Гидродинамические и кавитационные устройства

По мере анализа сведений о тех конструкциях генераторов свободной энергии, которые не используют различные магнитные и электрические эффекты, то есть являются «механическими» в широком смысле этого слова, весьма определённо вырисовывается круг устройств, которые с наибольшей достоверностью показали свою работоспособность. И практически все эти устройства в той или иной форме используют движение жидкостей в ограниченном объёме. При этом для обеспечения их автономной работы движение жидкости должно быть достаточно быстрым — то есть налицо необходимость выполнения определённых гидродинамических условий.

В этом заключается их принципиальное отличие от весьма похожих жидкостных конструкций, рассмотренных в разделе механических устройств. Но эта схожесть обманчива — там работа основана лишь на перемещении масс и/или изменении давления на глубине, а скорость и условия перетекания жидкости принципиальной роли не играют. Поэтому их следует отнести к гидростатическим, и все они являются неработоспособными. В данном разделе, наоборот, рассматриваются конструкции, где определяющими являются условия движения жидкости. Особенности же перемещений масс грузов (порций жидкости и воздуха, деталей клапанов и т.д.) зачастую вообще не актуальны и не влияют на работу устройства.

Гидродинамические явления
Вероятные источники работы
   Гидроудар
   Кавитация
   Вращательное движение

Гидродинамические явления

Гидродинамика как наука весьма молода и теоретически разработана далеко не до конца, — об этом свидетельствует огромное количество эмпирических формул, описывающих те или иные процессы и действующих лишь при определённых сочетаниях условий (иногда весьма узких). Зачастую для одних и тех же условий предлагаются несколько эмпирических формул, дающих несовпадающие друг с другом результаты — чтобы убедиться в этом, достаточно посмотреть расчёт потерь на гидравлическое трение.

Какие же явления характерны для гидродинамических процессов? Можно выделить четыре основных класса:

  • гидравлическое трение;
  • гидравлические удары;
  • кавитация;
  • возникновение вращательного движения.

Кроме этих явлений, характерных практически для любого достаточно интенсивного течения жидкости, существуют и другие эффекты, проявляющиеся не всегда, а лишь при создании определённых условий, как, например, эффект Котоусова, для наблюдения которого необходимо организовать истечение жидкости под давлением в атмосферу через сопло определённого диаметра (не слишком малого и не слишком большого).

При сколько-нибудь существенной скорости движения жидкости гидравлическим трением нельзя пренебрегать, — оно способно поглотить и перевести в тепло немалое количество механической работы (достаточно вспомнить, как нагреваются при работе автомобильные коробки передач, особенно автоматические с гидротрансформаторами, — главным образом, благодаря гидравлическому трению масла). Однако само по себе это трение, как и любое другое, лишь препятствует механическому движению, и потому первоисточником работы являться не может. А вот остальные классы явлений могут представлять существенный интерес.

Вероятные источники работы

Иногда складывается впечатление, что многие вихревые конструкции, в том числе двигатель Клема, широко известные «спорные» теплогенераторы Потапова и ЮСМАР, а также некоторые другие устройства, на самом деле могут быть обязаны получением энергии не вихревому движению как таковому, а кавитационным процессам, неизбежно возникающим во время такого движения как минимум в зонах столкновения турбулентных вихрей друг с другом и со стенками, или энергия там производится благодаря непременным спутникам кавитации — микро-гидроударам. Особенно интересно их сравнение со сведениями о гидротаранном генераторе, в котором нет ни вращающихся деталей, ни каких-либо специально организуемых вихревых или хотя бы круговых движений (реактивная турбина не в счёт — по словам авторов, она лишь использует рабочий поток, а в варианте движителя вообще отсутствует), зато «симптомы» очень похожи на описанные для упомянутых вихревых конструкций — обеспечение самоподдерживающегося механического движения жидкости в сочетании с получением дополнительной тепловой энергии! Правда, опубликованные данные по гидротаранному генератору оказались некорректными, но это выяснилось лишь после подробного анализа этой конструкции...

И гидроудар, и кавитация обладают большой разрушительной силой и, как правило, являются нежелательными явлениями, поэтому их стараются избежать. Исключение составляют лишь отдельные типы измельчителей и установок для очистки и отмывания изделий на промежуточных стадиях некоторых производств, где используется кавитация, а также оборудование для кратковременного создания высоких и сверхвысоких давлений, где используется гидроудар.

Что же касается самопроизвольного вращения жидкости, то в гидродинамике оно обычно сразу ассоциируется с понятием «турбулентность», которую, в свою очередь, большинство представляет себе как хаотичные вихри, бесполезно пожирающие энергию. Поэтому единственная мысль, которая возникает в этом случае — как бы предотвратить любые завихрения потока.

И мало кому приходило в голову рассмотреть эти явления как возможность если не получения, то хотя бы экономии работы и энергии...

Гидроудар

Эффектные фонтаны разбивающихся о берег волн — это тоже результат гидроудара.
Фонтаны прибоя — тоже гидроудар.

Гидравлический удар — это резкое повышение давления при внезапном торможении потока жидкости. Подробное рассмотрение этого явления в силу огромного объёма информации изложено на отдельной странице. Здесь же я лишь ещё раз подчеркну, что гидроудар является неизменным спутником кавитации. Обратное — необязательно: при сильных гидроударах отрыв жидкости от заглушки с образованием пустой области (иногда весьма значительных размеров!) можно расценивать как «кавитацию в макромасштабах», а вот при слабом гидроударе образования пустого пространства не происходит. Но в некоторых случаях, прежде всего при множественных гидроударах, именно образование достаточного свободного пространства является принципиально важным моментом. Поэтому не так уж надуман вопрос о том, как именно лучше назвать гидроудар с отрывом, чтобы не путать его со слабым собратом — «сильным гидроударом» или «макрокавитацией»?

Кавитация

Собственно эффект кавитации заключается в образовании в потоке пузырьков-полостей в зонах разрежения, возникающих во время быстрого движения жидкости по каналам переменного сечения и / или сложной формы. При снижении скорости потока и восстановлении давления такой пузырёк почти мгновенно «схлопывается», переходя вновь в жидкую фазу, при этом возникает микро-гидроудар.

Именно с кавитацией очень часто связывается возможность получения «дополнительной энергии». Однако не всё так просто. Более подробно это явление рассмотрено на отдельной странице.

Вращательное движение

Судя по всему, возникновение вращения является неотъемлемым свойством движения жидкостей и газов. Обычно это не принимают во внимание, считая подобное вращение вынужденным и обусловленным внешними факторами — завихрениями на препятствиях, торможением о стенки, силой Кориолиса и т.п. Однако я постепенно прихожу к выводу, что вращательное (турбулентное) движение как раз и есть естественное состояние движущейся жидкости или газа, а вот вынужденным является именно линейное (ламинарное) течение. Простейший пример: в узкой трубе при не слишком большой скорости жидкость течёт ламинарно. Но увеличьте диаметр трубы в достаточной степени, уменьшив влияние ограничивающих и направляющих поток стенок, — и при той же скорости потока течение станет турбулентным, в нём появятся завихрения!

Однако рассмотрение вращательного движения — это большая тема, вынесенная в отдельный раздел сайта. Раздел гидродинамики предназначен для рассмотрения линейных гидродинамических эффектов, которые, в конце концов, почти всегда сводятся к трению и гидравлическому удару. ♦

последняя правка 25.02.2010 21:30:22      Обсудить      В начало      На главную 
Hosted by uCoz