CPU est autorisé à être, plus il est facile de pomper de grandes quantités de chaleur de la CPU. Si la CPU doit être 77K (température de LN2), pomper la chaleur loin, il faut beaucoup d'énergie.
Bonjour Ben,
félicitations pour votre travail! Je suis en train de produire une « azote de l'air enrichi », de sorte que le premier bloc de votre appareil. Je ne suis pas en mesure de trouver des membranes de séparation d'azote, peut vous aider à ce sujet?
Merci d'avance
poste très intéressant, et je voudrais vraiment faire la même chose.
Mais…..
Je trouve très peu de chances de pouvoir copier cette configuration pour quoi que ce soit à distance près de 500 $.
Le refroidisseur stirling est l'élément clé de la chose ici, et je voudrais vraiment en savoir plus sur la façon d'obtenir un moi-même. Tout ce que je pourrait trouver dans le poste ablut était «J'ai acheté le Superfilter sur eBay et décompressé le cryoréfrigérateur. »
Je suis désolé, mais cela ne me dit rien .... Donc, j'ai vraiment apprécié si vous pouviez me donner plus de détails ici pour que je puisse être en mesure de reproduire cette expérience.
Le reste de l'article est bien écrit Wery avec des détails assez bon pour dupliquer ce qui se fait. Mais malheureusement pas la partie sur la façon d'obtenir un cryoréfrigérateur stirling.
S'il vous plaît pouvez-vous me dire comment vous avez retiré la dewar du fond. Celui que j'ai semble être (très bien) soudés entre eux - et d'autres que d'utiliser une scie à métaux, je ne suis pas sûr de savoir comment accéder au doigt froid.
Je vous serais très reconnaissant de toute information que vous pourriez partager.
pouvez-vous fournir plus d'informations à ce sujet, je voudrais partager quelques idées.
Merci