¿Puede este mundo inventar los cilindros de gas antes de tiempo?

PREGUNTA

Me gustaría que una nación en el mundo en la que estoy trabajando pueda transportar gas natural e hidrógeno, como combustible y posiblemente para volar en globo. Las tuberías y los cilindros de gas natural se inventaron por primera vez en la antigua China, pero si bien eran impresionantes, tenían fugas. Me gustaría que los habitantes de este mundo pudieran almacenar gas con el tiempo y transportarlo a distancia, en lugar de depender solo de la proximidad a una reserva.

  • ¿Puede mi mundo inventar pronto cilindros de gas fiables? ¿Cuán grandes y eficientes podrían potencialmente hacerlos?

NOTAS

En general, la tecnología oscila entre la clásica y la medieval, pero hay algunas excepciones importantes. Poseen la mayoría de los metales y maderas, pero hay grandes regiones del mundo que no tienen hierro ni níquel, y esta cultura puede eventualmente incluirse entre ellas. En términos de materiales inusuales relevantes, suponga que también tienen:

  • Caucho vulcanizado, a partir de azufre.
  • Equivalentes de bambú y seda.

Están familiarizados con la creación de dispositivos relativamente complejos a partir de la construcción de fábricas textiles automatizadas y tecnologías similares. Hay buenas condiciones para el intercambio de ideas y la invención en general. La química, en particular, está por delante del juego, por lo que otros materiales pueden estar disponibles si es necesario y plausible. De lo contrario, prefiero mantener las cosas como se describen.

Finalmente, esta pregunta está relacionada, pero distinta.

(Re: hidrógeno, suponga que tienen una fuente mundial alternativa relativamente plausible, tal vez una planta productora de hidrógeno que se pueda cultivar).
Los humanos modernos generalmente no pueden almacenar hidrógeno durante mucho tiempo sin fugas. La penetración se interpone en el camino. Para referencia: en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_storage
@Mołot: Es bueno saberlo, gracias. Iré a darle una lectura. Todavía estaría interesado en el almacenamiento de hidrógeno a corto plazo y el almacenamiento de gas natural a largo plazo. Básicamente, mi objetivo aquí es conocer los límites de lo bueno que puedo obtener de manera realista.
No hay problema con tener cilindros de gas de baja presión, se pueden fabricar con muchos materiales. Pero para cilindros de alta presión, necesitará acero o una aleación dura.
@Alexander: Interesante, entonces (suponiendo que el bronce y los metales relacionados no estén a la altura, definitivamente no hay suficiente acero), me interesaría saber cómo optimizar un cilindro de baja presión y qué tan eficientes / económicos podrían ser.
Solo una nota al margen: cuando vea un reclamo de tecnología china antigua, mire de dónde vino. Tienes que tener cuidado con Joseph Needham . Ese tipo hizo muchas afirmaciones sobre cosas que los chinos descubrieron y que, en el mejor de los casos, están mal investigadas. Por supuesto, los eruditos chinos respaldan esas afirmaciones, pero la prueba suele ser ambigua en el mejor de los casos. Además, todas sus afirmaciones sobre cilindros de gas provienen de Robert Temple, que es más o menos un teórico de la conspiración. TLDR: Tang China no tenía gas natural ni cilindros de gas.
@kingledion: @#$%! Bueno, creo que la pregunta puede quedar como está, pero es una verdadera lástima. Gracias por el aviso.
@Era Creo que sé la respuesta a esto, pero dices que no hay hierro/níquel, entonces, ¿qué pasa con el aluminio?
@Spencer: Lamentablemente, ninguno, y tampoco hay electricidad para hacerlo.
@kingledion: En realidad, se me ocurrió que me he referido a China varias veces mientras desarrollaba la tecnología de este mundo. No quiero tomar demasiado de su tiempo en los comentarios, pero en lo más alto de su cabeza, ¿hay otras invenciones ampliamente supuestas que los historiadores modernos consideran improbables o incluso refutadas?
@Era Eso es difícil de decir, hay que mirar cada uno. Acabo de seguir su enlace a Wikipedia, y me pareció sospechoso. Para ser claros, Needham es el investigador más respetado de la tecnología china, así que no asuma que sus declaraciones son falsas. Pero en mi opinión, le gusta afirmar fechas muy tempranas para cosas que no siempre son corroboradas por otros investigadores. En cualquier caso, no sabía quién era Robert Temple hasta que seguí las referencias en su enlace de Wikipedia. Así que tienes que investigar cada uno, de forma independiente.
¿Estamos licuando los gases o simplemente presurizando? ¿Qué presión? Llevar gas a poca o ninguna presión es trivial. Transportarlo a grandes presiones generalmente requiere algún tipo de soldadura y aleaciones. Los gases líquidos requieren un metal con propiedades térmicas específicas. ¿Cuál es el objetivo específico (quizás expresado como volumen por día) que está tratando de lograr?
@JBH: Idealmente, globos militares, así como combustible portátil para alquimistas con temas de fuego. Mi plan era ver qué tan bueno podría hacerse de manera realista y luego determinar qué más podrían hacer con él a partir de ahí, por lo que no estoy del todo preparado con números concretos.
Actualización, todavía no he leído esto en su totalidad, pero en realidad parece haber una buena prueba de que China hizo uso de gas natural: csegrecorder.com/articles/view/ancient-chinese-drilling

Respuestas (3)

Haga su gas en el sitio a través del craqueo de hidrocarburos.

https://en.wikipedia.org/wiki/Cracking_(química)

Requiere alguna tecnología elegante para comprimir el gas y mantenerlo comprimido. Pero se necesita muy poca tecnología para transportar una urna de petróleo crudo. Los hidrocarburos de cadena larga (como el petróleo crudo) se pueden "descomponer" en fracciones de menor peso molecular. Esto se hace industrialmente utilizando calor, presión y catalizadores. Sus primitivos han descubierto un mineral que sirve como catalizador para permitir el craqueo a baja temperatura de hidrocarburos largos. Cuando instalan su globo, pueden instalar las ollas que se rompen debajo y dejar que el metano caliente y el hidrógeno floten hacia el interior del globo.

Para una obra de ficción, tener urnas de baba negra y reacciones químicas extrañas podría ser más genial que los tanques de CO2 de bronce estilo Picapiedra.

Esto suena muy bien, en realidad puedo hacer otra pregunta al respecto. ¿Qué tan factible es que tal mineral pueda existir físicamente, incluso si no lo conocemos? Mirando el artículo, parece que las temperaturas normales requeridas son muy altas.
Estas personas descomponen los hidrocarburos en carbono e hidrógeno a 823 K, que es 1021 F. Eso no es tan caliente, una fogata se calienta tanto. Y tiene mucho combustible para un fuego, por ejemplo, el subproducto de carbono de su craqueo (¡carbón!) Una vez que el hidrógeno se expulsa hacia su globo.
Muy carbón, ¿tiene alguna idea de dónde debería buscar para obtener cifras sobre la cantidad de gas hidrógeno / metano que se podría producir por litro (o lo que sea) de petróleo?
(Quería escribir "muy genial", pero el error tipográfico es extrañamente apropiado).
No importa, apareció un poco más de google: "La composición del petróleo crudo es alcalina y sigue la combinación CnH2n+2".
Sin embargo, tengo una pregunta más, si tiene tiempo para darse el gusto, que probablemente sea solo física básica: Google muestra la temperatura de autoignición del hidrógeno y el metano a 1058 ˚F y 999 °F. ¿Cómo es que calentarlos no los prende fuego también?
Definitivamente los prendería fuego si hubiera oxígeno para quemarlos. Por lo tanto, debe excluir el oxígeno cuando lo haga. Si te interesa este tipo de cosas, lee sobre la fabricación de carbón vegetal. La madera (básicamente carbono con hidrógeno y algo de oxígeno) se calienta en ausencia de oxígeno, originalmente bajo grandes montones de tierra. El oxígeno y el hidrógeno se eliminan (junto con los volátiles) y lo que queda es carbono casi puro. Pero si calentaras leña al aire libre tendrías una hoguera.

Los recipientes capaces de soportar la presión, que son al mismo tiempo fiables y baratos, son bastante difíciles de fabricar.

Pero no necesita presión para usar y transportar gases. Así es como se veía el centro de atención del siglo XIX:

ingrese la descripción de la imagen aquí

(A) es un saco hecho de piel y lleno de hidrógeno. El peso (B) proporciona presión.

También se utilizó una tecnología similar en el siglo XX. Este es un automóvil que almacena gasolina en un saco en su techo ( otros ejemplos ):

ingrese la descripción de la imagen aquí

Los hechiceros voladores de David Gerrold y Larry Niven representaron exactamente ese problema. El protagonista necesitaba almacenar grandes cantidades de hidrógeno (producido al electrolizar agua), lo que resultó ser un desafío.

En particular, ellos (el protagonista y sus asociados) no resolvieron completamente ese problema, ya que tenían una fuga considerable de sus globos de tela recubiertos de goma.

Si bien el almacenamiento a largo plazo es definitivamente difícil, los dirigibles en servicio se llenaron de hidrógeno... bueno, hasta el Hindenburg ... utilizando medios de baja tecnología comparables, lo que significa que los globos moderadamente herméticos pueden ser suficientes.

Si elige tuberías, nada le impide usar el material que usaría para globos para sellar grietas y costuras. Tal vez si usa pipas de arcilla, cúbralas con una capa de goma para sellar los poros.

¿Puede este mundo inventar los cilindros de gas antes de tiempo?
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