A hatás a seb, perpetuum mobile «szabad energia”, és örökmozgó gépek

Eszközök Ranque Effect

Ranque hatása az elejétől vonzotta feltalálók látszólagos egyszerűsége műszaki megvalósításától - sőt, a legegyszerűbb végrehajtását az örvény cső egy darab cső a szokásos, ahol egyrészt a tangenciálisan tápláljuk a tápáram, és a szemközti végén egy gyűrű alakú nyíláson, és a belső furat hűtve elhagyja része a folyam, és a különbség a külső széle a membrán és a belső felülete a cső - ez forró részével. A valóságban azonban ez nem olyan egyszerű - tényleges elkülönítés érdekében sikerrel nem mindig, és a hatékonysága az ilyen rendszerek általában lényegesen rosszabb elterjedt kompresszor hőszivattyú. Továbbá, paraméterek általában kell telepíteni a Ranque hatás célja, hogy egy adott erő és sebesség által meghatározott áramlási sebessége a kiindulási anyag, és ha a bemeneti paraméterek eltérnek a optimális értékeket, az örvény cső hatékonyság jelentősen romlik. Mindazonáltal meg kell jegyezni, hogy a képesség, egyes növények, hogy inspirálja a tekintetben Ranque hatás - például rekord hűtő alatt, ami ugyanazon szakaszában, több mint 200 ° C!

Tekintettel azonban az éghajlatra, sokkal nagyobb érdeklődést a használata a Ranque hatása a fűtés, de ugyanakkor azt is szeretnék, hogy ne menjen túl a „rögtönzött”.

A lényege a Ranque hatás

Amikor mozgó gázáramot vagy folyadék a csövön keresztül simán forog a külső falán egy régiójának magas hőmérsékletű és nyomású, és a belső (vagy a közepén az üreg, ha a gáz hullámos felülete mentén a hengeres edény) - régió alacsony hőmérsékleten és nyomáson. Ez egy meglehetősen jól ismert jelenség az úgynevezett Ranque hatást elemzi fedezte fel 1931-ben, a francia mérnök Joseph Ranque (GJRanque, néha írt „Ranke”), vagy a hatása a Ranque-Hilsh (német Robert Hilsh folyamatos tanulmányozása ez a hatás a második felében az 1940-es év, és javult a hatékonysága a Ranque vortex cső). Konstrukciók segítségével Ranque értelemben egyfajta, hőszivattyú. energia, amelynek működése venni a kompresszort, így egy munkaközeg áramlását a bevezető csövet.

A paradoxon abban rejlik, hogy a Ranque hatást, hogy a centrifugális erő a forgó áramlás kifelé irányuló. Ismeretes, hogy a melegebb gáz vagy folyadék rétegek kisebb sűrűségű, és meg kell szüntetni fel, és abban az esetben tsetrobezhnyh erők - arra törekszenek, a központ felé, hűvösebb és van egy nagyobb sűrűségű, illetve kell törekedni, hogy a periféria. Közben egy nagy forgó sebesség, minden úgy történik, pontosan az ellenkezője!

Ranque hatás nyilvánul gázáram és a folyadékáram, amely, mint ismeretes, lényegében összenyomhatatlan, ezért faktorhoz adiabatikus kompressziós / expanziós nem alkalmazható hozzá. Azonban abban az esetben, általában folyékony Ranque hatása lényegesen gyengébb - talán emiatt, és egy nagyon kis átlagos szabad úthossz a részecskék bonyolítja megnyilvánulása. De ez igaz, ha maradunk a hagyományos molekuláris kinetikai elmélet, és a hatás lehet egészen más okok miatt.

Véleményem jelenleg a legteljesebb és megbízható tudományos leírás Ranque hatás cikkben bemutatott A.F.Gutsola (pdf formátumban). Meglepő módon, a alapján a következtetéseit a lényege a jelenség egyet azokkal általunk kapott „az ujjakon.” Sajnos, ez nem veszi figyelembe az első tényező (adiabatikus kompresszió a gáz a külső sugár és belsejéből kinyúló), ami véleményem szerint nagyon fontos, amikor egy összenyomható gáz, de úgy viselkedik, csak a készülék belsejében. A második tényező A.F.Gutsol meghívja a „szétválasztása a gyors és lassú microvolumes”.

A modern magyarázata Ranque hatás

Jelenleg a legáltalánosabban elfogadott magyarázata Ranque hatás a következő.

Ismeretes, hogy ha a mért hőmérséklet a mozgó (például egy cső) áramlási két hőmérő, ezek azt mutatják, különböző hőmérsékletű, ha egyikük képest állandó az áramlás (vagyis mozog vele), és a másik van szerelve a cső. A mért hőmérséklet hőmérővel szereltünk be, a csövet kell csatlakoztatni a mért hőmérséklet hőmérővel, mozgó az áramlás mentén, az alábbiak szerint:

ahol T0 - által mért hőmérséklet a beépített hőmérő cső, „stagnálás hőmérséklet”; T - „saját” az előremenő hőmérséklet mért egy hőmérővel, mozgó vele együtt, „statikus hőmérséklet”; v - sebessége áramlását a csövön keresztül; cp - fajhő az anyag áramlását.

Így, azt látjuk, hogy a fék által mért hőmérsékletet hőmérővel rögzített, egy és ugyanazon privát statikus hőmérséklete az áramlási függ annak mértéke. Ha idő előtt abbahagyja a gáz egy ilyen hőmérő, akkor minden hőmérséklet emelkedik, ez az érték - kinetikus energia hővé alakul át. Ez a jelenség okozza melegítésével elülső szélei a szárny van nagy sebességű repülőgépek (különösen szuperszonikus), és égési légkörben meteoritok és a végén a idejük űrhajók.

Feltételezzük, hogy közel a kivezető nyílással, valamint a szögsebesség a hideg és meleg áramlások egyenlő legyen, azaz az egész örvény forog, mint a szilárd test ( „kvazitvordy” vortex). Ilyen körülmények között a különböző sugarak a vortex cső gáz más a lineáris sebesség, illetve, és azt különböző termodinamikai hőmérséklet. A hatékony turbulens keveredés belül vortex cső hajlamos, hogy kiegyenlítse a hőmérsékletet, ezért van egy újraelosztását és a saját ( „termosztatikus”) hőmérséklet különböző részeinek a gáz áramlását, ami nyilvánvalóvá válik, ha a gáz eltávozik a vortex csőbe.

Sajnos, ez a magyarázat nem kielégítő. Először is, ez egy „tisztán matematikai”, és ha megpróbáljuk töltse ki a fizikai lényegét érkezünk ugyanazt a „szétválasztása a gyors és lassú microvolumes”. Másodszor, nem világos, hogy miért ez a stagnálás hőmérséklet a teljes keresztmetszetében örvénycsöves eleve figyelembe ugyanaz? A szedési mint alaphipotézist energia közötti különböző részei az áramlás, meg kell jöjjön az inverz hőmérséklet-eloszlás. Tény, hogy a külső rétegek a legmagasabb lineáris sebesség, és így a legnagyobb stagnálási hőmérsékleten. Ezért azok energiát kell folyni a lassan mozgó középső levelek, növelve a saját hőmérsékletét. Így a középső jöjjön ki forró gáz és a kerületi nyílások - hideg, amely közvetlenül ellentmond a megfigyelt tényeket. Ezért azt állítja, hogy a gyorsan mozgó perifériáján belépő gáz az eredmény a turbulens mozgás a központtól, ott le van tiltva, és elveszíti a mozgási energiát. De aztán megint, hol lehet menekülni ez az energia? Csak a hőt, majd ismét a közepén a hőmérséklet emelkedik. Végül, bizonyíték van arra, hogy az örvény a cső belsejében Ranka kvazitvordy nem, sőt mi több, a középső részén lehet forgatni az ellenkező irányba, és ebben az esetben az összes ez az elmélet nem felel meg gyakorolni. Általában mielőtt építeni az elméletet, a gyakorlati mérési szükséges legalább irányát és sebességét a különböző sugarú és különböző távolságokra a membránt.

Más magyarázatok a Ranque hatás

Furcsa módon, a hatás lehet magyarázni a Rank és használata egyszerűbb mechanikus megközelítés az ideális gáz található a figyelmet a forgatás az ideális gáz áramlását.

Ha egy ilyen mechanisztikus magyarázatot egy szemernyi igazság, hogy hatékony lesz a következő tippeket optimalizálására Ranque hatás eszközöket.

1. A legtöbb hatékony elválasztást kell határozottan meggátolja a turbulencia, keverés külön rétegeket. Ennélfogva, az alábbi követelményeket simasága belső felületei lamináris eszközök és a szükségességét, hogy bemeneti folyam.
2. Munkafolyamat nem kellene túl sok fordulat: szinte minden elválasztás történik, az első körben, és további mozgása csak akkor vezet felesleges súrlódás miatti veszteség, és növeli az aero / hidrodinamikai ellenállás, akadályozza a munkát a kompresszor. Azonban a nagyobb áramsűrűség, annál nehezebb lesz, hogy menjen az elválasztás és a nagyobb sebességet kell majd tenni.
3. A legtöbb Ranque hatás kimutatható egy kifinomult gáz, amelynek tulajdonságai közel állnak az ideális gáz tulajdonságaira. A növekvő gáz sűrűségét, és különösen, ha a folyadékok csökkenti a szabad úthossza a részecskék és viszkozitásának növelésével a közeg válik fontos tényező, együtt a turbulencia rontja a termikus elválasztása a tápáram.
4. Optimális áramlási sebesség arányosnak kell lennie annak mértéke hőmozgást a részecskék (mint ismeretes, ez a gáz sebessége közel van a hangsebesség). Túl nagy sebesség vezet az a tény, hogy az összes részecske fog dobni, hogy a külső fal, és a belső fal van kialakítva haszontalan vákuum régióban, míg a túl alacsony romlik a szétválasztás a részecskék aszerint, hogy azok áramlási sebességeket. A valóságban azonban az energiafogyasztás gyorsulás áramlási sebessége hang lehet kedvezőtlenebb, mint az azonos számú meleg / hideg kevesebb sebességgel, de nagy sebességgel.

Vannak más lehetőségek.

Itt még egy figyelemre méltó az a magyarázata a Ranque hatállyal G.V.Treschalova. azonban úgy arra a feltételezésre épülnek Maxwell eloszlás molekuláris sebességek keretében a molekuláris gázok kinetikus elméletét.

A klasszikus rendszer vortex csövek hogy hatása Ranka

Hagyományos készülékek segítségével Ranque hatása a vortex csőbe. amely épít két alapvető rendszer: egyenáramú és ellenáramú.

Klasszikus uniFLOW rendszerek (a) és ellenáramú (b) a vortex csövek a Ranque hatást. 1 - sima hengeres cső, 2 - egy gázbevezető (tangenciális örvényképző vagy csiga-típusú), 3 - fojtó 4 - forró gáz kimeneti keresztül egy gyűrű alakú rés 5 - membrán kilépési hideg gáz.
Forrás: A.F.Gutsol. „Az Ranque hatás» (pdf).

Meg kell jegyezni, hogy a legtöbb esetben a tervezők csöveket, nem sok figyelmet fordít a lamináris áramlás, mint a bejárat és a felállítási, és néhány közülük, hiánya miatt általánosan elismert elmélet ez a jelenség, éppen ellenkezőleg, úgy vélik, hogy a növekedés a turbulencia segít növelni folyamat hatékonyságának . Mindazonáltal úgy vélem, hogy a kifizető komoly figyelmet fordít a lamináris áramlás a munkaközeg, lehetséges, hogy csökkentse a zajt és a hatékonyság javítása. Ha a feltételezés igaz Yu.Oganesyana. A bemeneti áramlási kell lennie lamináris, amennyire csak lehetséges.

Vortex fűtőberendezés

Természetesen megpróbál a Ranque hatása nem csak hűtésre, hanem fűtésre preprinimalis ismételten. Sőt, egyes minták tömeggyártású, köztük hazánkban.

Furcsa módon, a legelterjedtebb az építőiparban folyékony Ranque hatása. Nyilvánvaló, hogy ez annak köszönhető, hogy a magasabb energia mennyisége kevesebb a zaj a hűtőközeg és a teljesítményt, mint a gáz, a munkaközeg az alacsonyabb sebességgel. A legismertebb növény Ezen osztály YUSMAR. Sajnos, meg kell jegyezni, hogy szinte mindegyik szánt ipari vagy félig ipari alkalmazásokhoz, amint azt legalább energiafogyasztás, ami tipikusan néhány kilowatt a „junior” modellek és a több kilowatt van „vezető”. Megadott gyártó hatékonyságát (azaz az arány a generált hőt a fogyasztott villamos energia) a különböző típusú egységek között mozog 1,2-2,4, pontosan hogyan mérjük - a legtöbb esetben, ismeretlen. Megjegyezzük, hogy a kompresszor hőszivattyú (mint például a hűtőszekrények és légkondicionálók) általában jellemző az arány szivattyúzott hőt elektromos energia elfogyasztott tartományban 2-3.

Ugyanakkor az interneten, és van egy csomó negatív vélemény és vizsgálati jelentések, amennyiben azt mondják, hogy a hatékonyságot örvény egység kevesebb, mint 100%, és a hőteljesítmény nem haladja meg a felhasznált energia. Meg kell jegyezni, hogy alapvetően fontos az a megközelítés, hogy az ilyen létesítmények. Ha figyelembe vesszük őket, mint egyfajta „örökmozgó” felett egységet hatékonyságot, akkor ez a beállítás kell helyezni teljesen egy szobában, és hőmérsékletének mérésére a teljes rendszer - meg kell adni több hőt, mint a töltött áram. Ha figyelembe vesszük őket, mint a hőszivattyú. meg kell osztani a kiválasztási terület és a hőteljesítmény és hatékonyságának mérésére a szivattyúzás -, mert ha megpróbálja hatékonyságának értékeléséhez, mondjuk, egy hagyományos hűtőszekrény, mérő a hőmérséklet a konyhában, hol áll, akkor nyilvánvaló hülyeség.

Végezetül hadd mondjam el, hogy talán néhány hasonló tervek, külsőleg érzékelhető, mint a vortex, valójában nagyon eltérő elveket, és centrifugálás vagy örvénylő mozgást ezek fontosak, de az AIDS. Egy példája egy ilyen eszköz, véleményem szerint, a motor Clem. ♦