Birkeland - Eyde - Lysbueovn
En lysbue, ofte unøyaktig kalt gnist, er et fenomen som oppstår når den elektriske spenningen er høyere enn det mellomliggende materialets gjennomslagsspenning. Ved gjennomslag er det vanlig at materialets karakter endrer seg, en får elektrisk nedbrytning, noe som både kan medføre en vedvarende lysbue eller en øyeblikkelig utslukking av lysbuen. Ved vedvarende lysbue så vil det dannes en bro av plasma direkte mellom elektrodene hvis det ikke er annen ytre påvirkning. Resultatet blir at strømmen vil passere i plasmaet dannet av det mellomliggende materialet og vil oppfattes som et skinnende hvitt lys (ionisering).
I vanlig luft kreves det ca 31,7 kV (volt) vekselspenning for å få gjennomslag over 10 mm i et kulegap, noe fallende med økende avstand. Dette er gjennomslagsspenningens toppverdi ved normalbetingelser. Det er ulike faktorer som bestemmer dette. Luftfuktighet, gassatmosfære, temperatur og trykk er avgjørende faktorer. Når plasmaet er etablert kan strømmen vedlikeholdes ved lavere spenning.
Birkeland-Eyde-prosessen eller lysbueprosessen er prosess for fremstilling av nitrogendioksid til bruk i gjødsel.
Prosessen er oppkalt etter fysikeren Kristian Birkeland (1867-1917) og gründeren Sam Eyde (1866-1940). I Birkelands patentutkast fra 20. februar 1903 ble metoden beskrevet som å «fremstille elektriske lysbuer av størst mulig overflate, særlig til bruk ved kjemisk binding eller spalting av gassblandinger eller gassarter». Etter forsøk utført i kjelleren ved Kongelige Frederiks Universitet i Kristiania og forsøkstasjonene ved Frognerkilen Fabrik, Ankerløkken Verk og Vassmoen ved Arendal, ble metoden ferdig utviklet i 1904. Prosessen ble første gang tatt i bruk ved A/S Notodden Salpeterfabrikker som startet produksjonen 2. mai 1905. 18. november 1905 ble prosessen presentert av professor Otto Witt på den tekniske høyskolen i Berlin. 5. desember 1905 ble prosessen offentliggjort i Norge i to foredrag; Birkeland holdt foredrag ved Videnskapsakademiet og Eyde ved Polyteknisk forening. Tre dager tidligere hadde også Norsk Hydro-Elektrisk Kvælstofaktieselskab blitt etablert.
Sam Eyde fikk gjennomslag for en ide om industriell produksjon av nitrogenoksid ved hjelp av den såkalte lysbuemetoden. Birkeland-Eydes elektriske lysbueovn bandt luftens nitrogen til oksygen og dannet nitrogenoksid (NO). På grunnlag av nitrogendioksid (NO2) og salpetersyre (HNO3) ble det produsert kaliumnitrat (KNO3), som ble solgt under navnet Norgessalpeter. Metoden krever store mengder elektrisk energi.
Birkeland-Eyde-prosessen
Metoden gikk ut på at luft ble ledet inn i en rund ovn hvor en lysbue ble dannet mellom to aksialt orienterte elektroder i et kraftig magnetfelt. I ovnen oppsto en skiveformet flamme hvor plasmatemperaturen holdt rundt 3000 °C og omdannet luft til nitrogenoksid-gass.
N2 + O2 → 2 NO
Gassen ble kjølt hurtig ved at den ble slynget ut av flammens egen bevegelse til ovnsrommets ytre. Gassen ble deretter trukket med vifter ut i kanaler, fôret med chamottestein, i ovnens øvre og nedre del. Her ble gassen kjølt til 50 °C og ført videre til et rom hvor gassen oksiderte med oksygen fra ovnsluften til NO2.
2 NO + O2 → 2 NO2
For å produsere salpetersyre ble gassen absorbert ved at den reagerte med vann i et absorpsjonstårn.
3 NO2 + H2O → 2 HNO3 + NO
Kilder: Wilkipedia
Short in English:
An arc, often inaccurately called the Spark, is a phenomenon that occurs when the voltage is higher than the intermediate material impact voltage. At impact, it is common that the material's character changes, a receiving electrical breakdown, which can both lead to a sustained arc, or an immediate utslukking of the arc. By continuing arc will form a bridge of plasma directly between the electrodes if there is no other external influence. The result is that the flow will pass through the plasma formed by the intermediate material and will be seen as a bright white light (ionization).
In normal air requires approximately 31.7 kV (V) alternating current to gain more than 10 mm in a kulegap, which coincides with increasing distance. This is the breakthrough voltage peak value under normal conditions. There are various factors that determine this. Humidity, gas atmosphere, temperature and pressure are critical factors. When the plasma is established, the current will be maintained at lower voltage.
Birkeland-Eyde process or lysbueprosessen is the process for the manufacture of nitrogen used in fertilizer.
The process is named after physicist Kristian Birkeland (1867-1917) and founder Sam Eyde (1866-1940). In Birkeland patent drafting, 20 February 1903 the method was described as "fabricated electric arcs of the greatest possible surface, especially for use by chemical binding or cleavage of gas mixtures or gases." In tests conducted in the basement at the Royal Frederik's University in Christiania and attempted stations Frognerkilen Fabrik, Ankerløkken Works and Water Moen at Arendal, the method was developed in 1904. The process was first implemented by A / S Notodden nitric acid plants, which began production 2 May 1905. 18. November 1905 the process was presented by Professor Otto Witt at the Technical University in Berlin. 5. December 1905 the process was published in Norway in two speeches; Birkeland gave a lecture at the Norwegian Academy of Sciences and Eyde at Polytechnic Association. Three days earlier, also Norwegian Hydro-Electric Kvælstofaktieselskab been established.
Sam Eyde won support for an idea of the industrial production of nitric oxide by using the so-called lysbuemetoden. Birkeland-Eyde electric arc furnace electric atmospheric nitrogen bound to oxygen to form nitric oxide (NO). On the basis of nitrogen dioxide (NO2) and nitric acid (HNO3) were made potassium nitrate (KNO3), which was sold under the name Norgessalpeter. The method requires large amounts of electrical energy.
Litt om cachen:
Den er plassert på selve Lysbueovnen, men kan være vanskelig å se for mugglere. Vær snill og ikke vis frem cachen når dere logger besøket, og vennligst ikke klatre opp på Lysbueovnen. Du må ta med egen blyant for å logge.
About the cache:
The cache is placed on the monument, and might be hard to see to mugglers. Please do not climb up on the monument when seeking and logging. You will need a pencile to log your visit.
