Таким образом, можно сделать вывод, что описанное выше устройство извлекает из потока всю дополнительную энергию доводя выходной поток до критического состояния, то есть до граничного состояния, соответствующего переходу потока из спокойного в бурный.
Согласно [6] “Гидравлика”. Р.Р. Чугаева (стр. 280) удельный скоростной напор потока, находящегося в критическом состоянии равен половине его глубины и удельная энергия потока эквивалентна полному напору потока - сумме потенциального и скоростного напоров.
(V k)2 /2g = Hk/2 или Hk = (V k)2 /g (23)
Ek’ = (V k)2 /2g + Hk = 3/2 * Hk (24)
где Ek’ удельная энергия потока при критической глубине и скорости.
Полная же энергия живого сечения потока равна удельной энергии потока умноженной на массу воды проходящей через живое сечение в единицу времени или на удельный расход, то есть V1*H1.
Учитывая (22) и (24), формулу (14) можно переписать следующим образом.
E’ = E1’ – Ek’ = H1 + V12/2g – 3/2 * H2 = H1 + V12/2g – 3/2 * (H12 V12/ g) 1/3
И полная энергия живого сечения в единицу времени
E = V1*H1*g *(H1 + V12/2g – 3/2 * (H12 V12/ g) 1/3) (25)
И, окончательно
E = V1*H1*(H1*g + V12/2 – 3/2 * (H1*V1* g) 2/3) или
E = V1*H12*g + H1*V13/2 – 3/2 * (H1*V1) 5/3* g 2/3 (26)
Теперь, зная, что глубина выходящего потока равна критической глубине, можно построить зависимость выходной мощности турбины в зависимости от глубины и скорости входящего потока.
Рис. 5 Энергетическая диаграмма спокойного и бурного состояний потоков относительно критического
Критический поток на этой диаграмме определен соотношением скорости и глубины графиком (параболой) по формуле (23) лежащей в “ложбине” 3-D диаграммы. Удельная энергия критического потока на этом графике принята за ноль. Суммарная энергия бурного и спокойного потоков вычисляются относительно нее. Совокупность спокойных потоков на этой диаграмме находится слева, бурных - справа.
|
|
На этом графике и согласно формуле (26) видно, что зависимость выходной мощности от входной глубины потока достаточно сложная. По первому члену многочлена формулы она увеличивается квадратично, по второму - линейно, по третьему - уменьшается в степени 5/3.
Теперь попытаемся рассчитать длину возникающего гидравлического прыжка. На настоящий момент нет точной формулы для ее определения. Все имеющиеся формулы эмпирические и очень часто результаты, полученные с их помощью, значительно отличаются друг от друга. Мы воспользуемся для расчета балансом энергии, в зоне прыжка. Рассмотрим рисунок 6.
Рис.6 Гидравлический прыжок на выходе аппарата.
Пояснения к рис 6:
H1, H2 - глубина (потенциальный напор) входного и выходного потоков соответственно;
V 12 /2g, V22 /2g - скоростной напор входного и выходного потоков соответственно;
∆E’ - разница удельной энергии входного и выходного потоков;
Lj - длина гидравлического прыжка;
Из рис. 6 видно, что в зоне гидравлического прыжка имеется недостаток удельной энергии потока по отношению к начальному и установившемуся (за прыжком) режиму потока.
Получается, что подобная машина как бы “выкусывает” из потока “кусок энергии” эквивалентный площади прямоугольника ограниченного длиной прыжка Lj и разницей удельных энергий в зоне прыжка и до него. Полная же энергия, отнятая таким образом у потока согласно формуле (25) равна разнице удельной энергии умноженной на удельный расход и умноженной на ускорение свободного падения
|
|
E = ∆E’ * V1 * H1 * g.
Таким образом, видно, что длина гидравлического прыжка возникающего за устройством в метрах будет численно равна удельному расходу потока, умноженному на ускорение свободного падения
Подведя итог всему вышесказанному можно сделать вывод, что вероятно, описанный выше эффект и является причиной той дополнительной энергии, которую подобная турбина извлекает из безнапорного, равномерного потока воды. И, кроме того, анализируя диаграммы на рис. 3, 4 и 5 можно сделать несколько важных выводов.
Во-первых. По этим диаграммам видно, что этот эффект существует и он очень “капризен” - должен быть очень жестко выполнен ряд условий истечения потока, а именно соотношение входящей скорости потока и его глубины. Только при определенном сочетании этих параметров мы можем попасть в пик диаграммы и извлечь из потока максимальную мощность. При незначительном отклонении этих параметров от оптимальных эффект либо сильно “смазывается”, либо пропадает вовсе и его уже очень трудно обнаружить и очень легко спутать с погрешностями измерений.
Во-вторых. Интересен факт, что при увеличении кинетической энергии потока (увеличении его скорости), то есть при приближении его к критическому или бурному состоянию эффект исчезает. Наиболее оптимальной скоростью, судя по диаграммам, является скорость порядка 1 – 1.5 м/с. Но, поскольку поток воды с такой скоростью считается низкопотенциальным и редко используется для получения энергии свободно-поточными турбинами, то и экспериментов в таких режимах проводилось не слишком много и вследствие этого подобный эффект и не удавалось обнаружить.
|
|
В-третьих. Очень критична к проявлению этого эффекта входная эффективная глубина потока. Видно (левая диаграмма на рис. 4), что при глубине не более одного метра (а большинство свободно-поточных турбин обычно имеют габариты не превышающие этих значений) этот эффект малозаметен, соизмерим с погрешностями при измерениях и “расплывается” в гидравлическом и механическом КПД турбины.
В-четвертых. Для обнаружения подобного эффекта необходимо применение специальных машин с использованием обратной связи между входящим и выходящим потоками.
И следует отметить еще один интересный аспект. В отличие от традиционных свободно-поточных турбин машина, работающая на подобном принципе, не замедляет выходящий поток, отнимая у него кинетическую энергию, а ускоряет его, извлекая потенциальную. Как ни парадоксально это выглядит на первый взгляд, но это так…
примечание:
1. все вышеприведенные расчеты сделаны для идеальной жидкости.
2. перепечатка данной статьи в коммерческих целях без предварительного согласования с автором запрещена
3. на способ получения энергии и расчета устройств, использующих этот принцип, а также на конструкцию этих устройств, поданы международные патентные заявки.
Литература.
1. Бродянский В.М. “Эксергетический анализ. Энергия: проблема качества” “Наука и Жизнь” №3,1982 г.
2. Н.М. Щапов “Турбинное оборудование гидростанций” “Госэнергоиздат” 1961.
3. Гулиа Н.В. “В поисках энергетической капсулы”. Интернет издание.
4. Л.С. Котоусов "Исследование скорости водяных струй" “Журнал Технической Физики”, 2005, том 75, вып. 9
5. Р.Р Чугаев, “Гидравлика” “Энергоиздат” 1982 г.
6. И.И. Агроскин,. Г.Т. Дмитриев, Ф.И.. Пикалов “Гидравлика” Государственное энергетическое издательство 1954 г.
7. Никулин О. А., Новиков Ю.М., Пивник А. В. Свободнопоточная гидроэлектростанция.
8. Доклад на 2 семинаре “Проблемы и перспективы развития нетрадиционной энергетики в Алтайском регионе”, с. Чемал, РА 2001 г
Дата публикации: 19 марта 2008
Источник: SciTecLibrary.ru
Устройства Виктора Шаубергера
Виктор Шаубергер (Viktor Schauberger, 30.06.1885 – 25.10.1958) — одно из наиболее известных и авторитетных имён в области «свободной энергии». Потомственный лесничий из Австрии, специально отказавшийся от получения высшего образования, он был, пожалуй, одним из последних естествоиспытателей в том смысле, какой вкладывали в это слово на заре становления современной науки — в XVIII-XIX веках. Не будучи ограничен узкими рамками сложившихся теорий (именно поэтому в молодости он отказался от обучения в высшей школе, хотя такая возможность у него была), Шаубергер непредвзято и свободно рассматривал непосредственно наблюдаемые им факты и делал свои выводы, не оглядываясь на общепринятые мнения и суждения научного сообщества. Результаты, достигнутые им главным образом благодаря наблюдательности, интуиции и природному уму, до сих пор будоражат воображение. Официальная наука постаралась «не заметить» эти достижения и положить их под сукно, и не только в силу ущемлённых амбиций множества высокоучёных, но творчески бесплодных конкурентов по научной «делянке» (политкорректностью и преклонением перед учёными званиями Шаубергер не страдал). Главной причиной была неординарность и нестандартность мышления самого Шаубергера, подходы которого к решению задач зачастую противоречили самым основам научного мировоззрения и могли быть отнесены скорее к мистике, чем к науке. Нередко его описания процессов более похожи на трактаты средневековых алхимиков, нежели на научные труды в привычном нам «современном» виде. Может показаться парадоксальным, но, пожалуй, наибольший интерес к разработкам Шаубергера проявляли власти нацистской Германии, правда, несколько своеобразно — интернировав его в концлагерь в начале II Мировой войны. Впрочем, подобная нацеленность на получение быстрого конкретного результата — здесь и сейчас, безотносительно прежних заслуг и званий и даже с подозрением к ним, — характерна для ранних стадий любого тоталитарного режима (вспомните, сколько советских учёных и инженеров начали свою звёздную карьеру именно в 1920-1930-е годы, когда Советская власть только вставала на ноги, а заодно и сколько из них поработало в «шарашках» за колючей проволокой — отнюдь не в качестве вольнонаёмных)! Жизнеописание Шаубергера несложно найти в Интернете, например, здесь или здесь, поэтому я не буду его пересказывать. На русском языке его труды практически не издавались, а то, что встречается в Интернете, обычно представляет собой обрывочные сведения из третьих рук. Пожалуй, единственное известное мне серьёзное издание с неплохим переводом — это книга «Энергия воды» (правда, и здесь двойной перевод — на русский язык переведено английское издание; сразу хочу предупредить — книга читается трудно, прежде всего из-за того, что мировосприятие автора кардинально отличается от общепринятого в настоящее время). На сайте я рассматриваю некоторые его устройства, предназначенные для выработки энергии. Это труба Шаубергера, репульсин (не путать с репульсатором!) и его последнее детище — домашний генератор энергии. Но невозможно понять принципы, которыми руководствовался их создатель, не представляя, хотя бы в общих чертах, его подход к проблеме, и прежде всего необходимо разобраться, что же имелось в виду под «имплозией», на которой Шаубергер основывает практически все свои изобретения.
|
1920-е годы.
Философия Шаубергера
 После II Мировой войны.
|
Здесь я приведу лишь некоторые моменты мировосприятия по Шаубергеру, определившие, на мой взгляд, его подход к созданию своих устройств. Конечно, это крайне фрагментарное и схематичное изложение его взглядов, которые я бы охарактеризовал как «языческие» — но не в примитивно-лубочном варианте, а как сложную взаимосвязанную, согласованную и вполне непротиворечивую систему (возможно, подобным образом воспринимали мир многие люди до эпохи широкого распространения христианства и мусульманства, очагами которых, кстати, являлись относительно изолированные от природы города).
Более полное представление о мировоззрении Шаубергера, в частности, о базовых понятиях динагенов, фруктигенов и квалигенов, можно получить, прочитав книгу «Энергия воды». Встречающиеся далее ссылки на страницы соответствуют русскому изданию книги.
Вода живая и мёртвая
По представлениям Шаубергера, вся планета Земля представляет собой единый организм, кровью которого является вода (с.205; впрочем, он утверждал, что организмами также являются не только люди, животные и растения, но и камни — с.23). При этом главная функция воды — это перенос энергии, причём энергии не столько физической, тепловой и механической, сколько мистической — созидающей, живой, одухотворяющей, дающей жизнь. Но помимо этой «энергии жизни» вода может нести и «энергию смерти» — энергию разрушения, болезни, гибели. Не правда ли, возникают прямые ассоциации с живой и мёртвой водой из народных сказок?
Однако эта мистическая энергия, по Шаубергеру, может проявляться и вполне физически — насыщенная «живой» энергией вода обладает большой механической мощью, — она способна размывать наносы, перекатывать большие камни и даже отрывать их ото дна, обеспечивать мощное и свободное течение рек. Именно эта энергия, по его мнению, обуславливает феноменальную способность форели в горных ручьях не только успешно оставаться на месте в сильном течении, почти не работая плавниками и хвостом, но и совершать «с места» мощные рывки вверх по течению и даже прыжки на внушительную высоту — против потока воды! Наоборот, преобладание «энергии смерти» делает течение воды механическим и безжизненным, приводит к заиливанию русла и заболачиванию берегов, к упадку и распространению болезней.
Тем не менее, обе энергии необходимы для поддержания жизни — одна из них обеспечивает рост, развитие и созидание, а другая — распад и подготовку к повторному использованию отжившего и ненужного. Всё дело в их балансе. В нормальном цикле, по Шаубергеру, «живая» вода поступает из-под земли в виде холодных родников. Далее она проходит по поверхности, одаривая жизненной энергией всё существующее здесь, а взамен забирает ненужное, отжившее и постепенно становится «мёртвой». Затем она возвращается под землю, где снова восстанавливается и превращается в «живую». Важнейшую роль в процессе её восстановления играет лес, корни деревьев.
По этой причине Шаубергер не одобрял использование колодцев — ведь в них вода ещё «не дозрела» для появления на поверхности — и был категорически против использования артезианских скважин. По этой же причине он не слишком жаловал и речную воду — ведь по пути она уже отдала часть своей «живой» энергии и набрала сколько-то «мёртвой». Наилучшей водой он считал взятую из родника непосредственно в том месте, где она естественным путём вышла на поверхность. При этом лучше всего использовать высокогорные родники, — ведь чтобы подняться на большую высоту, вода, по его мнению, должна иметь самый большой запас «живой» левитирующей силы, которая и выталкивает «созревшую» воду наверх, поэтому чем выше расположен родник, тем больше этой живительной силы в его воде! Кстати, и запасы «полезных ископаемых», прежде всего нефти, газа и угля, Шаубергер полагал необходимыми для нормального цикла подземного восстановления и «созревания» воды, поэтому их использование в качестве топлива он считал преступлением против Земли и будущих поколений (с.138).
На свойства воды существенным образом влияют условия её протекания. Сохранению и восстановлению её живительной силы способствует тень, прохлада и естественное завихрённое движение в русле реки. Такая вода способна самоочищаться и обладает большой энергией, в том числе механической. Процессы такого рода Шаубергер относил к группе имплозионных процессов. Наоборот, тепло, прямые солнечные лучи, спрямлённые берега русла приводят к преждевременной потере живительной силы воды и нарастанию её разрушительных свойств. Такая вода течёт под действием одной лишь гравитации, русло быстро заиливается и заболачивается, в этой воде неудержимо начинают размножаться возбудители болезней и развиваются процессы деградации и разложения. Однако наивысшим естественным разрушителем он считал огонь, возвращающий всё сущее к самым элементарным формам. В более общем смысле к «горению» он относил все процессы окисления: «"нормальный" процесс сгорания природа использует только для разложения, распада и устранения "эволюционно непригодного", он действует, таким образом, при температуре +40°C, при нагревании или поджигании кислород становится агрессивным и воинственным » (с.233). Всю группу окислительных процессов, сопровождающихся выделением тепла, он относил к эксплозии.
Имплозия и эксплозия
Сами по себе понятия «имплозия» и «эксплозия» — не изобретение Шаубергера. Они достаточно широко используются в науке и технике. Однако Шаубергер вкладывал в них гораздо более обширный смысл, нежели это принято в современной терминологии.