початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
|
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) |
Навігація: => |
На головну / Винаходи / Нові типи двигунів / |
ПЛАЗМОВИЙ ДВИГУН "TORNADO"
Рухи іонів в гарячому вигляді це плазма.
Глава 1
Ідея створення двигуна здатного розвинути рухатися силу без покидька реактивних мас. Виникла давно. На даний момент створено величезну кількість пристроїв, покликаних втілити цю ідею в життя. На жаль сили, а значить і швидкості генеруються ними мізерно малі.
Аналіз успіхів і невдач винахідників і експериментаторів дозволяє вибракувати тупикові шляхи розвитку даних рухових систем і виявити єдиний найбільш перспективний. Аналіз всіх конструкцій і пропозицій показує найбільш перспективним залишається все той же став вже класикою шлях-принцип, покладений в основу всіх теплових двигунів. Не залежно від їх конструкції - "Тепло в рух". Або ж теплове хаотичний рух мікрочастинок (молекул) в прямолінійний рух більших об'єктів, машин літаків і т.д.
Шкільний курс Фізики повідомляє нам що: "Рух кожної окремо взятої молекули - рух механічне". [1] Можна визначити пройдений молекулою шлях і середню швидкість руху окремої молекули. і можна уявити собі як вона стикається з іншими молекулами. Мільярди маленьких частинок рухаються з великими швидкостями в різні боки, стикаються між собою, від чого змінюється їх швидкість і напрям руху, і знову рухаються до наступного зіткнення. і шкільний підручник Фізики містить інформацію про те що "чим більше швидкість руху молекул тіла, тим вище його температура". [1] Тобто тепло є не що інше, як механічний рух молекул. І для наочності замість такої величини як температура можна користуватися таким поняттям, величиною як середня швидкість механічного руху молекул тіла.
У дуже гарячих тілах молекули рухаються дуже швидко, в більш холодних повільніше. З другого закону термодинаміки. (Закон збереження енергії) слід що енергія, не будучи уничтожимо кількісно, унічтожаема якісно, тобто існує якась краща форма енергії, в яку прагнуть перейти всі інші види (форми), до того ж перейти необоротно. Цією самою незворотною кращою формою енергії і є механічне або ж тепловий рух молекул. Це механічне хаотичний рух молекул можна повністю перетворити знову ж в механічне, але вже прямолінійний рух якогось порівняно великого об'єкта, наприклад, поршня. Але для цього треба, що б все молекули одночасно в якийсь момент рушили в строго визначеному напрямку, і в цьому напрямку, штовхнути даний поршень, об'єкт. Тоді внутрішня енергія газу, рідини повністю перейде в механічну роботу.
У нормальних умовах такий розподіл швидкостей молекул за напрямами (хоча будь-яка з них може в якийсь момент часу рухатися в даному напрямку) абсолютно не можливо. [2] Але лише в нормальних. Створити систему, в якій тепловий рух молекул стає впорядкованим, можна і такі спроби вже робилися. Зокрема дуже відомим Російським експериментатором
А.В.Фроловим.Тепловая трубка (heatpipe). [3]
Більш вдалий підхід це використання електричного потенціалу. І ось чому. Тепловий рух це рух за інерцією. Тобто кожна частка рідини рухається по інерції в просторі. І саме в просторі так як якщо немає судини частки розтікаються в заданому обсязі простору. Тобто розлітаються по інерції. Будь-яке інерційний рух за своєю природою прямолінійно. І ось цю то інерцію кожного окремо взятої частинки газу або рідини і потрібно передати посудині.
І здійснити це можна якраз використовуючи електричний потенціал або ж силу Лоуренса. Розглянемо приклад.
Приклад: куля і електромагніт. Пускаючи куля летить по інерції повз електромагнітів. Але під впливом ел. поля, сили Лоуренса. Вона відхиляється від курсу і при попаданні в електромагніт зрушує його з місця.
А тепер уявімо, що таких куль багато, та вони будуть стикатися але частина з них все одно буде потрапляти в електромагніт і зрушувати його з місця. Все впирається тільки в силу Лоуренса.
Звичайно між кулею і електромагнітом виникає взаємне притягання. В результаті чого швидкість польоту кулі дещо збільшується. Але це кінетичне прискорення Vk виникає в результаті дії сили Лоуренса зрушити посудину не може. Так як зникає при зіткненні з електромагнітом. Потрібно враховувати тільки попередню швидкість кулі Vt. Саме ця швидкість породжує інерцію. Прискорення Vk потрібно просто ігнорувати при розрахунках.
Тепер знову ж звернемося до підручника Фізики розділ "Електричний струм в розчинах електролітів". [1] Іони в розчині, як і молекули, рухаються по інерції але хаотично, але якщо посудину з розчином помістити в електричне поле, то іони крім цього почнуть рухатися і в напрямку дії електромагнітних сил. Тобто траєкторія їх інерційного руху буде зміняться. Позитивні іони будуть рухатися до електрода, підключеного до негативного полюса джерела струму (катода). А до електрода сполученого з позитивним полюсом джерела струму (анодом) переміщаються негативні іони. (Водний розчин мідного купоросу) Рис 1
рис 1.
Далі беремо посудину зображений на Рис.1 І поміщаємо його між анодом і катодом, а потім подаємо до них постійна напруга (Е) Рис.2
рис.2
Через якийсь незначний час всі позитивні іони кинуться до стінки судини наближеною до катода, а позитивні до стінки наближену до анода. При цьому їх тепловий механічний рух стане більш менш впорядкованим, односпрямованим. І при зіткненні зі стінками посудини внутрішня енергія іонів відповідно до другого початку термодинаміки, а й з другим законом Ньютона перейде в механічну роботу. В результаті чого В зоні А виникне незначна теплова сила F1, а в зоні Б сила F2. Сили звичайно незначні і важко обнаружіми. Рис.2. До того ж сили спрямовані в різні боки, а тому посудину залишиться на місці. Хоча через різницю у вазі іонів сили будуть різні і ми можемо зафіксувати незначну рушійну силу. (Олександр В. Сорока). Але якщо зробити посудину у вигляді підкови. А пластини замінити котушками Томпсона.
Те теплові сили стануть односпрямованим, плюсуються, і посудина буде рухатися в просторі без всякого покидька маси у поза. При цьому швидкість руху посудини буде прямо залежати від температури електроліту в посудині, в момент виникнення електромагнітних полів навколо катушек.Ріс.3
рис.3
Але для того що б це сталося ... Потрібно виконати кілька умов ...
Перша умова.
У цього двигуна є недолік справа в тому, що штовхає момент, який породжує силу інерції існує тільки в момент зіткнення іонів зі стінкою посудини. Після удару іони як кулі, що потрапили в бронежилет, грузнуть в електромагнітному полі, і в місці з посудиною рухаються в просторі за інерцією, а не під дією теплових сил. Для того, що б цей тепловий двигун працював успішно. Потрібно зробити його двох тактовим.
Перший такт. Або фаза дестабілізації ...
Ми якомога більше нагріваємо іони (електроліт) в змінному електромагнітному полі (СВЧ-поле). Для чого подаємо до обмоток котушок струм високої частоти. Потім відключаємо СВЧ - поле. У посудині буде спостерігатися хаотичне кінетичне (теплове) рух. Умовно приймемо, що середня теплова швидкість іонів становить 2 м / с. (Вона може бути вище може бути нижче все залежить від температури електроліту)
Другий такт. Або фаза стабілізації
Подаємо до котушок бажано постійний струм в результаті чого навколо них генерується постійне електромагнітне поле. Рухомі хаотично іони одночасно під дією сильного електромагнітного поля розгортаються в бік котушок. В результаті чого теплове хаотичний рух усіх без виключення іонів ставати односпрямованим і іони під дією електромагнітного поля спрямовуються до позитивного і негативного полюсів. І вдаряються об стінки посудини. Виникає ефект зіткнення двох тіл в просторі. Частина теплової по суті своєї кінетичної енергії іонів передається посудині. Виникає сила інерції, за рахунок якої посудина починає рухатися в просторі (по інерції). Починається перший такт і т.д.
Друга умова.
Говорячи про рух іонів в подковообразной посудині "Торнадо" Потрібно розрізняти дві швидкості: Перша це середня теплова швидкість іонів. (Перший такт). Залежна тільки від температури: (У статті вона умовно взята 2м.с, Зрозуміло що вона може бути і більше і менше): І друга швидкість виникає в результаті застосування до іонів пікового електромагнітного поля. Пікового: В сенсі великого, сильного. В майбутньому думаю слід спробувати для його створення спробувати таке ефект як резонанс ел. полів. Ця швидкість виникає під час другого такту.
Так ось говорити про незначне перетворенні тепла в прямолінійний рух посудини можна лише тільки в тому випадку якщо середня ШВИДКІСТЬ ЕЛЕКТРОМАГНІТНА буде дорівнює середній теплової швидкості: Причому зі збільшенням цієї різниці ефективність перетворення буде зростати і ЕФЕКТИВНИЙ перехід можливий на мій погляд тільки тоді коли швидкість електромагнітна перевищуватиме швидкість теплову в 1,5- 2 рази: (V електромагнітна> V теплової.)
Наочно це можна пояснити наступним чином. Наприклад нехай гарячі іони це хмара мошок. Літаюче в просторі: А котушка Томпсона пилосос втягує їх: Середня швидкість хаотичного руху мошок 2 м \ u1089?: Якщо пилосос буде втягувати їх з невеликою силою то мошки проігнорують його: В нього потраплять лише ті хто в цей момент буде рухатися в саму втягує трубу : І то виключно з інтересу. Зі збільшенням втягує сили (Сили електромагнітного поля): Мошки приречені на рух до пилососа: і відбувається і з іонами: Швидкість електромагнітна повинно перевищувати швидкості теплової. Тільки в цьому випадку V теплова підсумовується з V електромагнітної, а так як теплова енергія не має прив'язки до зовнішнього джерела, то в момент зіткненні зі стінками посудини "Торнадо" тепло іонів відповідно до законів механіки перетворюється в поступальний рух посудини.
рис.4
Як видно з малюнка частина теплової енергії втрачається особливо якщо іон до додатка пікового електромагнітного поля рухався в протилежну електромагнітної силі (F.ел) сторону. Саме тому 100% перетворення тепла в рух не буде Дивіться малюнок. Але думаю навіть якщо вдасться перетворити 15-20% тепла в рух то і це вже прорив. Зрозуміло чим менше щільність розігрівається газу або рідини тим більше частинок без взаємних зіткнень досягнуть стін посудини і віддадуть частину свого інерційного руху.
Третя умова.
Потрібно знайти оптимальну щільність розчину або газу. Постійний струм не обов'язковий на мій погляд. На цьому б можна було і закінчити.
Але є одне але. Для отримання прямолінійного руху в просторі різницю у вазі іонів потрібно компенсувати за рахунок застосування декількох підковоподібних посудин. Розташованих хрестоподібно або ж по колу. Причому по зовнішній радіус кола розташовані позитивні сторони посудин а ближче до центру негативні або ж навпаки. Кількість їх може бути разлічно.Ріс.3.1
рис.3.1.
Звичайно безпідставний читач може заперечити, що іони це квантові об'єкти і поширювати на них закони класичної механіки не можна. Але це не так. Квантові об'єкти підпорядковуються і та законам класичної механіки. Неправомочні і заперечення про те, що замкнуті системи не можуть генерувати рух. Не можуть і це вірно. Але посудина не генерує рух, а лише є носієм енергії кінетичної. Замкнені системи можуть бути просто носіями інерції. Що і спостерігається на практиці. Так само куля, той же іон в розчині. Це все носії енергії а не її генератори. Просто один носій інерції (іон) передає частину своєї інерції іншому носієві "Торнадо".
глава 2
Термоелектричний двигун про який йшла мова в попередньому розділі достатній цікавий. Але це не єдиний спосіб перетворення тепла в рух. Так деякі дослідники, наприклад, Вадим Ошіро вважають, що "тепловий рух, тобто рух атомів або молекул можна використовувати (моя думка) не у вигляді прямолінійного (це майже неможливо, хоча є один випадок і досить цікавий, але він виняток ), а у вигляді вихрового руху. Оскільки в цьому випадку не відбувається постійного зустрічного зіткнення молекул, а навпаки вони залучаються до загального рух. це Торнадо. Є інші випадки, але вони стосуються отримання енергії. Сучасна електродинаміка і дає деякі можливості, але це поки досліджується.
Я згоден з Вадимом Оширова, в вихорі існують відцентрові сили здатні стабілізувати хаотичний тепловий рух. Але знову ж таки при виконанні декількох умов.
Перша умова.
Середня кінетична швидкість руху частинок вихору V (k) під дією відцентрових сил повинна перевищувати середню теплову швидкість V (t) всіх частинок вихору. V (k)> V (t) Тільки при виконанні цієї умови можна говорити про перетворення теплової енергії частинок вихору в кінетичну енергію вихровий системи в цілому ...
Друга умова.
Справа в тому, що відцентрові сили в вихорі спрямовані строго перпендикулярно до передбачуваного напряму руху. І для того, що б вихор почав рухатися в просторі їх (сили) потрібно перенаправити не в сторони, а вперед. Тільки в цьому випадку гарячі стабілізовані частки вихору почнуть рухатися в просторі більш менш прямолінійно і робити корисну роботу, штовхати перед собою будь-яке тіло. Зробити це складно, якщо взагалі можливо. Але змінити траєкторію руху гарячих частинок вихору рух яких в просторі стабілізовано відцентровими силами цілком реально.
Для практичного втілення цієї ідеї перетворення тепла в рух найбільш підходить допрацьована вихрова система під назвою "Барабан Віктора Шубергеара" Рис. 4.
Мал. 4 Барабан Віктора Шаубергера.
Обертання призводить до появи радіальної відцентрової сили. Ця ж сила втягує рідину у внутрішній барабан. Виконання першої умови (V k> V t) залежить від швидкості обертання барабана, а значить і від величини радіальної сили.
Доопрацювання полягає в тому, що внутрішня поверхня барабана робиться нарізний, з гвинтовою поверхнею - внутрішній черв'як. У цьому випадку, зміна траєкторії руху гарячих стабілізованих частинок, чиє рух під дією відцентрових сил однонаправлено, буде відбуватися як за рахунок взаємодії з черв'яком, так і за рахунок втягування рідини в барабан. Друга умова виконується. При наголос гарячих частинок об барабан виникає теплова сила F (теплова). рис.5
Мал. 5
1.Зона дестабілізації 2.Зона стабілізації 3.Зона перетворення.
У зоні дестабілізації (1) відбувається нагрів рідини. Після чого вона надходить в зону стабілізації (2) де під дією відцентрових сил відбувається упорядкування хаотичного теплового руху частинок вихору, це рух стає односпрямованим. Далі частинки потрапляють в зону перетворення (3). Де стикаючись зі стінкою барабана породжують штовхає теплову силу. Барабан відповідно до другого початку термодинаміки і другим законом Ньютона повинен почати рухатися в просторі без всякого покидька мас у поза.
Список використаної літератури
- А.В. Перишкін, Н.А. Родина Фізика. Підручник для 6-7 класів середньої школи. Москва, "Просвещение", 1985;
- "Початок"? 2, 2000. стор.20 видавець "КП-Дніпро";
- А.Беляєв "Аріель"
Версія для друку
Дата публікації 01.26.2004гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.