Гидродинамические основы физики свободной энергии
В.В. Бердинских
Г.Черкассы, Украина, promethey@mail.ru
Часть 11
Радиальный сток
«Физик-теоретик… подобен художнику-карикатуристу, который должен воспроизвести оригинал не во всех деталях, подобно фотографическому аппарату, но упростить и схематизировать его…» (Я.И.Френкель). - То есть в существующих теориях речь идет совсем не о полном описании явлений Природы, а лишь об их карикатурном сходстве. Афоризм Пуанкаре, как раз о таких теориях нашей современной науки – все они это «правда, только правда, ничего кроме правды», но не «вся правда».
Попробуем расширить нашу правду о законах Природы.
3-й закон Ньютона сделал наши физические представления карикатурно бесхитростными и прямолинейными. – Действие равно противодействию, - на любое действие отвечать противодействием. Всегда ли мы действуем по принципу «око за око», «зуб за зуб», только через «приложенные силы» (в определении И.Ньютона)? Насколько природным и эффективным является подобный принцип поведения?
Реальные процессы в Природе, в отличие от их математических «карикатур», не всегда такие агрессивно прямолинейные и расточительные.
Судите сами.
Напомним основы гидродинамики - причина всякого движения жидкости лежит в неравенстве давления на ее граничных поверхностях. Это неравенство давления является для жидкости движущей силой. Само движение будет направлено в сторону меньшего давления [1].
Если мы имеем случай плоского горизонтального осесимметричного радиального стока жидкости в безграничном водовмещающем коллекторе (пласте) (рис.1a - план, 1b - разрез) в точку к вертикальной оси – скорость жидкости V при приближении к точке стока – растет пропорционально 1/2πR (рис.1c). Происходит самоускорение потока. Давление при этом падает пропорционально V2/2g. Т.е. мы имеем случай, когда возникает дополнительный возрастающий к центру градиент давления, содействующий первоначальному перемещению жидкости к оси стока. Его можно сравнить с дополнительной силой направленной внутрь, в точку. – Это сила содействия, а процесс можно назвать с сочувствием или с любовью. – Происходит увеличение первоначальной энергии потока под воздействием окружающей среды. Это случай положительной работы, когда под действием силы скорость увеличивается, - энергия тела возрастает, накапливается.
Сила помогает телу.
В случае радиального источника, когда поток жидкости направлен из точки на оси наружу – наоборот – имеет место отрицательная работа. – Скорость жидкости V при удалении от оси – снижается. А значит давление по направлению от точки на оси - возрастает. Т.е. мы имеем случай, когда возникает дополнительный градиент давления, противодействующий первоначальному перемещению жидкости от оси источника. Его можно сравнить с дополнитель-ной противодействующей силой направленной против движения жидкости из точки наружу. – Это сила противодействия, а процесс с конфронтацией. Происходит интенсивное рассеивание первоначальной энергии потока окружающей средой.
Очевидно, что при неустановившихся быстропротекающих процессах стока или источника, когда соответствующие ускорения максимальны приток и рассеивание энергии потока возрастают. В.Шаубергер соответственно называл имплозией – интенсивный сток, схлопывание среды в точку, а эксплозией (взрыв) – интенсивный разлет из точки. В.Шаубергером был разработан целый ряд новых имплозионных технологий, использующих приток энергии стока в своих устройствах [2].
А что же по этому поводу говорит академическая наука? -Замалчивает, запутавшись в собственных теориях. Описанный случай радиального стока – это пример действия центральных сил инерции. Наши теоретики недолюбливают силы инерции. – Силы инерции не подчиняются закону равенства действия и противодействия. На силы инерции нужно смотреть как на фиктивные силы [3].
Как можно использовать для получения энергии фиктивные силы мы рассмотрим в Части 3 настоящей статьи.
Выводы
Радиальный сток жидкости в консервативном поле сопровождается увеличением первоначальной энергии потока.
Винтовое движение жидкости
О.Рейнольдс (1842-1912): «Жидкость можно уподобить отряду воинов, ламинарное течение – монолитному походному строю, турбулентное – беспорядочному движению. Скорость жидкости и диаметр трубы – это скорость и величина отряда, вязкость – дисциплина, а плотность – вооружение. Чем больше отряд, чем быстрее его движение и тяжелее вооружение, тем раньше распадается строй».
Это высказывание Рейнольдса очень точно иллюстрирует положение дел в гидродинамике – деление ее исследователей на два противоборствующих лагеря. Армия одного - делает ставку в своих научных представлениях на вязкость и ламинарное движение, считая турбулентное, вихревое движение неприятным недоразумением мешающим процессу.
Талантливым полководцем противоборствующей «армии» можно считать выдающегося русского ученого проф. А.Я.Миловича (1875–1958), всю свою научную жизнь посвятившего изучению, развитию и пропаганде гидродинамики вихревого движения [4].
Как говорят в народе о возможности выйти из сложной неожиданно изменившейся ситуации? – «Выкрутиться!»
А в природных явлениях – это происходит буквально. При изменении граничных условий - появлении на пути движения потока жидкости препятствия или поверхности раздела и пр., как жидкости сохранить абсолютную скорость движения своих частиц и при этом обеспечить нулевую скорость проникновения вглубь этой поверхности? – Жидкости в прямом смысле слова приходится начинать извиваться и выкручиваться самой из себя в виде спиралей, образуя вихревые шнуры, “валики” по которым поток катится по поверхности раздела. Этот природный механизм трансформации потока при изменении внешних условий с сохранением энергии потока реализуется винтовым движением.
«…Все движения жидкости, при которых энергия ее частиц изменяется, не могут быть устойчивы во времени. Они, по необходимости являются кратковременными возмущениями того ее движения, при котором энергия частицы остается величиной постоянной, от времени независимой. Так в небе вспыхивают и гаснут новые звезды, на поверхности солнца появляются и исчезают пятна, концы гигантских вихревых воронок, в земной атмосфере возникают и рассеиваются циклоны и тайфуны.
Но все движения жидкости, соответствующие этим весьма интенсивным, но кратковременным явлениям природы не изменяют основного характера движения ее, обусловливающего для нас вечную устойчивость наблюдаемой нами общей картины окружающего нас мира, ибо устойчивостью в продолжение неопределенно долгого периода времени могут обладать только такие движения жидкости, при которых запас энергии ее частиц остается постоянным во времени и интеграл Д. Бернулли действительно существует.
Единственным видом таких движений является винтовое движение жидкости…» [5].
Математическая модель такого вида трансформации движения жидкости была впервые разработана русским ученым проф. И.С. Громека (1851-1889) в работе: «Некоторые случаи движения несжимаемой жидкости» (1881), но была незаслуженно забыта.
Проф. А.Я.Милович пошел дальше и от сложной математической модели винтового движения И.С.Громеки перешел к реальным гидродинамическим моделям и расчетам физических процессов.
Напомним основные свойства винтового движения:
1) Во всей массе жидкости имеет место интеграл постоянства энергии ее частиц: H=const.
2) Поверхности, ортогональные к траекториям, невозможны.
3) Отношение поступательной скорости движения частицы к угловой скорости ее вихревого вращения - величина постоянная.
4) Невихревое движение жидкости с потенциалом скоростей является частным случаем движения винтового.
Винтовое движение жидкости - это движение, при котором линии вихрей во всех своих точках совпадают с линиями токов. Каждая частица жидкости не только движется поступательно по своей траектории, но и вращается вокруг оси касательной к этой траектории в точке положения самой частицы.
Результатом этого вращения является сдвиг последовательных слоев жидкости относительно друг друга в направлении, нормальном к поступательной скорости, что порождает движение всей ее массы в плоскости, нормальной к основному направлению. Т.е. возникает вращение потока вокруг своей продольной оси, причем кинетическая, энергия этого движения в точности равна кинетической энергии продольного течения. Поэтому, принимая в расчет только одну кинетическую энергию продольного движения потоков, мы учитываем лишь половину действительной кинетической энергии жидкости, что и приводит нас в конечном итоге к значительному расхождению результатов опыта с выводами существующих теорий, не учитывающих поперечных циркуляций потоков. Учитывая в своих приложениях гидродинамики и гидравлики только первый вид кинетической энергии, мы делали ошибку в 50% и должны были удваивать конечные результаты расчетов, чтобы они соответствовали результатам действительного опыта [5].
На рис.2[5] представлено винтовое движение жидкости по прямой круглой трубе.
Рис.2[5]
Для конечного вихревого шнура выполнение закона сохранения энергии H=const возможно только за счет непрерывной взаимной трансформации энергии, когда вихрь периодически рассеивает свою энергию в пространство в виде источника и затем взамен поглощает энергию из пространства в виде стока. Вихревое движение в коллекторе с непроницаемыми стенками, когда такое рассеивание (обмен в пространстве) ограничено, возможно, только когда функции горизонтальной и вертикальной составляющей скорости являются функциями периодическими. Поток, протекающий по трубе, становится по словам проф. А.Я.Миловича подобен звучащей струне.
Теория винтового движения жидкости дает возможность значительного проникновения в механизм «турбулентности», как в механизм обертонов при рассмотрении звука, почему есть основание думать, что изучение этого вида движения действительно приблизит нас к истинному пониманию наблюдаемых нами в жидкостях явлениями.
Выводы
Господство в гидравлике представлений о ламинарном течении жидкости и ставка на объяснение потерь напора только вязкостью и трением сделали нелигитивной, неучтенной и значит не возможной для использования половину действительной кинетической энергии поперечных циркуляций жидкости ее вихревого движения.
1- начало, продолжение часть 2 и часть 3 в настоящем сборнике.
Литература
1. А. Милович «Нерабочий изгиб потока жидкости». Бюллетень политехнического общества, №10, 1914, стр.485-563.
2. The Energy Evolution, Vol.4 of the Eco-Technology series Viktor Schauberger, ed. Callum Coats.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1. Механика, М.1974.
4. Люди советской науки. Александр Яковлевич Милович (К 90-летию со дня рождения), Инженерно-физический журнал, Том YIII, №3, март 1965, стр.406-408.
5. А.Я. Милович. Основы динамики жидкости (гидродинамика). Гос. энергетич. изд-во, 1933. стр.157
Гидродинамические основы физики свободной энергии
В.В. Бердинских
Г.Черкассы, Украина, promethey@mail.ru
Часть 21
Нерабочий изгиб потока жидкости
«Прямолинейное движение массы какой-либо жидкости представляет самый редкий исключительный случай ее возможных движений в окружающем нас реальном мире, почему наука и техника в громадном большинстве изучаемых ими явлений движения жидкой среды имеют дело с разнообразными случаями ее криволинейных движений.
Все подобные движения жидкости, по сравнению с ее прямолинейным движением, могут рассматриваться как изгиб или изменение направления прямолинейного ее движения, вызванный воздействием на массу частиц жидкости каких-либо внешних сил или реакций связей, называемых в гидродинамике предельными или граничными условиями...
…Внутренние деформации жидкого тела, вызываемые в нем деформациями внешними, позволяют с совершенно новой точки зрения рассматривать и выяснять истинный характер многих явлений, сопровождающих, наблюдаемые нами движения жидкой среды, не имевших до настоящего времени удовлетворительных толкований.
Но так как добавочных, внутренних циркуляций частиц жидкости мы не будем иметь только в одном, исключительном случае, идеально - прямолинейного ее движения, то область, захватываемая раскрытыми нами… явлениями распространяется почти на все движения жидкостей окружающего нас реального мира, а не учет их ведет к почти постоянному несовпадению теоретических результатов с данными прямого опыта.
С этой точки зрения необходимо пересмотреть и переработать многие из отделов прикладной гидродинамики — гидравлики [1]» (курсив ВБ).
«Полем сражения» взглядов проф. А.Я.Миловича стал вопрос о движении потока жидкости на изгибе. Все исследователи единогласно утверждали, что жидкость, двигаясь по изгибам каналов, вращается.
Но ответить на вопрос в такой общей форме, к сожалению, не значило еще его действительно решить, ибо в механике жидких тел известно два, весьма различных по свойствам, явления вращения жидкости вокруг оси: статическое и динамическое, при которых ее частицы движутся по концентрическим окружностям с центрами на оси, лежащими в нормальных плоскостях, удовлетворяющих уравнениям гидродинамики и потому одинаково возможных.
Рис.3 [1]
Вращение статическое, при котором частицы жидкости не перемещаются относительно друг, друга. Вся ее масса движется, как одно абсолютно твердое тело (фиг. 3[1]).
В этом случае относительного равновесия массы жидкости все частицы ее вращаются, вокруг оси с одной и той же угловой скоростью ω. Их окружные скорости u=ωr пропорциональны расстояниям их r от оси вращения и по абсолютной величине возрастают с этим расстоянием до бесконечности по линейному закону.
Чтобы масса жидкости при этих условиях могла оставаться в равновесии необходимо, чтобы ускорения центробежной силы, стремящейся удалить частицу жидкости от оси вращения, нейтрализовались равными им по величине давлениями, приводящими в конце концов, к распределению давлений по параболоиду вращения. Такой же будет и свободная поверхность жидкости, а само явление мы можем воспроизвести, вращая наполненный жидкостью сосуд вокруг оси.
Как видно из рис.3[1], при подобном явлении вращения жидкости, как скорости ее частиц, так и давления возрастают с удалением от оси вращения, и большей скоростей соответствует и большее давление, аналогично напряжениям вращающегося твердого тела.
Значительно иную картину представляет случай вращения динамического.
Частицы, жидкости потока в этом случае перемещаются относительно друг друга.
Переход из одного состояния в другое всегда связан с нарушением граничных или предельных условий, постепенным или внезапным изменением величины давления в каком-либо месте граничной поверхности жидкого тела.
Известно, что частицы жидкости могут описывать окружности в плоскостях нормальных к оси и в том случае, когда они принуждаются к этому воздействием на них вихревого прямолинейного шнура, совпадающего с осью вращения.
Но только такое вращение частиц будет подчинено теперь прямо обратному, чем при статическом вращении закону. - Окружные скорости частиц u=(N/r) - обратно пропорциональны их расстояниям до оси вращения или иначе u•r=N=Const, т.е. они при своем движении выполняют закон площадей, тот же закон Кеплера, открытый Леонардо-да-Винчи для частиц непрерывной среды.
Вращение вокруг оси различных частиц происходит вообще с различными угловыми скоростями, почему жидкое тело и будет непрерывно деформироваться. Кривая распределения скоростей может быть представлена равнобокой гиперболой. С удалением от оси вращения абсолютная величина вращательной скорости быстро убывает, стремясь к нулю в бесконечности.
Если подобное выражение скоростей частиц внести в уравнение Д.Бернулли и принять плоскость rr за плоскость нулевого давления, то распределение давлений в жидкости представится кривой третьего порядка (p/γ)•r2= — N2/2g=Const, где давление, имея отрицательное значение, возрастает по абсолютной величине с приближением к оси вращения, поэтому действительное давление в потоке будет уменьшаться в том же направлении. На самой оси ZZ давление стремится к — ∞, здесь произойдет разрыв сплошности течения и образуется полость, называемая воронкой.
Подобное явление можно вызвать в реальной жидкости вращением в неподвижном сосуде, формы кругового цилиндра, твердого стержня, совпадающего с его осью (рис.4[1]). Мы также будем наблюдать его при изгибе потока (рис.5[6], при вытекании жидкости из центрального отверстия на дне сосуда с верхним тангенциальным пополнением жидкости (рис. 6, 7[1] как в циклоне и пр.
Рис.4[1] Рис.5[6]
Рис.6[1] Рис.7[1]
Рассматривая кривые давления и скоростей (рис.3[1]), мы видим, что при динамическом вращении жидкости вокруг оси большей скорости соответствует меньшее давление, и наоборот, как это и должно всегда иметь место при течении жидкости, в ее динамическом состоянии.
Проф. А.Я.Милович своими исследованиями доказал, что вращение потока жидкости при его нерабочем изгибе действительно происходит по закону площадей и сопровождается появлением добавочной циркуляции частиц жидкости в осевой плоскости.
«При каждом изгибе потока жидкости в открытом канале к вращению его частиц вокруг оси изгиба по закону площадей неизбежно присоединяется движение циркуляции их в осевых плоскостях.
…Появление движения циркуляции можно ожидать всякий раз при понижении давления вблизи вертикальной оси при изгибе или вращении потока жидкости вокруг вертикальной оси.
Добавочных внутренних циркуляций частиц жидкости мы не будем иметь только в одном случае идеально прямолинейного ее движения» [1].
«...При движении вблизи дна жидкость весьма энергично стягивается к оси вращения, подымается по этой оси до середины глубины жидкого слоя и затем отбрасывается к внешней стенке сосуда....
Осевая циркуляция жидкости, подтянув частички к оси вращения, с большой скоростью подымает их вверх и снова отбрасывает от оси, пока они при своем падении вниз не упадут ниже средней глубины жидкости, после чего описанное движение их начинается снова, и течение не выпускает их из пространства близкого его оси.
Здесь мы имеем перед собой полное и ясное объяснение действия циклона, несущего внутри себя птиц, бабочек и др. втянутые им предметы, не выпуская их из своих невидимых, но могучих объятий, пока не ослабеет его интенсивность» [1].
Циркуляция жидкости в меридиональной плоскости есть ее движение, вызванное разностью давлений. Если разность давлений вызывает движение, то кинетическая энергия этого движения должна в точности равняться этой разности давлений. Циркуляция жидкости в осевых плоскостях увеличивает полную скорость движения жидких частиц, как бы увеличивает расход жидкости.
Внешняя деформация потока, какими бы причинами она не вызывалась, переходит в деформацию внутреннюю, повышающую кинетическую энергию отдельных частиц.
«Теория осевой циркуляции находится в полном соответствии со всеми данными опыта, а с чисто механической точки зрения является теорией движения системы, находящейся под влиянием реакций добавочных связей, наличность которых только и может привести к вращению отдельных частиц вокруг оси по закону площадей» [1].
В обобщенном виде имеем следующие особенности процессов нерабочего изгиба потока по закону площадей (рис.5[6]):
1. При движении потока жидкости по изогнутому каналу поток в целом движется только поступательно.
2. На наружной стенке изгиба вся первоначальная кинетическая энергия продольного движения потока переходит в энергию потенциального давления потока. У наружной стенки возникает область повышенного давления.
Набегая по инерции на наружную стенку изгиба канала, поток жидкости отходит от его внутренней стенки, вдоль которой давление падает, образуя область пониженного давления.
Эти явления приводят к возникновению в каждом из осевых сечений канала на изгибе разности давлений у его наружной и внутренней стенок. Эта разность давлений вызывает внутри потока новое добавочное движение в виде замкнутой циркуляции жидкости в осевых сечениях канала.
Поэтому весь поток на изгибе начинает вращаться вокруг своей продольной оси, на это вращение и затрачивается энергия его начального прямолинейного движения.
Циркуляция или вращение потока вокруг своей продольной оси всегда совершается так, что течение жидкости у дна канала направлено от внешней его стенки к внутренней (сплошная линия), а на поверхности – от внутренней к внешней (пунктирная) (рис.5[6]).
3. Ввиду того, что на изгибе кроме продольного движения по каналу поток получает еще новое движение циркуляции в осевых плоскостях, кинетическая энергия которого равна кинетической энергии первого движения, полная кинетическая энергия частиц жидкости на изгибе потока равна двойной кинетической энергии его прямолинейного движения.
4. На изгибе потока движение жидкости не может быть плоским. Точная теория движения жидкости на изгибе потока может быть развита только на основе винтового движения жидкости. В упрощенном виде системой всасывающих и выбрасывающих источников-точек, характеризующих неплоскостность самого движения [6].
Рассмотренная нами осевая циркуляция, состоит из двух повторяющихся процессов движения жидкости – источника – радиально отбрасываемой от оси вращения жидкости. И обратного радиального стока жидкости от стенки к оси вращения. Процессы, сопровождающиеся осевой циркуляцией являются нерабочими, т.е. не совершающими работу, не расходующими энергию основного потока или вращения жидкости. Осевая циркуляция жидкости есть результат внутренних деформаций жидкого тела, вызываемых в нем деформациями внешними. А возникающая при этом энергия циркуляции – следствие инерции массы жидкости и реакции добавочных связей.
Парадоксальное на вид появление дополнительной энергии в нерабочем процессе с сохранением подводимой энергии, которая на первый взгляд не вписывается в общие представления о законах сохранения – вот главная причина малоизвестности и непопулярности работ проф. А.Я.Миловича.
К сожалению, в данном случае научный мир повел себя с позиции «страуса» - вместо детального изучения парадокса, явления не вписывающегося в общепринятые «карикатурные» представления, - ученые решили спрятаться от проблемы, оставив ее без внимания. Так же как и в случае с «холодным» электричеством Н.Тесла, трубкой Ранке, самоподдерживающимися технологиями В.Шаубергера и др. Но Природу не обманешь, - явление, как существовало, так и существует, и будет существовать в естественном мире. А от такой научной «страусиной» политики начинает страдать не только человечество, но и Природа. Пришло время ее менять, разобравшись с природным механизмом энергии связи.
Энергия связи
В чем же суть проблемы?
Дело в том, что по законам механики в системе с одними только консервативными силами полная энергия остается неизменной. Могут происходить лишь превращения потенциальной энергии в кинетическую и обратно, но полный запас энергии системы измениться не может. Это положение называется законом сохранения энергии в механике [3]. Т.е. рассмотренная нами и имеющая место в действительности энергия осевой циркуляции по этому закону не имеет права на существование.
Имеет место не описанный еще в механике случай возникновения энергии при объединении нескольких систем в одну. С появлением энергии связи или синтеза, процессы общеизвестные в химии и в ядерной физике.
Проанализируем еще раз все, что мы знаем о процессах с осевой циркуляцией.
- Главное отличие – процесс нерабочий – первоначальная энергия движения жидкости сохраняется. Процесс организован так, что «…поток в целом, при своем движении по закруглению канала или изгибе перемещается только поступательно и никакого момента вращения относительно оси изгиба не имеет.
Смысл всех внутренних деформаций его заключается, таким образом, в том чтобы переложить массу жидкости через искривление, не сообщая ей момента вращения» [1].
Т.е. поток решает вопрос прохождения искривления сам, без привлечения «приложенных сил» (в определении И.Ньютона). И энергию для этого находит также сам. Создавая дополнительные потоки циркуляции для «выкручивания» основного потока на изгибе, обеспечивающие поддержание постоянства первоначальной энергии – «врожденной силы материи» (в определении И.Ньютона). При этом происходит увеличение «врожденной силы материи», т.е. ее энергии до изгиба на величину суммарной кинетической энергии циркуляции. Расход этой циркуляции характеризует увеличение количества движения или инерционной массы жидкости.
«Врожденная сила материи» - это присущая ей способность поддерживать постоянство своей энергии [7].
Осевая циркуляция – это механизм, обеспечивающий постоянство энергии материи при деформации, реакция связи на изменение внешних условий среды.
Циркуляция – результат обратной связи между телом и внешним фактором. Энергия циркуляции – это дополнительная энергия внешней среды вызвавшей деформацию, т.е. энергия связи с внешним фактором. – Энергия реакции добавочных связей, обеспечивающих выполнение граничных условий движения.
Энергия связи заставляет нас переосмыслить основы механики Ньютона в понимании роли и содержания врожденной силы материи. Подводит к пересмотру приоритетов или, как сейчас модно, - к смене парадигмы. - От приложенных сил в пользу сил, поддерживающих сохранение врожденных сил материи или консервации ее энергии.
В Природе существует не просто закон сохранения материи или энергии, о котором мы уже знаем, но и механизм, обеспечивающий выполнение этого закона. Как это происходит?
Жидкое тело, при вращении вокруг оси по закону площадей (Рис.4[1]) подвергается воздействию двух взаимно перпендикулярных консервативных силовых полей – силы тяжести и центральных сил инерции, связанных между собой обратной связью. – Центробежная сила или сила инерции потока влияет на состояние жидкости в перпендикулярном ей потенциальном поле силы тяжести, увеличением потенциальной энергии у стенки на величину пропорциональную ω2R2/2g и соответствующим разряжением, снижением давления вблизи оси. Что в свою очередь вызывает радиальный поток, устремляющийся к оси вращения по дну сосуда, достигнув которой он под действием центробежной силы вдоль свободной поверхности опять отбрасывается к стенке. Так возникает осевая циркуляция жидкости. Мы имеем случай, когда энергия привода или потока не расходуется непосредственно на получение «приложенной силы», а через деформацию внутри потока приводит к изменению потенциала поля – понижению давления на оси и возрастанию вблизи вертикальной стенки.
Энергия связи – это дополнительная энергия среды, возникающая под влиянием динамического взаимного объединения потенциалов нескольких консервативных полей.
Дополнительная энергия связи возникает только при наличии процесса циркуляции и причин его вызывающих и пропадает сразу после их исчезновения. Энергия связи аналогична энергии связи в химии и ядерной физике, а процессы ее внезапного возникновения и исчезновения напоминают процессы суперпозиции полей и квантования энергии.
Дополнительная энергия связи – это энергия самообеспечения процесса сохранения, консервации своей энергии «врожденной силы материи» от внешнего влияния. Энергия, обеспечивающая свою независимость или свободу, назовем ее, поэтому свободной. Это активная энергия, результат противодействия внешнему воздействию, реакции добавочных связей. Такое отношение к свободной энергии или энергии связи отличается от общераспространенной на западе. Там под свободной энергией (Free Energy) подразумевается полученная даром, бесплатная энергия. Т.е. нивелируется роль самой «врожденной силы материи», ее активная позиция по отношению к внешнему воздействию.
1- продолжение, начало часть 1 и окончание часть 3 в настоящем сборнике.
Литература
1. А. Милович «Нерабочий изгиб потока жидкости». Бюллетень политехнического общества, №10, 1914, стр.485-563.
2. The Energy Evolution, Vol.4 of the Eco-Technology series Viktor Schauberger, ed. Callum Coats.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1. Механика, М.1974.
4. Люди советской науки. Александр Яковлевич Милович (К 90-летию со дня рождения), Инженерно-физический журнал, Том YIII, №3, март 1965, стр.406-408.
5. А.Я. Милович. Основы динамики жидкости (гидродинамика). Гос. энергетич. изд-во, 1933. стр.157
6. А.Я.Милович. Теория деления и соединения потоков жидкости. Мин.речн.флота СССР, 1947. стр.96
7. Бердинских В.В. Популярные основы единых физических представлений. Часть 1. Физика глазами гидравлика. - Черкассы, 1999.
Гидродинамические основы физики свободной энергии
В.В. Бердинских
Г.Черкассы, Украина, promethey@mail.ru
Часть 31
Основные принципы использования свободной энергии
В предыдущих частях статьи мы познакомились с явлением притока энергии и неординарными системами, где этот приток энергии проявляется.
Приток энергии радиального стока за счет центральных сил инерции, как реакция окружающей среды на деформацию – это основополагающий принцип рационального получения энергии, он лежит в основе всех систем связанных с появлением энергии. В том числе и
- энергии осевой циркуляции при динамическом вращении жидкости.
Мы также установили негативное или безразличное отношение к этим процессам со стороны академической науки. Но вопреки такому отношению все эти малоизвестные источники энергии давно использовались отдельными незаурядными учеными и исследователями в своих устройствах, вопреки давлению со стороны ортодоксальной науки.
Рассмотренные нами принципы, отдельно или в комбинации лежат в основе способов получения и рационального использования энергии.
Любое появление дополнительной энергии не может остаться незамеченным – оно должно привести к температурным изменениям в системе, где эта энергия появилась. Так и оказалось, - француз Ж.Ранк в конце 20-х годов прошлого века обнаружил необычное явление: в центре струи газ выходящий из циклона, имел более низкую температуру, чем исходный газ. Им были получены патенты на устройство названное им «вихревой трубой», в котором осуществляется разделение потока сжатого воздуха на два потока – холодный – осевой и горячий – вблизи стенок трубы [8].
На рис.8[8] представлено движение вихревого потока в трубе с диафрагмой (а) и конусом (б), и эпюры распределения аксиальных скоростей (с).
Процессы, происходящие в вихревой трубе Ранке, аналогичны рассмотренным нами процессам осевой циркуляции жидкости в циклоне (рис.6,7[1] Часть 2 статьи). Протекающие в ней температурные изменения вписываются в представления о свойствах осевой циркуляции. - Вблизи оси вращения происходит охлаждение материи потока вызванное понижением давления (дроссельным эффектом), а вблизи стенок – в области повышенного давления наоборот происходит повышение температуры среды.
При введении Ю.С.Потаповым в трубку Ранке вместо газа потока жидкости с последующим его торможением, для перевода кинетической энергии потока в тепло, был зафиксирован и сам прирост энергии в виде избытка тепловой энергии [9]. На избыток тепла повлияла как энергия поперечной циркуляции подводимого линейного рабочего потока, так и энергия осевой циркуляции динамического вращения в трубке Ранке.
Нагрев или охлаждение - это первый и самый простой способ использования дополнительной энергии связи.
Рис. 8[8] Рис. 9[2]
Осевая циркуляция при динамическом вращении жидкости – это самоподдерживающийся нерабочий процесс.
Именно в силу его «нерабочести», консервации энергии происходит периодический переход одного вида энергии в другой. Избыток кинетической энергии полученной в фазе радиального стока после отбрасывания от оси идет на увеличение потенциальной энергии вблизи стенки на величину прироста кинетической энергии жидкости, которая и характеризует величину дополнительной энергии реакции связи. А процесс перехода одного вида энергии в другой обеспечивает закон сохранения энергии для консервативных полей. Т.к. в системе с одними только консервативными силами полная энергия остается неизменной. Могут происходить лишь превращения потенциальной энергии в кинетическую и обратно, но полный запас энергии системы измениться не может. При этом известно, что потенциальная энергия (U) системы определена не однозначно, а с точностью до произвольной постоянной U=mgh+C [3]. Т.е. теоретически полный запас энергии системы может отличаться на некоторую дискретную величину C. Такое дискретное изменение энергии системы не противоречит закону сохранения энергии в механике. В случае вращения жидкости вокруг оси под действием центробежной силы постоянная С будет пропорциональна (ω2R2)/2.
Появление самообеспечивающейся свободной энергии не противоречит закону сохранения энергии, а является условием его выполнения при соответствующем объединении двух систем в поле консервативных сил. Это способ организации системы высокого уровня с более высоким потенциалом. Такого рода самоподдерживающиеся системы – это самый экологически чистый уровень энергообмена и энергообеспечения в системе.
Поскольку свободная энергия – это дополнительная энергия, вызванная динамическим взаимным влиянием нескольких связанных вместе консервативных полей (см. Часть 2 статьи), то ее использование может быть только при наличии этой связи и процессов их вызывающих. Т.е. в рассмотренном нами случае мы должны не нарушая осевой циркуляции научиться утилизировать ее энергию внутри циркуляции, без использования посторонних «приложенных сил».
Способ непосредственного использования кинетической энергии осевой циркуляции для вращения механического ротора. В своей имплозионной машине с водяным приводом (рис.9[2]) В.Шаубергер предложил использовать механический ротор особой конструкции для создания и поддержания осевой циркуляции жидкости внутри корпуса машины. При вращении механического ротора, возникающий под действием центробежных сил поток жидкости вводится в коллектор особой изогнутой формы механического ротора, образуя составляющую циркуляции потока двигающуюся от оси к стенке. Обратный виток циркуляции от стенки к оси вращения происходит в жидкости заполняющей корпус машины. При такой циркуляции можно использовать кинетическую энергию жидкости на участке ротора в виде силы реакции потока на изгибе, по типу сегнерова колеса. Этой энергии хватает на вращение ротора для поддержания процесса циркуляции и работу генератора, потребляющего избыток энергии [2].
Способ непосредственного использования зоны пониженного давления на оси и повышенного на стенке для интенсификации процесса транспортирования, как это делал В.Шаубергер в двухспиральной вихревой трубе (Австрийский патент 134543 [2]). Динамическое вращение жидкости вокруг оси для поддержания осевой (меридиональной) циркуляции (double-helical peripheral flow) (рис.10 [2]) обеспечивается закручиванием основного потока внутри трубы на специальных направляющих выступах (guide-vane). В зоне пониженного давления вдоль оси вращения течет спиральный поток в который помещается транспортируемый материал (тело). Скорость транспортирования материи вдоль оси трубы в этой зоне пониженного давления увеличивается. А зона повышенного давления вблизи стенки выступает в роли опорного валика качения. Таким способом В.Шаубергер транспортировал материалы, плотность которых больше плотности воды, без касания ими стенок трубы.
Рис. 10 [2]
Главным принципом рациональной технологии энергообеспечения является использование нерабочих процессов с консервацией энергии, а значит и бережного отношения к имеющейся кинетической энергии.
Поэтому не только вопиюще безграмотными, но и экологически вредными являются существующие способы использования гидроэнергии. Природная кинетическая энергия потока реки гасится на плотине до нуля, переводится в тепло, которое идет на нагрев жидкости и окружающей ее среды, изменение климата. Остановленная вода поднимает свой уровень на плотине, - запасается новая потенциальная энергия. После чего, при падении с верхнего бьефа жидкость разгоняется и только эта кинетическая энергия, равная потенциальной энергии от перепада уровня на плотине, утилизируется генераторами ГЭС.
Зная истинные процессы, происходящие в потоке, которые мы пытались показать, совсем по-другому можно организовать использование гидроресурсов естественных потоков рек, например, используя специальную струйную турбину, как это предлагал В.Шауберегер (Австрийский патент 117749, 1930, рис.11 [10]).
Рис.11 [10] Рис. 12
За счет сужения русла (1) рис.12 специальной стенкой (2) продольная скорость естественного потока и его кинетическая энергия возрастают, настолько же возрастает и энергия поперечной циркуляции этого потока. Далее с помощью специального сужающегося конусного коллектора (3), на внутренней поверхности которого спирально расположены выступающие ребра, входящий в него поток закручивается, еще больше увеличивая энергию поперечной циркуляции и создавая разряжение на оси коллектора, тем самым все больше разгоняя поток жидкости. Коллектор (3) – это прототип рассмотренной выше двухспиральной вихревой трубы. Со осно выхода потока из коллектора (3) располагается рабочее колесо турбины в виде конуса внешняя сторона которого сформирована выступающими лезвиями спирально завитыми в виде штопора (4). После выхода максимально закрученного потока из конусного коллектора (3) тангенциальные струйки поперечных циркуляций потока попадают на спирально накрученные лезвия турбины, изменяют свое направление движения. Возникшие при этом силы реакции потока на изгибе приводят турбину во вращение вместе с расположенным на ее оси генератором (5). Дальше жидкость, попадая в естественное русло, восстанавливает свое распределение скорости по сечению в соответствии с уклонами русла.
Это пример грамотного и полного использования кинетической энергии естественного потока, в том числе энергии поперечной циркуляции прямолинейного потока.
Способы непосредственного использования энергии радиального стока.
На практике использовать энергию не нарушая циркуляцию бывает технически довольно сложно. Поэтому можно использовать несовершенный и несамоподдерживающийся способ, в котором приток энергии радиального стока вызывается вспомогательными средствами, например, схлопыванием, кавитацией, гидроударом, кумуляцией и пр. Для работы которых требуется прикладывать дополнительные внешние усилия.
Регулируя длительность неустановившегося режима стока в таких системах можно добиться условия, когда приток энергии в фазе радиального стока будет намного превышать затраты энергии связанные с обеспечением стока.
Здесь главной задачей является обеспечение максимального расхода стока и ускорения радиального потока при минимальных затратах энергии на его совершение.
Фактически – это случай получения и использования единичного сверх мощного безграничного витка циркуляции, в котором максимально используется энергия радиального стока, а оставшаяся энергия возвращается назад в среду или в первоначальный источник. После чего процесс повторяется запуском устройства обеспечивающего появление интенсивного стока, схлопывания среды. Этот способ уже не природный самообеспечивающийся, а комбинированный, нуждающийся в периодическом подводе энергии для своего проведения. Так как при этом мы имеем избыток энергии стока над используемой на его запуск энергией, то такой процесс называется сверхединичным (over unity), т.е. с КПД больше 1. КПД – это отношение полученной энергии к затраченной. Этот случай, как мы убедились, оказывается вполне возможным при радиальном стоке среды в консервативном поле. Подобные результаты наблюдались в явлении аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струей и были зафиксированы в виде открытия [11].
Такой сверхединичный способ получения энергии получил очень широкое применение в некоторых электрических устройствах Н.Тесла, Э.Грея, гидроударных, струйных технологиях [12] и др.
Объем статьи не позволяет затронуть все аспекты появления и использования свободной энергии, поэтому в данной работе мы схематично остановились лишь на основных гидродинамических ее проявлениях.
Выводы
1. Радиальный сток жидкости в консервативном поле сопровождается увеличением первоначальной энергии потока.
2. Осевая циркуляция, возникающая при движении жидкости на изгибе или при вращении вокруг оси, увеличивает первоначальную энергию жидкости за счет энергии внутренних деформаций и реакции добавочных связей. Ее появление является ответным механизмом по поддержанию нерабочего режима самосохранения первоначальной энергии потока в условиях воздействия внешних факторов.
3. Знание основ физики свободной энергии поможет ускорить процесс внедрения рациональных систем энергообеспечения.
1- окончание, начало часть 1, часть 2 в настоящем сборнике.
Литература
1. А. Милович «Нерабочий изгиб потока жидкости». Бюллетень политехнического общества, №10, 1914, стр.485-563.
2. The Energy Evolution, Vol.4 of the Eco-Technology series Viktor Schauberger, ed. Callum Coats.
3. Сивухин Д.В. Общий курс физики. Т.1. Механика, М.1974.
4. Люди советской науки. Александр Яковлевич Милович (К 90-летию со дня рождения), Инженерно-физический журнал, Том YIII, №3, март 1965, стр.406-408.
5. А.Я. Милович. Основы динамики жидкости (гидродинамика). Гос. энергетич. изд-во, 1933. стр.157
6. А.Я.Милович. Теория деления и соединения потоков жидкости. Мин.речн.флота СССР, 1947. стр.96
7. Бердинских В.В. Популярные основы единых физических представлений. Часть 1. Физика глазами гидравлика. - Черкассы, 1999.
8. Мартынов А.В., Бродянский В.М. Что такое вихревая труба? М. «Энергия», 1976.
9. Потапов Ю.С., Фоминский Л.П. Вихревая энергетика и холодный ядерный синтез с позиций теории движения. – Кишинев - Черкассы: «ОКО-Плюс», 2000.
10. The Water Wizard, Vol.1 of the Eco-Technology series Viktor Schauberger, ed. Callum Coats.
11. Открытие 314 СССР Явление аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струей /О.И.Кудрин, А.В.Квасников, В.Н.Челомей// Открытия и изобретения. 1951.
12. Кондрашов Б.М. Струйные энергетические технологии. Экология и промышленность России. 2004. №9.
