Автономная энергоустановка AuKW

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Вот это не всегда верно.
Есть природные процессы, в которых вихревое движение оказывается более эффективным, чем ламинарное.
Простейший пример: ванная с водой. когда открывается затычка, вода выливается. При этом происходит скручивание потока, хотя никто специально воду не закручивает. Причем, что любопытно, скрученный поток выливается быстрее, чем ламинарный!
Откуда берется энергия на скручивание потока? почему скрученный поток выливается заметно быстрее ламинарного? Куда деваются затраты на трение?

 

Да, быстрее, и что нам это даёт в плане выработки энергии на обсуждаемой установке? Работа, совершенная гравитацией (или количество энергии) определяется массой и расстоянием на которое эта масса опустилась, вне зависимости от скорости.
С той же ванной (для длительного получения энергии) не важно за минуту вода из этой ванны слилась (к примеру, на метр) или за час, если наполнять ванну мы можем только один раз в час - мощность одного слива повысится, при увеличении скорости, а средняя мощность множества циклов (суточная или годовая) будет как и при сливе за час, а не за минуту. Соответственно, и количество энергии полученное за сутки или за год будет при разных скоростях слива одинаковое (при одинаковой скорости наполнения).
Да, можно наполнять ванну быстрее - более производительным насосом, как и быстрее можно заполнять воздухом поплавки в обсуждаемой установке, но на закачку большего количества воздуха потребуется и больше энергии, а откуда её брать (из розетки для компрессора или от гравитации), в данном случае без разницы - заберем больше у гравитации на подачу воздуха, значит меньше останется на вращение генератора.

И в ванне энергия на закручивание потока берется от гравитации. А выливается быстрее, потому, что без закручивания там нет ламинарного течения - за решеткой идет резкое расширение да ещё и с дополнительными перемычками, в результате, происходит срыв потока, он становится становится хаотичным.
Затраты на трение, как обычно, "деваются" на нагрев. Хоть при вихревом, хоть при хаотичном сливе.

Эффективность обычно определяется размером части от общей энергии процесса, которую мы можем использовать. Да, различные оптимизации, в том числе и изменением условий, могут увеличить размер используемой части энергии и уменьшить часть, уходящую в потери. Но никакая оптимизация не может вытянуть из процесса больше энергии, чем в нем есть.

Выше уже прикидывал - какая мощность выделяется при опускании массы воды, замещаемой 300л воздуха в минуту (как на видео) - она меньше, чем мощность, затрачиваемая "приличным" компрессором на "запихивание" этого воздуха в установку. Т. к., снять с "гравитационного" движения воды получится в любом случае меньше, чем в нем есть от гравитации, то превысить затраты компрессора не получится, по крайней мере, без притока в установку другой энергии, кроме гравитационной.

Если, как выше упоминалось, система у немцев "открытая", в смысле, возможен отбор энергии извне (кроме энергии от компрессора), то нужно посмотреть на этот дополнительный путь поступления энергии - тогда и будет что обсуждать. Пока что, из описания установки его не видно - не предлагается никаких самозакатывающихся в установку масс, которые под действием гравитации (установка ведь типа гравитационная) будут давать дополнительную энергию, сверх энергии от опускания воды, замещаемой воздухом от компрессора.

 

Хочу акцентировать внимание на подходе к анализу.
Принцип "если чтото (скорость) изменилась, то мы потратили энергию" Работает не всегда.
В случае ванны скручивание потока мы получаем "бесплатно" И можем эту энергию снять при желании (пусть мизер но все же)..

 

Нет, скручивание потока в ванне получено не бесплатно - мы сначала подняли воду в ванну, затратив энергию и деньги. А уже потом при опускании этой массы воды выделяется энергия, затрачиваемая или на преодоление сил трения при закручивании или на преодоление сил трения при хаотичном перемешивании воды в сливе или при свободном падении (к примеру, в водопаде) эта энергия выделяется при "остановке" воды внизу... Но во всех случаях это знергия опускания массы на некоторую высоту в условиях земной гравитации. И для любого случая количество этой энергии определяется только массой и высотой опускания.
Да, большинство людей при сливе ванны практически полностью теряют энергию, затраченную на её заполнение, но при желании, конечно, можно вернуть часть потраченной энергии, либо тормозя завихрение, либо просто поставив на сливе турбину... Но "с помощью" гравитации вернуть получится только часть энергии, потраченной при заполнении ванны на преодоление сил этой самой гравитации.

 

Всё равно.
Давайте так.
Ведь, наверное, можно найти реальные затраты энергии на заполнение баллона 1литр газом при давлении 1 атмосфера в этом баллоне.
Ведь именно столько надо закачать в наш гипотетический цилиндр. И давление под столбом воды тоже 1 атмосфера.

Вот нашёл решение задачи для вопроса
Какую энергию надо затратить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 12 сантиметров?
https://bambookes.ru/stuff/reshenie_zadach/fizika/2-1-0-13463

Скачал картинку


Объём шара (мыльного пузыря) в примере будет 0.000904778684208 м. куб
Объём в нашем гипотетическом цилиндре 1 литр или 0,001 м. куб

Примем, что этот мыльный пузырь из задачи по объёму тоже 1 литр.

Тогда для вытеснения воды из цилиндра понадобится тоже 3,6мДж, а это 1 киловаттчас
Что то мне не нравится ответ 3.6 х 10 в минус 3-й степени = 3,6мДж, т. е 1 килватт*час, ибо какая-то муть, сами понимаете. Ведь вы тоже когда-то мыльные пузыри пускали.
10 в минус третьей степени это же 0,001
Тогда энергия уже не 1Квт*час, а 0,0036 джоуля?

А сколько энергии в теле массой 1 кг на высоте 10 метров? 100 дЖ всего.

Тогда получается очень прилично
100 дЖ / 0,0036 = 27 777 раза количество энергии, которое можно получить затратив всего 0,0036дж на вытеснение воды из цилиндра.

Вот так.
Затратив всего 0,0036 дж энергии для вывода системы из равновесия получаем 100 дж.

Что можно сказать в опровержение?

Сравните.
Имеется две массы в ядерном заряде.
Реакция распада не наблюдается. Можно сказать что система этих отдельных масс находится в равновесии.
И тут происходит подрыв тротилового заряда, который эти массы объединяет в одну, тем самым нарушив равновесие системы ядерных масс.
Происходит огромное выделение энергии, которое в миллионы раз превосходит энергию тротилового заряда, что вывел систему двух ядерных масс из равновесия

 

Не понял, какое отношение к "нашей" задаче имеют расчеты по преодолению поверхностного натяжения мыльного пузыря?

А реальные затраты - они у реальных компрессоров. К теоретическим затратам энергии на сжатие вдвое двух литров воздуха (причем, с запасом по давлению) надо добавить потери в механнике компрессора, его моторе, потери тепла...
Поэтому, на мой взгляд, проще и корректнее будет ориентироваться на характеристики реальных компрессоров. Поиском легко найти характеристики промышленных компрессоров на пару атмосфер и рассчитать затраты ими энергии на выдув желаемого литра.
Выше уже приводил такие данные по компрессорам, которые "под руку попались" - используется мощность около киловата (по разным моделям есть небольшой разброс) на сжатие на 1атм 600л воздуха в минуту, соттветственно, на выходе будет 300л/мин. Ну, или примерно 0.05Втч на литр воздуха под добавочным давлением в 1атм.

 

Начнём сначала.
Цилиндр находится под водой и заполнен водой
Давление в нём и окружающей его воды 2 атм, т. е атмосферное давление = давление столбы воды в 10 метров.
Давление воздуха в окружающей эту ёмкость атмосфере тоже 1 атмосфера.

Теперь задача.
Из цилиндра, давление в котором 1 атмосфера надо вытеснить воду через отверстие площадью 2 кв. см.
Естественно, воздух, который будет заполнять этот цилиндр и выдавливать воду, тоже должен иметь давление не менее атмосферы.

Теперь из здравого смысла.
Ты когда-то мыльные пузыри надувал.
Для того, чтобы его надуть надо преодолеть давление атмосферы. Оно равно единице.
Сколько энергии ты тратил на это дело? Неужели 5 ватт*час?

С вытеснением воды ведь такая же задача.
А если есть различие, то в чём?

И решить то надо простой вопрос.
Сколько энергии понадобится на вытеснение воздухом 1 литра воды из цилиндра на глубине 10 метров.
Это же аналогия продувки цистерн при всплытии на подводной лодке.

 

Вообще не так. Никакого давления атмосферы в этом случае преодолевать не надо - надо преодолевать силы поверхностного натяжения в мыльной пленке. Это как при надувании шарика - надо преодолевать сопротивление резины растяжению.

Кстати, я там выше уже исправил ошибку 5Втч на 0.05Втч.

 

Так решите - в чем проблема, если он для Вас простой. Но, я "слышал", что там интегрировать нужно, а ещё учитывать теплообмен... - для меня это хлопотно. Мне проще "взять" реальный компрессор и посмотреть - сколько энергии он тратит на "решение" данного вопроса.

 

А может быть 0.005?

 

Нет.
300л/мин это 18000л/ч.
1000Втч/18000л=0.056Втч/л
По характеристикам компрессоров выходило немного меньше 1кВт на производительность 300л/мин, поэтому округлил в меньшую сторону до 0,05Втч/л.

 

Неужели Вы сами не видите, что Ваша модель не работает?
Если бы энергия для скручивания потока бралась от потенциальной энергии наполненной ванны, то со скручиванием вода сливалась бы медленнее, чем просто ламинарно. Но на практике происходит наоборот! Со скручиванием система сливается быстрее. А значит скручивание получается "бесплатно".

 

В идеале для наполнения нашего цилиндра воздухом при указанных условиях и вытеснения им воды требуется 150 джоулей или 0,42 Втч.

А если подумать то, возможно, имеется какой-либо способ эти энергетические траты на выдавливание жидкости уменьшить?
К примеру, заталкивать в цилиндр какое-нибудь вещество, которое вступая в реакцию с элементами атмосферы будет переходить в газообразное состояние и выталкивать воду.
Тогда энергия потребуется для того, чтобы вытеснить из цилиндра совсем небольшой объём воды для размещения там этого вещества.

Что из дешёвых и распространённых веществ переходит на воздухе с выделением энергии в газообразное состояние?

Глядишь и новый двигатель изобретём.

 

Нет, не вижу. Затраты энергии на скручивание вообще никак не влияют на скорость слива воды из ванны - к примеру, можно затратить энергию на скручивание и вообще не сливая воду, а можно устроить скручивание с меньшей скоростью слива, чем при хаотичном сливе...
Скорость слива обуславливается сопротивлением сливного узла. И если с закручиванием вода сливается быстрее, значит ровному стабильному, хоть и закрученному потоку сливной узел сопротивляется слабее, чем хаотичному. Вот и всё.

 

Не совсем понятно, при чем тут реакция с атмосферой, если нужно выделение газа под водой. Но в принципе, не проблема - тот же карбид кальция может обеспечить газовыделение (ацетилена) с выдавливанием воды из поплавков. Да еще его сжигать потом можно с выделением "дополнительной" энергии...
Вот только это уже не будет бестопливной генерацией - карбид будет расходоваться и он не бесплатен, как и любое другое "подходящее" вещество.