Гідроударний енергетика - бути чи не бути - вирішувати вам! Частина друга.
Інтерес до проявів гідравлічного удару з'явився більш ніж 200 років тому. Найбільш достовірним фактом є той випадок, коли французький механік, працюючи в одному з санаторіїв, звернув увагу на те, що при закритті поворотного крана - засувки, встановлені на ємностях, які наповнюються лікувальною водою для підігріву, з подальшим використанням її (води) в лікувальних ваннах , відбувалося неймовірне явище. При різкому закритті засувки підводний - живильне труба починала сильно вібрувати і з усіх слабких з'єднань свистіла - сифон вода. Все це вказувало на той факт, що в трубі підвищувався великий тиск? Уважно розібравшись з даними фізичним явищем, механік створив механічне водопідйомний пристрій назване їм «Гідравлічний таран», що працює в автономному режимі, що заміняє собою (гидродвигатель і насос), - в 1794 році. Хочу нагадати, що було створено реальний технічний пристрій, але не описаний принцип, закон, постулат його породжують ..., на цьому всі подальші розвитку і призупинилися. (Можливо вплинуло «вето», яке в 1752 році Французька Академія наук наклала на такого роду пристрої, віднісши їх до категорії «вічних двигунів» (Perpetum Mobilе) Гідравлічний таран існує і приймається і в даний час, - в обмеженому застосуванні.
І тільки через сто років, знову «випадковість» привела людину до необхідності вирішення технічної задачі поставленої людським буттям!
Одна з особливостей «нового» в тому, що воно не звичне - НЕ повсякденне ..., бо звичне чи не здається дивним, коль складно воно не було. Так, освоюючи щось нове, ми усвідомлюємо і звикаємо, втрачаючи при цьому здатність правильно судити, наскільки був важкий шлях до успіху і наскільки корисний його результат. Нагадаю, що при створенні паровоза на рейкової «дорозі» побутувала невіра: «як он- паровоз покотиться по гладких рейках, та ще й потягне за собою великий вантаж - вагони ..., а інше невіра була в тому що, як можна буде зупинити його на гладких рейках, - але все це давно вже позаду і що звикло. Ще раз нагадую, що велика віра в здатність прагнення до розгадок таємниць людини, завжди рухала, і буде рухати до того, що за пеленою невідомого таяться великі багатства - потрібні для потреб людських! Це не марнославство, тому, це рівень людського самосвідомості - його невидиме внутрішнє інстинктивне збудження, що переходить у душевну хворобу.
Тільки індивідуальна свідомість людини визначає освоєння навколишнього буття. Прискоренням цього - є густо населені місця. Так був породжений випадок з необхідністю збільшення водопроводу на Олексіївській водокачки, у селі Олексіївське, під Москвою. При заміні старого Митіщенского водопроводу - 500 000 відер на добу. Німецька фірма створила більш потужний водопровід - Московський. При експлуатації нового водопроводу виявилися невідомі фізико-механічні явища - це порив чавунних труб (товщина стінок в 8 мм.), При непояснених статичних параметрах в системі водопроводу, тобто тиску 2 ат. Н = 20м. і швидкості закінчення води з труби 3 м / сек .. Було проведено випробування на статичний тиск, при якому відбувався порив чавунних труб. Результати були приголомшливі, тобто чавунна труба водопроводу розривалася при тиску 40 ат, Н = 400 м, при наявності статичного тиску у водопроводі 2 ат, звідки і як береться величезна руйнівна сила ?! Численні дослідження фахівцями будівельних фірм не дали жодних позитивних пояснень. Нерозв'язність ситуації змусила керівництво німецької будівельної фірми звернутися до професора Московського університету, член - кореспонденту Академії наук Н.Є. Жуковському. При згоді Жуковського ними були проведені досліди і дослідження на Олексіївській водокачки (протягом двох років). Результати досліджень Н.Є. Жуковський представив в Академію 13 травня 1898р .. У цілому їм були зроблені висновки принципу і закону, роз'яснював аварійні ситуації у водопровідних трубах при утворенні та дії гідравлічного удару. І були представлені способи і пристрої для захисту від аварійних ситуацій при гідравлічному ударі, які широко застосовуються, і сьогодні, і будуть застосовуватися далі (повністю пояснюють принципи створення і роботи «Гідравлічного тарана», тобто водопод'емной установки, створеної в 1794р. ).
Грунтуючись на теорії Жуковського про гідравлічному ударі, роблю пояснень - це явище різкої зміни тиску в рідині, що викликається миттєвою зміною швидкості її закінчення в живильному трубопроводі. Збільшення тиску при гідравлічному ударі визначається відповідно до теорії Н.Є. Жуковського за формулою # 8710-р = р (V0 - V1) * c, де # 8710-р - збільшення тиску в н / м # 61447-, р - щільність рідини в кг / м # 61448-, V0 і V1 - середні швидкості в трубопроводі до і після закриття засувки в м / с, с - швидкість поширення звуку у воді (1425 м / с), а - швидкість поширення гідроударної хвилі в трубопроводі (залежно від матеріалу і товщини стінок труби від 900 до 1270 м / с). Теорія гідравлічного удару, розвинена Н.Є. Жуковським, сприяла технічному прогресу в гідротехніки, машинобудуванні та інших галузях.
Наскільки теорія гідравлічного удару є природним фізичним явищем пояснює те схожість з роботою Серця людини і приматів: воно створює «Гідравлічний удар», посилаючи кров по артеріях-трубопроводу. Кров, як і вода, практично нестислива, однак внаслідок пружності стінок артерії - порівняно з гумовими шлангами, цей удар (пульс) поширюється порівняно повільно: притиснувши одну руку до сонної артерії (на шиї), а іншу - до зап'ястя руки, легко зауважимо його запізнювання. Якби стінки артерій були абсолютно жорсткими (як чавунні труби), швидкість поширення пульсу досягала б майже 1,5 км / сек, і кров пробігала по всіх артеріях людини за час = однієї тисячної секунди.
Повертаючись до теорії Н.Е Жуковського про гідравлічному ударі, вірніше - Гідроударний хвилі, постулат полягав у тому, що швидкість поширення «хвилі» в рідині порівнянна зі швидкістю звуку у воді тобто має кінцевий результат (1425 м / с) і при обліку деформації стінок труби і діаметра труби була визначена Д. Кортевега поправка в%, тобто товщина стінки труби, поділена на діаметр труби, що характеризує, ніж не вище% Кортевега поправки, тим нижче швидкість в м / с гідроударної хвилі .... (Дане положення дає широку можливість зміни швидкості гідроударної хвилі в корисних цілях). І так у чавунній трубі з урахуванням Кортевега поправки, швидкість гідроударної хвилі в трубі = 1270 м / с. Для ясності і порівняння, це швидкість військового літака перехоплювача = 4572 км / год, це близько чотирьох швидкостей звуку в повітрі, при цьому було виявлено фізичне явище, що викликає аварію - руйнування фюзеляжу літака, назване »flatter» - флаттер, (яке було технічно усунуто ).
У простій формі розрахунки Н.Є. Жуковського виглядала так: нехай р - тиск у засувки, с - швидкість звуку у воді, S - площа перетину труби (П * год # 61447- = # 248- труби-см # 178-), е - щільність рідини V - швидкість спливає води з труби - крана. Потік гальмується силою тиску S * p, за другим законом Ньютона імпульс цієї сили за час дорівнює зміні кількості руху рідини: Spt = SeVct, іліp = eVc. Таким чином (до випадку Олексіївської водокачки), при швидкості V = 3м / с тиск зріс на 40 ат (Н = 400м), - тиск аварійне, тобто 40кг / см # 178-, якщо діаметр труби # 248- = 100мм, то тиск або імпульс сили буде рівний (при швидкості 30м / с - швидкість значний. Дорівнюватиме 430ат (Н = 4300м), тобто 430 кг / см # 178 ;. Практично це тиск живильного - статичного напору = 8 ат (Н = 80м) - здатне підвищити тиск на 1 см # 178- = на 420 ат. (Н = 4200м ???).
Еврика! Я, знайшов шлях для створення альтернативної енергетики, що відповідає обопільною гуманізму Енергетики з Природою! Вічною, як і сама Земля, а також екологічно чистої як її первозданна життя - флора і фауна !!!
Залишається вирішити технічну «завдання» і створити технічний пристрій! ...
Умови технічної задачі, до створення альтернативної енергетики наступні:
1. Робота на поновлюваних енергоносіях натомість, - лісу, вугілля, газу, етанолу, урану тощо, яким є -вода.
2. Отримання механічної, електричної та теплової енергії, - за рахунок тертя самої води.
3. У замкнутому циклі роботи, що відповідає обопільною гуманізму Енергетики з Природою.
4. З кінцевим продуктом відходу натомість СО2, токсичних та ядерних відходів отримувати кінцевий продукт відходу О3 - Озон.
Умови технічного пристрою, до створення альтернативної енергетики наступні:
1. Повна автономність, без всякого роду та виду додаткової енергії із зовні.
2. Повний замкнутий цикл роботи на поновлюваному енергоносії - вода -розчин.
3. Без всякого роду та виду шкідливих - кінцевих продуктів, кінцевих відходів.
4. Головними принципами при створенні технічного - енергетичного пристрою повинно бути: нанотехнологія, боротьба з забрудненнями і повний захист навколишнього середовища. Відповідні обопільною гуманізму Енергетики з Природою, являючи собою, глобальний стабілізатор здоров'я людства на планеті Земля!
Автор статті: Олександр Тарелкин.
