Guide/Maîtriser les geyser, les fumeroles et les volcans

(en cours de traduction par esmenard)

Les geysers, volcans et fumerolles sont des sources renouvelables de ressources. On appelle **maitriser un geyser** le fait de mettre en place une structure permettant de récolter les ressources qu'il produit tout en évitant de dégager de la chaleur dans l'environnement. L'utilité et la difficulté à maitriser un geyser dépend fortement du type de geyser. L'objectif de cette page est vous expliquer comment obtenir à partir d'un geyser, d'une fumerolle ou d'un volcan le plus de ressources possible et comment les convertir en une forme utilisable, tout en utilisant un minimum d'acier, de matériaux venant de l'espace et d'électricité.

## Fumerolle à hydrogène

   Les fumerolles à hydrogène produisent de l'hydrogène et de la chaleur, les deux étant principalement utilisés pour la production d'électricité. Elles sont faciles à maitriser.

Comme pour tous les geysers, la première chose à faire est de s'assurer que la fumerolle ne se retrouve pas en surpression, ce qui l'empêcherait de produire de l'hydrogène. Une pompe à portes permet de transporter l'hydrogène dans une salle séparée de la fumerolle dans laquelle il peut s'accumuler sous pression.

L'hydrogène, qui est émis à une température de 500°C, doit également être refroidi afin de ne pas surchauffer des équipements en acier. La manière la plus simple de le faire est de connecter la fumerolle et la salle de stockage de l'hydrogène à une salle de vapeur, qui sera elle-même refroidie par une turbine à vapeur. D'une part, pour une fumerolle émettant 700 g/s d'hydrogène, la quantité de chaleur à supprimer pour refroidir l'hydrogène émis à 125°C vaut 630 kDTU/s. D'autre part, une turbine à vapeur supprime environ 250 kDTU/s avec de la vapeur à 125°C, et 334 kDTU/s avec de la vapeur à 135°C (la température maximum à laquelle la turbine peut s'auto-refroidir). Deux turbines peuvent donc facilement gérer la chaleur de la fumerolle.

Enfin, l'hydrogène doit être distribué à des générateurs à hydrogène afin de produire de l'électricité. Il faut pour cela légèrement le refroidir afin de l'amener en dessous de 125°C, température de surchauffe des équipements en or. Les besoins de refroidissement comprennent donc 4,8 kDTU/s pour refroidir de 10°C 200 g/s d'hydrogène, 8 kDTU/s pour refroidir deux générateurs à hydrogène, 1 kDTU/s pour refroidir un transormateur, et 500 DTU/s pour refroidir une batterie intelligente. Cela fait un total de 14,3 kDTU/s à refroidir, ce qui peut se faire à l'aide d'un thermorégulateur placé dans la salle de vapeur.

## Volcans métalliques

Les ressources produites par les volcans métalliques sont extrêmement chaudes (2500 K pour le cuivre, 2800 K pour le fer et 2900 K pour l'or), et doivent être refroidies à 275°C pour ne pas faire surchauffer l'équipement en acier. Le refoidissement nécessaire est donc de 303 kDTU/kg pour l'or, 753 kDTU/kg pour le cuivre, et 1011 kDTU/kg pour le fer. En comparaison, la chaleur supprimée par une turbine à vapeur vaut 297 kDTU/s. A partir de ces données, on calcule le nombre de turbines à vapeur nécessaires pour refroidir le métal liquide selon le débit du volcan.

 2 turbines
 3 turbines
 4 turbines

Attention : ces valeurs font référence au débit moyen sur un cycle d'éruption, et non sur le cycle de vie entier du volcan. En effet, la chaleur est produite par pics et le métal doit être refroidi immédiatement sans attendre la période dormante du volcan.

Cela signifie qu'il n'existe pas de solution universelle. Deux architectures différentes sont donc proposées, avec chacune un refroidissement actif en option. Le niveau 2 regroupe les volcans de fer avec une production moyenne sur une période d'éruption supérieurs à 500 g/s, et le niveau 1 tous les autres volcans. Il est conseillé d'ajouter un système de refroidissement actif (avec un thermostat aquatique) pour les volcans produisant plus de 10 kg/s en éruption, ou si vous voulez obtenir du métal à une température inférieure à 125°C.

## Fumerolle à gaz naturel

Le gaz naturel émis par les fumerolles peut être utilisé de deux manières différentes : dans les générateurs à gaz naturel pour produire de l'électricité, et dans les fourneaux à gaz pour cuisiner la nourriture. Cette section ne traite que de la première utilisation.

Les premières étapes du traitement du gaz naturel émis par une fumerolle sont similaires à celles utilisées pour une fumerolle à hydrogène. On commence donc par envoyer le gaz naturel dans une salle sous pression séparée de la salle contenant la fumerolle, tout en la refoidissant à 125°C à l'aide de turbines à vapeur.

Cependant, contrairement aux générateurs à hydrogène qui ne produisent aucun sous-produit, les générateurs à gaz naturel rejettent du dioxyde de carbone et de l'eau polluée. La manière la plus simple de les gérer est de les évacuer dans l'espace, ou bien de les stocker comprimés dans une salle.

La production moyenne des fumerolles à gaz naturel varie entre 70 et 140 g/s, ce qui permet d'alimenter un à deux générateurs et de produire entre 622 et 1244 W d'électricité.

Either way 70g to 140g Natural Gas yield 622.22W to 1244.44W, also yield 58.33g to 116.67g clean water, electrolyzed, this yields 6.53 to 13.07 g Hydrogen for an additional 52,27W to 104.53 W. Taking Gas Pumps in the ideal situation into account, this would yield 604.63 W to 1209.26 W, and, adding 3 smart batteries and one power transformer producing 10,392.69 DTU to 18,285.39 DTU. (or, for those who skimmed their CO2, 600.57 W to 121.14 W and 10,461 DTU to 18423.06 DTU)

Cooling should go to just below Water's boiling point, as such most heat mass will be removed when going into an elektrolyzer, but some buffer should exist. As operating Temperature we should use 95°C. Our two inputs are the 70g to 140g Natural Gas and from 125°C for 4601.1 DTU to 9202.2 DTU, and 10.5 g to 21 g Regolith from 125°C (also lead through the Steam room first) for 63 DTU to 126 DTU. (or, for those who skimmed their CO2, 22.17g to 44.33g for 133 DTU to 266 DTU)

In total these are 15.06kDTU to 27.61kDTU, or, if carbon skimmed 15.2kDTU to 27.89kDTU.

for a larger scale operation that produced power on demand with 11 Natural Gas Generators running at once, with 11 Smart Batteries. Heat production can spike up to 184.09kDTU (or 186.05 kDTU if skimmed). Fortunately, only a single piece of additional additional equipment would need to be installed to keep up with the emergance of more by-products, a second Gas Pump for the Oxygen produced.

## Steam Vent Taming

### Preface: Why?

Let’s pose the stupid question first: can we not just slap a Steam Turbine on it? Is that not what they were literally made for? There are two main reasons.

First: Steam Turbines produce the most amount of power at a Steam Temperature of 200°C, that means the same amount of power is produced if the Steam is 500°C. That is 300 Degrees of wasted potential.

Second, and more importantly: Steam Turbines produce 4,000 DTU/s plus 10% of the heat they destroyed from the water. For 500°C Steam to 95°C Water (SHC: 4.179) at a rate of 2kg/s, that’s an astonishing 3,384,990 DTU/s, or what ~5.8 Thermo Aquatuners primed with Polluted Water can handle and which cost ~6960 W to cool, only to gain 850 W and 2kg of 95°C Water per second.

But this is still not the only problem with Steam Vents. Since they over-pressurize at 5kg, and some very much able to spew forth more than 5kg/s the Steam needs to be removed as fast as possible to make the most of what it provides. Water and Power.

### Useful Trivia

One may think that reintroducing water into the steam chamber will cool the steam down and therefore yield less power, but Steam Turbines yield their power proportional to the amount of heat they delete according to following formula:

# P

(

85
21

)

⋅

m
˙

⋅
(

T

s
t
e
a
m

−
95
)

{\displaystyle P = \left ( \frac{85}{21} \right )\cdot \dot{m} \cdot (T\_{steam}-95)}

85/21 times 2kg/s times the difference in temperature between the steam and the eventual output 95°C

First, lets assume we have 10kg Steam at 200°C, for 5 seconds it will provide 850 W → a total of 8358000kDTU deleted for 4250 J

Then, lets assume the same 10kg of Steam at 200°C but add the 95°C Water back in instantaneously and lets assume the Steam Turbine could suck up water 95°C hot. For the first second we get 850W. The second second the steam will be 179°C for 680W, the third second 162.2°C for 544 W... On an infinite timescale the water will have reached 95°C a total of 8358000kDTU deleted for 4250 J.

Of course a steam turbine will stop at 125°C, but the DTUs remain to be harnessed later.

As a matter of fact the opposite holds true since the more important limit is the 200°C maximum Temperature, or rather the 850W power cap.

If we run the same thought experiment as before, 10kg of Steam at 300°C will still run for 5 seconds at 850 W and produce 4250J of power... however, the cooled Steam can run for 9 seconds at ever decreasing Wattage (see table below), but produce 5684.69 Joule while doing so.

Therefore we should always try to reintroduce water to keep the temperature of the steam between 125°C and 200°C