Вихревой молекулярно - кинетический двигатель "Торнадо"В.А. Оширов, 06.11.2005
В данной статье рассмотрены основные физические принципы положенные в основу разработки вихревого молекулярно - кинетического двигателя "Торнадо", и возможно будет приведен пример конструктивного исполнения двигателя. Рассмотрены особенности реализации подобных конструкций и их эксплуатации.
Перед тем как перейти к описанию особенностей конструкции вихревого молекулярно - кинетического двигателя Торнадо (в дальнейшем по тексту ВМ-КДТ), рассмотрим некоторые общие вопросы и предпосылки, т.е. те явления и физические эффекты, которые положены в основу двигателя. Обсудить вопросы связанные с данным двигателем можно на интернет - форуме по альтернативной энергетике инженерной фирмы "Скиф". Частично текст статьи использовался на данном форуме в теме: "Молекулярно - кинетический двигатель Торнадо - "совершенная" тепловая машина." ВМ-КДТ предназначен для получения и преобразования тепловой энергии, которая накоплена и содержится в атмосферном воздухе, т.е. кинетической энергии молекул из состава воздушной атмосферы. Тепловая энергия атмосферы в основном получена от Солнца, по крайней мере, так было за длительную историю Земли. В настоящее время ситуация немного меняется, и причина – деятельность человека, а если говорить точнее – способ получения энергии (сжигание углеводородного топлива). В отличии от обычных тепловых машин, данный двигатель преобразует кинетическую тепловую энергию движения молекул воздуха в механическую энергию, которая может использоваться, допустим, для выработки электроэнергии. С атмосферным воздухом ничего не происходит, кроме его охлаждения, т.е. средняя кинетическая энергия движения молекул немного уменьшается. Поскольку ВМ-КДТ не использует никакого топлива (в обычном понимании), у него отсутствуют какие либо вредные выбросы, т.е. он является абсолютно экологически чистым двигателем. К достоинствам подобных двигателей следует также отнести то, что при работе данного двигателя не используются высокие температуры т.е., отсутствует нагрев и горение рабочего тела, что значительно снижает требования к применяемым материалам в конструкции двигателя и позволяет значительно увеличить его ресурс. Обратите внимание, в двигателе нет рабочих процессов с образованием тепловой энергии (как в обычных тепловых машинах), наоборот - в нем происходит утилизация уже накопленной в атмосфере тепловой энергии. Поэтому подобные двигатели (технология "Торнадо") не нагревают атмосферу, а напротив – охлаждают ее. Это положение существенно в отношении вопросов глобального потепления и по большому счету – один из вопросов выживания человеческой цивилизации на планете Земля. Настораживает то, что фактически за последние 100 – 150 лет сгорели в атмосфере основные запасы углеводородного топлива, которые накопились за миллионы лет истории развития Земли. А ведь в этом топливе была сконцентрирована часть солнечной энергии поступившей на Землю за длительный отрезок времени. Поэтому мгновенный (по вселенским масштабам) выброс в атмосферу Земли такого объема тепловой энергии, неизбежно приведет к глобальным климатическим изменениям, которые мы и начинаем наблюдать в последнее время. Опасность заключается в том, что эти климатические изменения становятся необратимыми и в конечном итоге произойдет уничтожение разумной жизни на Земле. Подобные катастрофы уже приводили к гибели животного и растительного мира, но только текущие изменения на Земле - дело рук человека разумного, переставшего думать о том, что будет завтра и будет ли вообще это завтра. Принцип работы двигателя (технология "Торнадо") позволяет создавать устройства самой различной выходной мощности, т.е. от единиц киловатт и менее, до мощных агрегатов в десятки и сотни мегаватт. Хорошо известно следующее – нижние слои атмосферы находится в сжатом (гравитационным полем Земли) состоянии, молекулы воздуха находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении, скорости движения молекул зависят от их массы и локальной температуры, что в состав воздуха основными компонентами входят азот и кислород (соответственно 78% и 20%), поэтому, принимая во внимание соотношения молекулярных масс азота (28) и кислорода (32), среднюю скорость движения условных молекул при 300 К и атмосферном давлении можно принять за 450 м/сек. Вес одного кубического метра воздуха около 1 кг. Подобное упрощение позволит не прибегать к усложнению расчетов, и практически не влияет на конечные результаты. Необходимо отметить, что именно гравитация создала подобные условия для накопления тепловой энергии, и в нижних, наиболее доступных, слоях воздушной атмосферы накапливается максимальная энергия. Попытки использовать столь доступную и привлекательную энергию, как тепловая энергия окружающего воздуха (нижних слоев атмосферы), постоянно предпринимаются, но должного распространения подобные технологии не получают и соответственно не высок уровень их разработки. Рассмотрим наиболее характерные и показательные из них. Это разработки Кондрашова Б.М. см. статью "Струйные энергетические технологии", и эксперименты Юрия Володько см. статью "Электроэнергия за счет тепла рассеянного в атмосфере". Статьи также можно найти на сайте фирмы "Скиф". Для начала попробуем разобраться в результатах физических экспериментов с воздушными соплами Юрия Володько. Вот что пишет он своей статье: " При экспериментальном исследовании ламинарного истечения сжатого воздуха в атмосферу (при малом зазоре сопла - порядка 50-100 мкм, и относительно небольших скоростях - до 130 м/с), при котором проводились измерения тяги и расхода для различных сопел, мне (в общем-то случайно) удалось обнаружить, что при небольших степенях сжатия (до1,5 - 1,6) располагаемая механическая энергия истекающей струи значительно (в два и более раза) превышает механическую энергию, необходимую для сжатия воздуха. В дальнейшем этот результат многократно повторился. Получены экспериментальные данные по 45 соплам различных размеров в виде плоской щели, включающие в себя более 2000 экспериментальных точек, а также данные по соплам других форм. Избыток механической энергии не может быть в этом эксперименте ни откуда взят кроме, как из окружающей среды, точнее из атмосферного воздуха, в котором, однако, энергия находится не в виде механической энергии, а в виде рассеянной тепловой энергии. Происходит так называемый "подхват" тепловой энергии, рассеянной в атмосфере. Следовательно, ламинарная струя сжатого воздуха представляет собой прямой преобразователь внутренней тепловой энергии атмосферного воздуха в механическую энергию, и, мало того, для подобного преобразования необходим только один уровень температуры воздуха, независимый от температуры воздуха, независимый от работы преобразователя." Конец цитаты. Что же представляет собой струя сжатого воздуха вытекающая из сопла малого диаметра? Какие физические процессы при этом происходят? Попытаемся немного разобраться в подобных вопросах. Проведем простейший физический опыт – возьмем два одинаковых листа бумаги формата, например А4, расположим из вертикально, держа за верхние кромки и слегка подуем в пространство между ними. Мы увидим, как только воздух между листами придет в движение, листы бумаги сразу сближаются друг к другу. Другими словами, давление неподвижного атмосферного воздуха начинает совершать работу, поскольку в зазоре давление понижается. Обращаем внимание на следующий момент, чем сильнее мы дуем, тем ближе друг к другу приближаются листы бумаги, но на определенном расстоянии сближение листов прекращается. Попробуем разобрать в деталях данного простейшего опыта и перейдем к рассмотрению истечения воздуха из сопел. Упрощенно можно говорить, что двигающийся в зазоре поток имеет более низкую температуру, по отношению к воздуху снаружи листов, другими словами, мы имеем условно простейшую тепловую машину. Причем, данная тепловая машина, совершает работу без тепловыделения в объеме рабочего тела, т.е. за счет тепла, накопленного в атмосфере. Подумаем и поймем, что данную "тепловую машину" можно сделать и цикличной. Разместим теперь полоски бумаги на жестяном кольце диаметром 50 – 70 мм. Расположим данное кольцо с полосками вертикально. Отметим, что вертикальное расположение не существенно, это необходимо для свободного свисания бумажных полосок. |