Автомобили, топлинни машини, алтернативни горива > Други ДВГ и топлинни машини
Tesla Turbine
epwpixieq-1:
Привет Иван Димов,
има неща които си заслужава да коментираме понеже те имат интересна (природна) динамика но има и неща които не са съвместими, поне със сегашните ми разбирания.
--- Цитат на: Иван Димов в Август 13, 2020, 08:50:17 am --- Интересното е, че в тръбата частиците влизат с почти еднаква скорост (енергия, температура), а после обменят енергия помежду си като едните частици намаляват енергията си докато другите я увеличават. И най-важното е, че това става автоматично без външни сили, а само поради центробежните сили вътре в тръбата.
--- Край на цитат ---
Вихровата динамика и центробежните и центростремителните сили са много интересни и както знаем те са в основата на много индустриални процеси да не говорим за природните явления които са подвластни на тях. Всъщност човек като се замисли всички флуидни движения в една или друга степен се влияят от динамичното балансиране на тези ( а и други участващи ) сили. Например при вихровата тръба сигурно има разлика дали тя се използва хоризонтално или вертикално и разликата идва точно как гравитацията влияе върху динамиката на силите които наблюдаваме. Друг е въпроса дали тази разлика е измерима.
Много отдавна попаднах на научна статия относно торнадо в която се описваше движението на вихровите потоци в движещо се торнадо. Статията беше написана то групата която точно преследва тези природни феномени и описва движенията им с помощта на много малки датчици ( точно както бяха представени във холивудския филм ). Най-интересното е че в динамиката се представяха, това което дават наблюденията, две отделни вихрови образования, с обща ос на въртене, едно по-голямо ( да кажем ) въртящо се по посока на часовниковата стрелка и друго по-малко, въртящо се в противоположната посока. И точно механизъма на прехвърляне на енергията между тях е с помощта на много по-малки вихри (подобно на ролки на лагери) които са механизма за предаване на въртящия момент отвътре навън ( както и отвън навътре ). Точно този процес показва как природата, с помощта на вихрови образования, се стреми да запази енергията на движещия се флуид, даже и когато имаме противоположни движения на основните (видими) вихрови потоци. Подобна динамика предполагам че се получава и във вихровата тръба само в много по-малък размер. Разбира се този модел може да се екстраполира и да се предположи че има различни вихрови нива ( с една обща ос ) като (например) всяко четно ниво се движи в посока на часовниковата стрелка и всяко нечетно се движи в противоположната посока, и "трансмисията" между тези вихрови нива е с помощта на по-малки вихри точно копираща динамиката която се получава при наблюдаване на вихровите движения при торнадото. Според мен точно това е природата динамика която организира релативните ( хаотични ) движения, които ние наричаме топлина, от микро към макро ниво, и което позволява тази енергия да бъде трансформирана (релатвино ефектвивно) от термодинамичните трансформатори които използват в динамиката си тези (съзнато или не) тези принципи.
--- Цитат на: Иван Димов в Август 13, 2020, 08:50:17 am ---Аз и друг път съм казвал, че когато две частици с еднакви скорости обменят импулс помежду си така, че едната да се забавя докато ускорява другата, това води до увеличаване на общата им енергия. С други думи, ако началната енергия на двете частици е единица, то след обмена на импулс помежду им, общата енергия на двете частици ще е повече от единица, т. е. ще се получи свободна енергия (СЕ). Във вортекс тръбата става точно това - частици с първоначално еднаква скорост обменят импулс като едните частици увеличават скоростта си докато другите я намаляват. При това общата енергия расте и СЕ-то е налице.
--- Край на цитат ---
В предвид на описаната по-горе динамика, се надявам да видите защо не мога да се съглася с това ви становище. От това което разбирам ( поне досега ) от природните взаимодействия не мисля че частиците могат да обменят импулс (в предвид механичен удар между тях ), когато са оставени да се самоорганизират (както при динамиката на флуид), точно понеже при механичен удар имаме разхищение на енергията във форма на топлина ( нарастване на релативното, хаотично, движение на частиците ) и това нарастване не може да се получи ако няма външен ( или да се прояви някакъв, неподозиран, вътрешен ) източник на енергия. Обмяната на енергията, ако може така да се каже, (поне според мен) е точно посредством динамиката на вихровите механизми (описани по-горе), било то на микро или макро ниво.
Моята теза в тази тема, основополагаща за всичките ми коментари, е че ние нямаме добавъчна енергия от някъде си ( СЕ или каквото и да се разбира под това понятие ) а само че през флуидните взаимодействия и закони може да преобразуваме по-ефективно енергията от релативното движение на частиците ( топлината ) в сравнение с начините по които стандартно тази енергия се преобразува. Също не трябва да се забравя че това са установки които са приложими както от 0.5 така и до 50 KW. Разбира се малко от нас се биха интересували от мощни установки освен ако не се правят за точно определени цели. За една ( тип селска ) къща нещо от порядъка на 5 KW е напълно достатъчно.
Иван Димов:
epwpixieq-1, това за торнадото е интересно, но в тръбата на Ранк едва ли има насрещни потоци. Всичко се върти в една и съща посока, но с различна скорост. По-долу давам рисунка, която обяснява механизма на получаване на бързи и бавни частици. Синята частица от входа влиза в тръбата и се вклинява между зелената и червената поради центробежната сила. Цветовете съм ги избрал като на светофара - зеленото е за ускоряване, червеното е за спиране. Когато синята частица успее да стигне до периферията на тръбата, червената (по-бавната) слиза на по-ниска орбита (по-близо до оста на тръбата). Така на периферията остават синята и зелената частици като енергията на синята си остава същата, но енергията на зелената е повишена. Нещо подобно съм обяснявал и преди. Вклиняващата се частица не променя енергията си понеже ѝ действат взаимно неутрализиращи се сили. Един вид, синята частица е само посредник, който прави така, че зелената и червената частица да си взаимодействат. Зелената частица се ускорява точно толкова, колкото се забавя червената. Това е според закона за запазване на импулса. Този закон е фундаментален и показва, че когато две тела си взаимодействат, то на тях им действат равни по големина и противоположни по посока сили. Силата е промяната на импулса за единица време. Ето я формулата F = m.dV/dt. Времето за взаимодействие на двете тела е едно и също и нека го приемем за единица. Тогава силата е F = m.dV. Щом на двете тела им действат равни по големина противоположни сили, значи имаме m.dV = - m.dV. Ако масите на частиците са равни, имаме dV = - dV. С други думи, ако скоростта на частиците преди взаимодействието е била 2 (условни единици), то след взаимодействието скоростите биха били 2.5 за едната частица и 1.5 за другата при dV = 0.5. Значи едната частица се е ускорила с половин единица, а другата се е забавила с половин единица от първоначалната равна за двете частици скорост от 2 единици. Сега да видим какво става с енергиите. Нека масата на всяка частица е 2 кг. (за по-лесни сметки). Тогава кинетичната енергия на всяка частица ще е скоростта ѝ на квадрат Ек = V^2. Да сметнем енергията на зелената и червената частици преди вклиняването на синята. Имаме 2^2 + 2^2 = 8. Това е общата енергия и на червената, и на зелената частици. Сега смятаме кинетичната енергия на двете частици след вклиняването на синята. Получаваме 2.5^2 + 1.5^2 = 6.25 + 2.25 = 8.5. Значи преди вклиняването и равните скорости от 2 единици имаме енергия 8 единици, а след вклиняването и скорости 2.5 и 1.5 съответно за двете частици имаме енергия 8.5 единици. Ами ето я свободната енергия от половин единица 8.5 - 8 = 0.5. Тук има нещо изключително интересно. Нека сега да обърнем процеса. Да предположим, че имаме две частици със скорости съответно 2.5 и 1.5. Общата им енергия казахме, че е 8.5. Нека тези две частици са вече извън тръбата и са с различна температура (скорост). Предстои обмен на импулс и изравняване на температурата (скоростта). Значи по-бързата частица (със скорост 2.5) се блъска в по-бавната (със скорост 1.5) и при този сблъсък скоростите им се изравняват и стават 2 единици и за двете частици. При това общата им енергия става 8 единици както сметнахме по-горе. И какво излиза? Излиза че при това взаимодействие имаме (-СЕ), т. е. не свободна енергия, а загуба на енергия от половин единица. Значи законът за запазване на енергията (ЗЗЕ) въобще не е верен или ако е валиден за космоса като цяло, то това въобще не означава, че няма нарушения на този закон в определени участъци от пространството и при определени отрязъци от времето.
В заключение, тази тръба на Ранк е нещо като климатик - с малко вложена енергия можем да получим повече топлинна енергия. Даже са използвали и течност за въртящ се флуид. Има приложение и за охлаждане при металорежещите машини - хем охлажда, хем издухва стружките. Същият принцип се използва и за разделяне на частиците по маса. По-тежките отиват в периферията, по-леките отиват към оста на въртенето. https://en.wikipedia.org/wiki/Vortex_tube
Ето я и моята картинка - прилагам файл.
epwpixieq-1:
--- Цитат на: Иван Димов в Август 14, 2020, 12:44:11 pm ---това за торнадото е интересно, но в тръбата на Ранк едва ли има насрещни потоци. Всичко се върти в една и съща посока, но с различна скорост.
--- Край на цитат ---
Не съм я изследвал лично (въпреки че това би било интересно да се наблюдава), но винаги в природата, където имаме движение на флуид, въпреки че в повечето случай не се вижда непосредствено, имаме противоположно ротационно движение, точно когато флуида трябва да акумулира във своята динамика енергия (релативно движение на потоци съставени от частици имайки сравнително минимални релативни скорости). Колкото е по-висока тази акумулирана енергия толкова по-високи ще са релативните ротационни скорости при вихрите на флуида. Съгласен съм обаче че е възможно да има флуидна динамика, която при своето движение и натрупване на енергия, в динамичната си структура, до определена степен, няма да да има изразени противоположно въртящи се вихри. Но това ще се проявява само когато, цялата акумулирана енергия във флуида, може да се (така да се каже) "вмести" ( агрегира) във еднопосочен вихър. Тоест когато тази акумулираща се енергия във (вихровия ) флуид може, така да се каже, да бъде поета от импеданса (комплексна величина във средата в която се проявява вихровия феномен) на движещата се (вихрова) флуидна маса. В момента в който, тази енергия вече не може да бъде "поета" така да се каже, тоест импеданса и идва в повече, започват да се зараждат (проявяват) противоположните вихри, точно защото това е природния, динамичен, принцип на ЗЗЕ. Има и друг момент, ние може да имаме вихрови потоци даже и когато имаме еднопосочно движение на флуид, единственото условие, за формирането на вихри, е различните части на флуид да имат различни скорости, като това технически е дефиницията на математическата функция "curl" или ∇. Например в реката, ние имаме завирхряния точно на границите където релативните скорости на речните потоци са различни (въпреки че се движат еднопосочно) до такава степен че да създадат предпоставака за образуването на завирхяния.
Сега ще позволя да коментирам динамиката която представяте понеже според мен тя е непълна:
--- Цитат на: Иван Димов в Август 14, 2020, 12:44:11 pm ---Значи едната частица се е ускорила с половин единица, а другата се е забавила с половин единица от първоначалната равна за двете частици скорост от 2 единици. Сега да видим какво става с енергиите. Нека масата на всяка частица е 2 кг. (за по-лесни сметки). Тогава кинетичната енергия на всяка частица ще е скоростта ѝ на квадрат Ек = V^2. Да сметнем енергията на зелената и червената частици преди вклиняването на синята. Имаме 2^2 + 2^2 = 8. Това е общата енергия и на червената, и на зелената частици. Сега смятаме кинетичната енергия на двете частици след вклиняването на синята. Получаваме 2.5^2 + 1.5^2 = 6.25 + 2.25 = 8.5. Значи преди вклиняването и равните скорости от 2 единици имаме енергия 8 единици, а след вклиняването и скорости 2.5 и 1.5 съответно за двете частици имаме енергия 8.5 единици. Ами ето я свободната енергия от половин единица 8.5 - 8 = 0.5.
--- Край на цитат ---
При този процес не мисля че вземате под внимание енергията която е необходима за да се промени първоначалната ( вече установена динамика ) между червената и зелената частици, това "вклиняване" за което говорите (независимо от физическото му проявяване) само по себе си добавя допълнителна енергия във системата а вие не го изследвате във модела си. Нали без това вклиняване двете частици щяха да се движат релативно една спрямо друга, като тяхната групова енергия (на двете частици заедно) би била променена само когато се отдаде (релативна промяна на скоростта) към останалата част от системата (флуида).
Иван Димов:
Енергията на вклиняващата се синя частица не влиза в сметките понеже тя е една и съща преди и след вклиняването. След вклиняването червената отива към оста на тръбата и в периферията вече имаме енергия в повече. Ако първоначално в периферията е имало 10 сини частици, когато между тях се вклини 11-та синя частица, тогава вече ще имаме 9 сини и една зелена частица в периферията и една червена на по-ниска орбита. Значи до този момент в тръбата са влезли общо 11 сини частици, носещи съответната енергия, която сме им придали предварително от вън. Това означава входна енергия "11 сини". След вклиняването имаме 9 сини, една зелена и една червена - частиците са общо 11. Казахме, че два пъти "синя" енергия е 8 единици, а една "червена" плюс една "зелена" е 8.5 единици. След вклиняването енергията е 9 пъти "синьо" плюс едно"червено" и едно "зелено". Казахме, че "червено" и "зелено" е повече от два пъти "синьо". Да се концентрираме - входна енергия 9 сини+2 сини, изходна енергия 9 сини + повече от 2 сини. Мисли дълго и ще видиш простата логика на СЕ-то.
Обичам логическите задачки!
п. п. СЕ-то идва от центробежната сила - тя прави вклиняването възможно. Аз разделям енергиите условно на два вида - енергия за ускоряване и енергия за завиване. Енергията за ускоряване (забавяне) спазва ЗЗЕ, а енергията за завиване НЕ.
Иван Димов:
Ето още малко пояснения как точно се получава СЕ-то в този случай. Цялата тънкост е в трансформацията на радиалната центробежна сила в тангенциална сила, даже в две тангенциални сили - ускоряваща и забавяща. Значи синята частица действа с центробежна сила на зелената и червената. Тази "синя" центробежна сила се разделя на два вектора - зелен и червен. По-долу давам картинка какво става с червения вектор. Този червен вектор се разлага на два вектора - тангенциален FT и нормален FN. Нормалният вектор се неутрализира от реакцията на опората -FN на стената на тръбата и така на червената частица реално ѝ действа само спиращата тангенциална сила FT. И така виждаме, че радиалната центробежна сила всъщност действа в тангенциално направление като ускорява зелената и забавя червената частица. Оказва се, че уж фиктивната центробежна сила може да действа съвсем реално като нарушава ЗЗЕ.
Накрая ще дам някои пояснения за така наречената сила на реакция на опората. Нека натискаме едно топче към стена със сила F. Въпреки че на топчето действа сила, то не се ускорява, а си стои все едно, че никаква сила не му действа. Значи стената действа със сила на топчето като тази сила е със същата големина като силата, с която го натискаме, само че в обратна посока. При това, както и да променяме силата на натиска върху топчето, то все така си остава неподвижно. Това означава, че силата на реакция на опората, с която стената натиска топчето, е винаги равна по големина и противоположна по посока на силата на натиска.
Това е! Разсъждавайте! Прилагам файла с картинката.
Навигация
[0] Списък на темите
Премини на пълна версия