Лугин

Up

 

       Сергей Лугин

Вокруг нас полно всяких видов энергий.
Например Земная атмосфера в её нижних слоях.
Ветер - да, но не только он. Еще тепло  воздуха, разогретого и сжатого  силой гравитации Земли до одной атмосферы.
Давайте сравним кинетическую энергию ветра 1 м3  воздуха и  тепловую энергию этого же метра.
Плотность воздуха - 1.23 кг/м3. Значит при рабочем ветре 7м/с - E=mv^2/2 = 1.23*7*7/2 =  30.135 джоулей
Удельная теплоемкость воздуха - 1000 джоулей*кг / градус, то есть охлаждаясь всего на 1 градус кг воздуха отдаёт 1000 джоулей, а если на 10 или 30 градусов, то соответственно 10 000 и 30  000 джоулей. Почувствуйте разницу между 30 и 30 000 джоулей. 

Вопрос: почему люди строят дорогостоящие огромные ветряки, гоняясь за слабо энергетически концентрированным ветром и только в последнее время стали использовать тепло атмосферы для обогрева помещений теплонасосами?
Ответ прост. Развитие технологий должно было дорасти до нынешнего уровня, чтобы теплонасос  стал рентабельным.

Это один ответ. Но есть, на мой взгляд, другой более тонкий, психологический ответ.
Многолетний запрет Второго Начала Термодинамики (ВНТ) на использование энергий среды, находящейся в равновесном состоянии.
То есть обязательно нужны Нагреватель и Холодильник.
Пример:
Тепловой насос одной (1) единицей механической работы (или электроэнергии) перекачивает где - то четыре (4) единицы тепловой энергии.
Но при обратном преобразовании тепла в механическую работу при способности теплонососа поднять температуру на 30 -50 градусов,
КПД идеальной тепловой машины Карно       где Тн и Тх - абсолютные температуры в Кельвинах Нагревателя и Холодильника. 
всегда будет сильно меньше единицы,порядка (0,1-0,15) так что мы даже не вернем исходную единицу механической работы (или электроэнергии).
Кажется всё тупик.

Однако природа значительно разнообразней нежели представления о ней с позиции Термодинамики (а правильней назвать этот раздел Термостатикой),
в реально быстрых (термодинамических) процессах, происходящих на молекулярном уровне, есть обход ВНТ.


Быстрые процессы адиабатического сжатия и разжатия газа.
И о чудо, при разжатии вырабатывается механической энергии более, чем при сжатии в К раз больше, где К показатель адиабаты газа равный отношению теплоемкостей постоянного  давления к постоянному объему. Для атмосферного воздуха, в основном 2-х молекулярного газа, обладающего 5-ю степенями свободы  К=1.4 (К=1.3 для 3-х и К=1.7 для одноатомных газов).
----- Можно привести формулы, или указать первоисточники

Естественно эта дополнительная энергия берётся не из ниоткуда, а из внутренней энергии газа заранее им запасённая до сжатия. То есть после разжатия газ становится холоднее, чем он был до сжатия.
Вроде все ясно, но каким средством добиться этих быстрых сжатий - разжатий?
Ответ: средство - это тот же самый газ, но приведенный к пульсирующей струе.
В малых реактивных летательных аппаратах, использование пульсирующих струй увеличивает силу тяги по отношению к исходной до 2,4 раз. Такие замеры проводились неоднократно, в частности в МАИ (Московском  Авиационном Институте).
То есть за счет энергии атмосферы получаем прирост мощности  в 2.4^(2/3) = 1.79 раз, что очень хорошо согласуется с показателем адиабаты К=1.4, так 1.4^2 = 1.96.
В квадрате, потому что сначала сама пульсирующая струя сжимается  - разжимается, а затем она сжимает атмосферный воздух и даёт ему разжаться,  последовательным присоединением в хвост импульсу (эжектируется), увеличивая кинетическую энергию исходной струи.

Вот оно объяснение в рамках идей Никола Теслы, раскачайте среду короткими воздействиями и она вернёт вам Мощности более, чем вы затратили на эту раскачку.
Мне кажется, что теперь понятно как начинает сам раскручиваться турбокомпрессор у американца Mark Tanner-а, за счет быстрого вращения всасывающего импеллера, создаются пульсации и атмосферный воздух сам производит работу над всасыванием - выталкиванием в/из аппарата.
Тоже с Потаповской моделью, где Intex насос с импеллером. Но там модель дышит, она периодически как всасывает, так и выталкивает воздух через сторону насоса, где расположен электродвигатель.


Ламинарное истечение газа из плоского щелевого сопла.
Теперь понятен прирост мощности, когда есть механизм создания пульсаций.
Но вот доброкачественная монография Ю.И. Володько,  "ЛАМИНАРНОЕ ИСТЕЧЕНИЕ СЖАТОГО ВОЗДУХА В АТМОСФЕРУ И БЕСТОПЛИВНЫЙ МОНОТЕРМИЧЕСКИЙ ДВИГАТЕЛЬ" от 1998 года.

Получен прирост мощности более чем 2 раза. Сомнений в фальсификации у меня нет, методика замеров выше всяких похвал.

Я лично пересчитал исходные данные по своей методике, отличной от авторской. Результат тот же самый

 

.


Володько:
МЕТОДИКА ОСНОВНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
Для определения тяги на срезе сопла выполнен эксперимент, схема которого показана на рис.4. Гибкая толстостенная трубка 1 из резины под-
вешена так, что один из ее концов длиной 737 ± 2 мм (от подвеса 2) свободно висит вертикально. Нижний конец трубки снабжен наконечником 3 с соплом 4 и грузом 5. Струя воздуха из сопла направлена горизонтально. Второй конец трубки герметично присоединен к ресиверу 6, объем которого равен 20 ± 0,4 л. Сжатый воздух периодически подают в ресивер воздушным насосом 7. Давление в ресивере измеряют образцовым маноме-тром 8 марки МО, имеющим диапазон измерений 0 – 1,6 кгс/см2 и класс точности 0,4 .


Решаю повторить опыт с соплом толщиной 100 мкм - толщина лезвия безопасной бритвы, как наиболее эффективным по автору, но свою установку делаю несколько иначе, имея мысли о которых ниже.


Фото установки.

 

 
Как только впервые запустил, то сразу отметил, что воздух выходит из сопла с характерным шипением, иногда переходящим как бы в гул.
Измерение силы тяги по такой же методике как у автора - результат аналогичен. Строго прямолинейная зависимость от величины избыточного давления.
Второй важный параметр - массовый расход воздуха. Решил замерять по секундомеру время падения давления в 24 литровом ресивере компрессора, каждые 0,25 бара.
Что бы исключить систематическую ошибку, установил три манометра. Один непосредственно на ресивере компрессора, второй после шланга, соединяющего ресивер с установкой и третий непосредственно на входе подающей трубки.
И тут сюрприз, перемерял раз 20, в разные недели при разной температуре атмосферы. Всё однотипно, все три манометра реагируют одинаково. Расход растёт от давления, но совсем не линейно и даже с некоторым провалом. Это как?
А как-то утром при пробуждении до меня дошло.
На кухне взял литровую пластиковую бутыль из-под боржоми. Налил воды и измерял по секундомеру время за которое вода выливается ровно (слегка подкрутив бутылку), потом когда вода выливается булькая. 4 секунды в первом случае и 12 во втором.

Ответ: воздух к соплу подается по длинной трубке. Это - же волновод. Естественно у него есть резонансы, получающиеся в режиме стоячей волны. Вот он супер пульсатор без механических частей. Плюс тончайшее сопло, когда воздух выходит из него с характерным шипением, что также является признаком микропульсаций.
Нашел на даче проигрыватель от виниловых пластинок. Приложил иглу с пьезоэлементом к корпусу сопла. Запустил компрессор. Так и есть на резонансных давлениях выделяется поющая нота, что-то 200-300 гц на слух.
Проверить на осциллографе пока возможности не было, но думаю слух меня не подвёл.

Результаты замеров. Синим цветом выделены резонансные точки, а на графиках отмечены вертикальными линиями.

   

 
Купил и жду когда придёт вихревая труба. Приделаю сопло с дросселем на горячую сторону. Посмотрю как будет изменяться расход.
Если как ожидается, то нужен будет и автомобильный турбокомпрессор. Выход турбины гофрированным шлангом соединю со всасывающим входом лопаток компрессора, двухходовой клапан для переключения от стартера- внешнего компрессора на турбокомпрессор, далее на вихревую трубу, с неё на сопла с эжектором и на вход турбины.
Регулировать пока в ручном  режиме - контур замкнут.

Эжектор сосёт атмосферный воздух, вихревая труба стравливает холодный воздух. Адиабатические расчеты  показывают, что температура высокого давления не должна превысить атмосферную (очень хочется - получить имплозивную машину).

Рисунок - схема устройства.

 



        Сергей Лугин

 

forum.gif (38419 bytes)mail6a.gif (45447 bytes)Рейтинг@Mail.ru

               

 

 

 © 2015 

 Freely  quoted  with reference  to the website of the author

 Свободноцитируемый, со ссылкой на веб-сайт автора