Следующий очень, на мой взгляд, важный элемент — это порционная подача воздуха в воду.
Берем ту трубу, которая сверху, и считаем, что напротив нее находится канал воздуха, тогда все остальные трубы находятся напротив падающей воды.
При вращении воздух плавно отсекается, вода плавно прибывает. Далее вода заполняет трубу, переходя от одного отверстия в дефлекторе к другому.
Даже если канал воздуха еще не перешел к следующей трубе и в него начала поступать вода, воздух будет подсасываться водой и плавно убывать. Вода, наоборот, плавно прибывать и уходить в трубу ротора. Площадь потока воды равна площади отверстия в дефлекторе, и когда одно отверстие дефлектора перекрывается перемычкой между трубами, открывается следующее отверстие. В этом месте гидроудар недопустим.
Заполнение труб такое. Показаны противоположные трубы, например №4 и №1 (изображение очень сильно упрощено и на самом деле показывает только тенденцию).
Даже если канал воздуха еще не перешел к следующей трубе и в него начала поступать вода, воздух будет подсасываться водой и плавно убывать. Вода, наоборот, плавно прибывать.
Воздух, как и положено, хочет вверх, вода хочет вниз и образуется жгут воздуха, окруженный вращающейся водой. Добавим к этому вращение ротора и сначала рассмотрим верхнюю часть, где диаметр ротора уменьшается в 2 раза. На воду действует ускорение свободного падения, а значит, она ускоряется. Воздушный «пузырь» (в смысле объем воздуха) на этом участке уменьшается. Поскольку объем воды не меняется, возрастает давление. Растет потенциальная энергия воздуха, потенциальная и кинетическая воды. Но движение воды направлено, как вниз, так и вращательно. В дефлекторе просверлены отверстия под углом к оси и вертикали. Они разделяют поток воды на 6 потоков и подкручивают их. Добавим к этому вращение ротора.
Тут надо рассматривать 2 варианта.
-
Труба цельная, меняет наклон с почти вертикального на пологий и по расширяющейся спирали уходит на периферию. На воду действует ускорение свободного падения + центробежная сила. Вода перед пузырем разгоняется за счет центробежной силы «уходит в отрыв». Воздушный «пузырь» (в смысле объем воздуха) на этом участке увеличивается, а давление его падает. Это разрежение высасывает следующую за пузырем воду и чем дальше продвигается пузырь, тем сильнее. Это как бы характер продвижения воды (постоянный ток). Но движение воды вихревое и складывается из постоянной и «переменной», циклической составляющей. Вихревое движение вытягивает воду в жгуты, жгуты в свою очередь состоят из более мелких жгутов... Воздух выдавливается наружу, (как вода из белья при выкручивании после стирки), и тоже представляет собой жгут. На входе в трубе ротора образуется воронка. Начиная с узкой части ротора, меняется характер движения воды и она на дальнейшем пути может стенок почти не касаться. Труба может быть прямая. Может быть конусная, тогда ее сопротивление будет меньше на участке разгона (закон Бернули). Может быть геликоидной, тогда при некоторой скорости протока сопротивление станет равно 0 или отрицательным (опыты Поппеля). Может быть с 1,2,3 лепестками, выступающими внутрь трубы, создающими микровихри вдоль стенок и отталкивающие основной поток к центру.
-
Труба составная. Основная версия.
Так как же движется вода в домашнем генераторе? Ниже талии расширяющийся конус с соплами повторяет ранние аппараты с загнутыми в рог трубами, и для работы этого вполне хватит. Не было видимых причин для дополнительного увеличения высоты подъема воды. Но глубокий смысл в таком решении есть. Верхняя часть сужается и собрана из гладких медных труб, делающих полный оборот. На этом участке Виктор Шаубергер реализовал планетарное движение. Про их форму читаем.
Записи от 27 июля 1936 г.
«Все готово! Наконец я достиг планетарного движения! Порой хотелось разнести машину на осколки — внутри нее все происходило совсем не так, как я хотел. Но горящие свечи указали мне путь, рассказали о том, как происходит дематериализация веществ. Подоконник — гладкая поверхность — движение Луны. Задача решена!»
Свеча горит, тень от лунного света за время горения свечи меняет свою длину. Через абстрактные короткие промежутки времени на подоконнике ставится отметка. Заметьте, скорость горения свечи — константа на каждом участке. Наклон луны над подоконником (горизонтом) демонстрирует взаимное перемещение Земля–Луна на данном временном промежутке. Поскольку длина свечи меняется, тень от нее будет короче с каждой секундой. Меняя толщину свечи, можно менять время горения.
Зачем это надо? Это механизм предварительного разгона воды без изменения направления вращения. Если не уменьшать радиус изгиба трубы, то вода в трубе изменит направление вращения, как показано на рисунке, и в месте нулевого вращения накопленная энергия просто пропадет.
Скрытые вторые сопла
На всех доступных мне фото узкая часть ротора пропаяна или заретуширована и на всех, если внимательно присмотреться видно, что трубка вставлена в трубку. К сожалению, это фото аппарата из музея, а на фото с плоским фланцем так явно не видно, хотя какой-то блик на одной трубе есть.
Позже, рассматривая фильм, я сделал фото со стоп-кадра. При внимательном рассмотрении оказалось, что в районе талии верхние трубки вставлены в нижние.
Может быть, Шаубергер применил «двойной конус» потому, что так проще технологически. Листовую медь метровой длины легче найти «в сельском хозяйстве», чем тянуть или катать конусную трубу длиной 2 м. В письме Виктора Шаубергера, адресованном Вернеру Циммерману от 21 мая 1936 года, он пишет:
«Эта машина (30 см ширина, 50 см высота) превращает в пар, очищает и дистиллирует воду посредством процессов охлаждения. В то же самое время она может поднимать воду на любую желаемую высоту почти без особых усилий. Моя машина — это организм, который состоит из внутренних и периферийных форсунок, которые заменяют клапаны современных машин или дополняют их. Моя машина требует только импульса, и ее реакция на него проявляется в выталкивании, которое не просто сжимает, но одновременно производит эффект всасывания».
Видимо, там и расположены внутренние форсунки, которые и превращают турбину в вакуумный насос. Таким образом, к форсунке в узкой части ротора вода подходит сильно закрученная, форму форсунки мы не знаем. Это может быть конусное сопло, может турбинка вроде той, что на выходе, а может и плоская или овальная щель.
Если в этом месте просто сопло, то за счет сужения скорость резко поднимается, а так как в трубе присутствует воздух, то возможна работа с гидроударом с торцевой утечкой. При этом струя из верхней части с огромной скоростью прорвется в нижнюю, конусную часть. Очень может быть, что будет 6 ударов на оборот.
Сразу за форсункой форма труб резко меняется. На трубе появляется прогиб, и возможно конусность. Принято считать, и есть патенты с такой формой труб, что прогиб по спирали заставляет воду двигаться по траектории заданной прогибом. Но возможно, если частота вращения во много раз выше спиральной завивки, то вода начнет двигаться вдоль стенки трубы, перепрыгивая через придавленность, как через «порог». Если в верхней части ротора происходил разгон вращательного движения, с уплотнением потока относительно центра, то в нижней за счет центробежной силы происходит линейное ускорение. Чем дальше от центра, тем выше линейная скорость и тем больше вакуум. Вакуум в нижней части ротора высасывает воду из верхней части и подающей трубы, «поднимать воду на любую желаемую высоту почти без особых усилий». «В биотехнике вакуум создается посредством уменьшения объема веществ в извилистых трубах, через которое в процессе репульсации, может быть получена энергия.»
Возможно, в середине ротора находится подвижная турбинка — клапан, тогда два клапана, работая в паре, реализуют перекачивающее устройство. Если же между ними произойдет любой выброс энергии, то он будет направлен клапанами только в одном направлении.
О каком импульсе говорит Шаубергер в письме, адресованном Вернеру Циммерману? Импульс вращения? Да без сомнения так можно считать и это будет правильным прочтением но не полным. Существует еще один импульс, точнее множественные импульсы, электрические разряды, возникающие при трении слоев воды, слоев воздуха, паров воды, отдельных пузырьков газа в воде и капель воды в воздухе. И еще цитата:
«...так, во дворце Кноссоса на о.Крит обнаружили водопроводную систему, которой 4000 лет. По ней вода поднималась без насоса из долины к вершине горы, на которой стоял дворец! Все терракотовые трубы имели коническую форму (суживались на одном конце). Вода впрыскивалась из суженного конца трубы в следующую трубу (нам это известно по пневмозагрузочному соплу). Тем самым, в следующей трубе образовывалось пониженное давление, которое импульсивно всасывало воду вперед-вверх на гору. Древнеегипетские гидравлики тоже могли поднимать воду без насоса на высокие горные вершины».(Бенжамин Зайлер, «Нескончаемая сила воды»).
А вот в статье о конических трубах дан анализ, как поведет себя вода в таких трубах, если внутри них произойдет гидроудар, причиной которого может быть электрический разряд.
В книге читаем: «Завитая труба должна быть конусовидной формы по продольной оси. В экспериментах с цилиндрическими трубами наблюдалось несколько интересных явлений».
Жирным шрифтом я выделил мысль, которая относится к домашнему генератору, четвертому варианту. В прямой трубе на участке центробежного разгона эффект получения вакуума будет сильнее. Мое мнение, что до войны Виктор Шаубергер ограничивался конусной трубой. Такая схема, которую условно назовем «прямоточный реактивный двигатель», имеет кучу недостатков. Главный недостаток — не держит нагрузку. Двигатель отключать нельзя, хотя он и не берет энергию, но при перегрузке подхватит и не даст остановиться. После войны влияние «специалистов по взрывам» изменило схему на «пульсирующий реактивный двигатель». Шаубергер добавил турбинку — клапан.
Посмотрите на фото с турбинкой.
Там следы гибки в тисках (следы от губок), промятости и неровности на всех трубах. На третьей трубе от турбинки более-менее просматривается продольное продавливание. Но это нерабочий экспонат из музея.
На фото с плоским фланцем из-за плохого качества тяжело оценить глубину канавки, но она явно глубже, плавно переходит снизу вверх (учитывая направление вращения) и присутствует на всех видимых расходящихся трубах. Так может быть, канавка (или шов) не одна, так как уйти на обратную сторону, ей не удается даже на малых радиусах. А вот выше только на одной трубе то ли блик, то ли прогиб.
Кстати о технологии. Думаю, продольная полоса на трубе — это шов от пайки листовой меди «внахлест», а не продавленность. И количество продольных швов скорее всего 3, как в патенте на деревянную трубу. Но может быть и 2 и 1.
Об электрических свойствах меди и её оксидов
По сведениям из книги, после непродолжительной работы и даже в опытах профессора Поппеля, внутри труб наблюдалось изменение цвета на черный. Читаем отчет профессора.
«К вопросу 4.
Структурные изменения воды как следствие многомерного закручивающегося движения воды.
Несмотря на то, что нельзя точно установить характер структурных изменений в воде, происходящих в результате закручивающегося движения, весьма ясно из экспериментов, описанных в вопросе, что даже в прямых трубах — в тех, в которых потоки воды текут синхронно, — это завихряющееся движение способно вызвать флюктуации, которые, отдельно от механической агломерации твердых частиц, могут объясняться только электрофизическими эффектами.
Факты, описанные в вопросах 2 и 3, свидетельствующие о том, что материал трубки имеет особенно важное значение для формирования завихряющегося движения воды, не могут основываться только на гидродинамических эффектах, они также объясняются электрофизическими явлениями, связанными с огромной проводящей способностью меди и взаимодействием с водой.
Эти заключения подтверждены наблюдениями, где были задействованы шелковые нити. Потемнение медных вставок, которое не происходило в состоянии покоя и которое впервые появилось при сильном потоке воды, указывает на небольшие структурные изменения в этих зонах. Доказуемо, что электрофизические процессы, вызванные завихряющимся движением, могут быть определены через флуктуацию или интенсивность этого движения».
Рассматривая различные соединения меди с кислородом или водой, видно, что только окисел меди CuO имеет черный цвет и не растворим в воде. Причем вначале на поверхности меди образуется тончайший слой оксида меди (I): 4Cu + O2 → 2Cu2O.
Внешне медь при этом не меняется, так как оксид меди (I), как и сама медь, розового цвета. К тому же слой оксида настолько тонок, что пропускает свет, т.е. просвечивает. По-иному медь окисляется при нагревании, например до 600-800°C. В первые секунды окисление идет до оксида меди (I), который с поверхности переходит в оксид меди (II) черного цвета. Образуется
двухслойное окисное покрытие, причём теплота образования Cu2O Q = 84935 кДж/кг.
Строение оксидной пленки меди.
"...выпрямитель готов. Электроны могут проходить только от меди через закись меди. В обратном направлении электроны проходить не могут. Это объясняется тем, что закись меди обладает различной проводимостью. В слое закиси меди, который примыкает непосредственно к меди, имеется избыток электронов, и электрический ток проходит за счет электронов, т.е. существует электронная проводимость. В наружном слое закиси меди наблюдается нехватка электронов, что равноценно появлению положительных зарядов. Поэтому, когда к меди подводят положительный плюс источника тока, а к закиси меди — отрицательный, то электроны через систему не проходят. Электроны при таком положении полюсов движутся к положительному электроду, а положительные заряды — к отрицательному. Внутри слоя закиси возникает тончайший слой, лишенный носителей электрического тока, — запирающий слой. Когда же медь подключена к отрицательному полюсу, а закись меди к положительному, то движение электронов и положительных зарядов изменяется на обратное, и через систему проходит электрический ток. Так работает купроксный выпрямитель». (В.С.Котлярова, Н.В.Касимова. Получение плёнок меди и опыты с ними //Химия в школе, №3, 1972).
Интересная информация попалась при поиске свойств CuO. «...при приложении к контакту отрицательных импульсов электрического поля перпендикулярно его плоскости обнаружено возникновение магнитного экранирования радиочастотного магнитного поля при создании обогащенного носителями заряда слоя вблизи контакта. При противоположной полярности импульса (создание обедненного слоя) никаких изменений в экранировке обнаружено не было. При этом вольт-амперная характеристика обладала выпрямляющими свойствами (диод Шоттки)». (http://fps04.lebedev.ru/jobs/Section_N/Osipov_238.pdf)
Также зарегистрирован поверхностный магнетизм нанокристалического монооксида меди CuO (www.nbuv.gov.ua/Portal/natural/vdpu/Fizika/2008_15/09gavspk.pdf).
CuO применяют при изготовлении варисторов в качестве стабилизирующей присадки для уменьшения влияния влаги (www.nbuv.gov.ua/Portal/natural/vdpu/Fizika/2008_15/09gavspk.pdf).
Таким образом, отложение на внутренней поверхностях темного налета, превращает трубу в электрод с диодными и магнитными свойствами и возможно имеет свойство варистора (пробой при превышении порогового значения).
Отдельно надо сказать о пайке серебром. На месте пайки электрический контакт с водой сохраняется, и эти зоны могут провоцировать электрический разряд и стекание его на массу. Сам Шаубергер говорил, что трубы могут быть сделаны из разных материалов, и эти материалы должны быть правильно подобраны.
«Энергетическое спаривание, то есть связывание этих компонентов со средой, происходит благодаря наложению всех вышеописанных форм движения. Компоненты соединяются посредством биокаталитического inter alia (между прочим), которое происходит благодаря правильному выбору материалов, из которых делаются трубы, емкости. Идеальными для этих процессов являются медь, серебро, золото и их сплавы. Однако в целях экономии можно использовать также и синтетические смолы (пластик), с или без минеральных или металлических включений или с кварцевыми вставками, либо с природным камнем, либо с древесиной (лиственницы, дуба и др. пород). Эти природные материалы можно комбинировать».
То есть обычная пластиковая или металло-пластиковая труба с серебряными «плавниками», вплавленными насквозь, в определенном порядке, с некоторым шагом.
Турбинка-клапан
И в завершение предлагаю такое применение турбинок.
Вода выливается через них с нарастающей скоростью за счет центробежного ускорения, разрывается, часть вылетает, а вакуум резко возвращает турбинку-клапан и закрывает трубу. Фаза всасывания. В это время в сопле останавливается поток и на катализаторе разлагается перекись водорода (если она там есть в нужной концентрации) или соединяется водород и кислород, ранее выделившийся из воды, под действием разряда статического электричества. И происходит выброс струи из сопла. За это время в трубе подходит запоздавшая порция воды, выталкивает турбинку (открывает клапан) и вода снова выливается. При этом движении турбинки вперед она проворачивается. Так на клапане уменьшается износ. Таких выбросов, по моему мнению, несколько за оборот и зависят от веса клапана (гидротаран наоборот).
В присутствии платинового катализатора водород реагирует с кислородом и без инициации электроразрядом: O2 + 2H2 = 2H2O, реакция протекает со взрывом. Платина может быть на конусе турбинки или на внутренней поверхности корпуса форсунки.
А скорость должна меняться по сложному закону. Скорей всего плавно нарастать и обрываться с переходом в отрицательную область, когда вода закончится и подойдет воздух (точнее разрежение между двумя порциями воды). Если турбинка на выходе трубы в сопле имеет подвижность, то вакуум затянет ее и начнет засасывать воду на входе в трубу еще интенсивней. Средняя скорость состоит из положительной и отрицательной полуволны, но отрицательную составляющую мы отрезаем клапаном — турбинкой, а когда подойдет следующая порция воды (или давление воздуха превысит какое-то значение) турбинка передвинется вперед и откроет выход воде.
Реальный импульс скорости воды будет в разы больше, чем расчетный средний. Таких выбросов может быть один на оборот в начале работы. Или множество. На каждый разряд запасенного электростатического заряда, в нижней части ротора, может появиться порция «горючего» для сжигания в форсунке на выходе. Если горение возникнет перед форсункой, она должна свободно пропустить струю на выход. Смена давления на вакуум сразу же сместит турбинку назад и не даст воздуху из корпуса проникнуть в трубы ротора.
Некоторые технические нюансы
О герметичности ротора
Нужно подпружинить ротор, чтобы обеспечить герметичность сопряжения дефлектора и ротора. Без подвижности ротора со временем пропадет герметичность между ротором и дефлектором.
Можно в принципе сделать подвижным дефлектор, в осевом направлении, подпружинить его и при этом обеспечить герметичность с боковой трубой.
Можно также подвести воздух в дефлектор сбоку. Это упростит вал. Его не надо будет сверлить.
О вибрации и шуме
Так как по моей теории трубы ротора будут работать по очереди, а воздух в них будет попадать при совпадении с неподвижным отверстием дефлектора, вибрация конечно будет. Зависеть будет от равенства сопел, труб, балансировки ротора и заполнения труб водой. По интенсивности возможно как у шестицилиндрового дизеля, работающего при тех же оборотах.
При пуске и разгоне хлопки, какие бывают в водопроводе при неисправных кранах, на рабочих оборотах (1000-3000 об/мин) гул. Больших оборотов ожидать не стоит, судя по фото аппарат делался простым слесарным инструментом, а способ закрепления форсунки (скоба, болт М6, гровер) после снятия-установки, при более высоких оборотах, потянет за собой балансировку всей конструкции да и скоба может выпустить трубу. На фото с плоским фланцем скоб значительно меньше и расположены они в шахматном порядке. А на фото из музея скобы в три ряда, видимо крутили «от души» и усиливали по ходу дела.
Я думаю, что ВШ подбирал сопло в процессе доводки многократно.
Характеристики движения воды
В соединении дефлектора и верхнего фланца задается 6 витков в вихре воды на 1 оборот, на каждую трубу. Каждый оборот это законченный цикл, характеризуется переработкой полученных компонентов, воды из аппарата и порции свежего воздуха. Можем оценить скорость протекания воды за 1 оборот. Цикл 1 начинается во фланце и заканчивается в скрытом сопле. Длина трубы примерно 0.5 м, диаметр 2 см объем 0.157 литр на оборот.
При 1200 об/мин время оборота 5 мс, расход 120 л/мин, скорость 10 м/с.
При 3000 об/мин время оборота 2 мс, расход 300 л/мин, скорость 25 м/с.
В верхней части ротора она может быть меньше, из-за потерь и присутствия воздуха, примерно на 20%. В нижней части ротора должны развиться статические разряды, которые и обеспечат цикл 2. Он начинается в скрытом сопле и заканчивается в выпускной форсунке. Длина трубы примерно 1.2 м, диаметр 2 см объем 0.376 литра на оборот.
При 1200 об/мин время оборота 5 мс, скорость 72 м/с.
При 3000 об/мин время оборота 2 мс, скорость 180 м/с.
Это теоретическая средняя скорость прохождения воды по трубам. В то же время объем прошедшей воды через первую часть трубы и вторую часть трубы за один оборот будут равны. А скорость вырастает в 7 раз. Заметим, попадает в нее только 0.157 литра, а объем изменился в 2.4 раза. Вода в трубе накапливаться не может, может только выливаться быстрее. Должен быть баланс на протяжении длительного времени. Если не дать возможности подсосать через выходную форсунку, то всасывать аппарат будет очень, очень мало. Вакуум получится глубокий, трубы захотят сложиться. В нижней части трубы характер движения воды может быть вообще без вращения. Струя из промежуточного сопла может просто испаряться в объеме нижней трубы. Или распыляться.
О давлении и вакууме в аппарате
При вращении ротора в трубе перед ним образуется вакуум. В роторе давление меняется и ближе к выходу имеет значения, приведенные на графике выше. Вода прокачивается ротором и поднимает давление в корпусе ниже ротора. Это давление прикладывается к воде со стороны ниже ротора, а вакуум через подающую трубу ее поднимает к верхней части ротора. Но по моей теории каждый оборот ротора подсасывает воздух снаружи, через вал или другим способом, в количестве 10-20% от объема воды. Каждая труба ротора за оборот перекачивает 0.1 л воды, все вместе 0.6 л и добавляется примерно 0.1 л воздуха. Общий объем аппарата 50 л, из них 40 л воды. Таким образом уже за 10 оборотов давление в аппарате ниже ротора удвоится. Оно не может подниматься бесконечно. Постепенно наступит баланс, и воздух перестанет подсасываться. А при снижении оборотов часть воды выдавится давлением через канал подсоса воздуха. Для того, чтобы это не произошло, часть воздуха сбрасывается через кран с шаром, и это регулирует давление в аппарате, скорость движения воды в аппарате и в конечном итоге мощность аппарата. Надо заметить, что подачу воздуха необходимо регулировать тоже. Это делается подбором жиклера в канале подачи воздуха.
Как влияет изменение размеров на работоспособность
При повторении аппаратов, когда все еще не понятно, а материалы, из которых строил свои аппараты Виктор Шаубергер (медь, серебро, золото), очень дороги, возникает желание сэкономить, сделать поменьше. Уменьшение диаметра труб в 2 раза ведет к потере мощности в 4 раза минимум, и еще в 4 раза повышаются потери. Здесь мы можем потери сложить арифметически, получаем 8 раз. Необходимо иметь в роторе в 8 раз больше туб меньшего диаметра или выше обороты. Если при этом уменьшить в два раза диаметр ротора с соблюдением пропорций, то мощность уменьшится еще в 4 раза, но тут нам потери нужно перемножать: 8 · 4 = 32. В 32 раза больше оборотов для компенсации потерь. Еще один нюанс. Физико-химические реакции имеют определенное время для протекания и не могут быть ускоренны бесконечно. При таких оборотах длины трубы будет просто недостаточно для превращений воды, взаимодействия воды с воздухом и накопления заряда статического электричества в воде. При уменьшении размеров мы получим просто маховик сомнительной прочности. Увеличение размеров скорей всего никому в голову не приходит, дорого.
♦
|