По каким формулам расчитать каналы этого устройства?

Отрывок статьи из журнала ТМ №9 2000г.

Мы предлагаем принципиально новое решение. Представим себе кольцо, внутренняя поверхность которого сформирована в виде сопла Лаваля. В
сужающемся канале набегающий воздушный поток, естественно, разгоняется. В полном соответствии с законом сохранения энергии, давление,
пропорционально росту скорости, уменьшается, больше всего — в самом узком месте (критическом сечении). Если вывести туда некий канал, вход
которого будет в зоне нормального давления воздух по нему пойдет со значительно большей скоростью, чем наружный ветер. Теперь пусть этот канал
тоже сформован по профилю сопла Лаваля, и в его критическом сечении начинается уже третья ступень ускорения...
При скорости ветра уже в 10 — 20 м/с, в третьей ступени поток может разогнаться до скорости звука! А главное — он не зависит от скорости
ветра. При любом урагане турбина, установленная в канале последней ступени, будет иметь постоянную частоту вращения Следовательно, постоянными
будут и параметры тока, вырабатываемого генератором, — другим типам ветродвигателей такое недоступно Причем, в отличие от всех других ветряков,
скорость вращения турбины очень высока, а значит, не требуются редукторы, усложняющие конструкцию установки — обычно оптимальное число оборотов
генератора несоизмеримо выше, чем ветроколеса.
Самоориентация всего устройства обеспечивается за счет собственной аэродинамики.
Все разработки защищены российским (№ 2124142 от 27 декабря 1998 г.) и международными патентами.
Установка для преобразования энергии воздушных потоков может стать основой для создания целого ряда необычных технических средств -
транспорта, не потребляющего органического топлива (поскольку - напомню - энергия снимаемая с турбины, превышает механическую энергию
набегающего потока!), или устройств для регулирования температуры окружающей среды (поскольку воздух выходит из внутренних профилированных
каналов значительно охлажденным).

Установка для преобразования энергии воздушных потоков. Цифрами обозначены: 1 — внешний корпус; 2 — канал 1-й ступени; 3 — канал 2-й ступени;
4 — канал 3-й ступени; 5 — турбина; 6 — электрогенератор; 7 — цветовая шкала скорости потока.

поскольку - напомню - энергия снимаемая с турбины, превышает механическую энергию
набегающего потока!)

А интересно, откуда берется ЛИШНЯЯ энергия? Опять вечный двигатель?

Дык там же сказано, что воздух выходит переохлажденным


а ваще, действительно, керня какая-то получается типа вечного двигателя

Если кто возьмется нарисовать сию дуру в CADе, то готов виртуально продуть ее. :)

что-то сомнительно то, что воздух, набегающий в сужающийся канал, будет ускоряться... надо поглядеть сегодня конспект по термодинамике...
Вообще сопло Лаваля предусматривает ускорение потока до звуковых и сверхзвуковых скоростей именно в результате расширения газов, преодолевших барьер сужения канала сопла. А здесь ввод дополнительных элементов, в непонятно по какому принципу рассчитанное место..

Цитата:

---

Сообщение от DeCreator

что-то сомнительно то, что воздух, набегающий в сужающийся канал, будет ускоряться...

---

Э... а как же S*V=const?.. Или не в тему? :rolleyes:

Положим S очень малым. получим что? Бесконечную скорость? Релятисистский двигатель?

S*V=const -- это часом не для идеальной жидкости?

Цитата:

---

Сообщение от ЦВК

Положим S очень малым. получим что? Бесконечную скорость? Релятисистский двигатель?

S*V=const -- это часом не для идеальной жидкости?

---

Для нее, родимой, я с аэродинамикой не очень знаком, потому и спрашиваю.

ЗЫ, Хотя, пульверизатор...

Да, все верно - подзабыл уже формулы..

плотность*f*v = const - уравнение неразрывности

Для потоков в струе производная плотности, скорости и площади поперечного сечения струи одинакова во всех сечениях. Иначе говоря, массовый секундный расход воздуха постоянен для всех сечений струи. В случае же, если мы имеем дело с несжимаемым потоком, плотностью можно пренебречь и получится, что в несжимаемом потоке уменьшение площади его поперечного сечения приведет к увеличению его скорости.

Так что все верно - площадь меньше - скорость больше.

Но. сопло Лаваля отличается именно тем, что выводит газовый поток на сверхзвук именно по своей конструктивной особенности, а при переходе на такие скорости вступает в силу новое правило: чем больше площадь, тем выше скорость потока - за счет более резкого падения плотности по сравнению с давлением.

Цитата:

---

Сообщение от shade1387

Дык там же сказано, что воздух выходит переохлажденным


а ваще, действительно, керня какая-то получается типа вечного двигателя

---

... второго рода.


Что-то есть большие сомнения. С законом сохранения энергии какая-то напряженка. Из общих соображений получается что, чтобы как можно больше использовать энергию воздуха, воздух надо затормозить. Тогда вся кинетическая энергия перейдет куда-то еще. А тут, наоборот, основной задачей ставится разгон.

Странно как-то...


ЗЫ Странность вот еще в чем. Как-то предполагается, что наличие в самом узком месте сопла первой ступени вывода со второй ступени, никак не повлияет на поток в первой. Это может быть, если второй поток существенно меньше, чем первый. А третий - меньше, чем второй. То есть, огромные размеры ради небольшого канальчика. Возможно, что в таком "холодильнике" модель и заработает. Но будет ли такая конструкция эффективнее обычной мельницы?

Надо проще вопрос ставить:
Можно ли перед набегающим потоком поставить такое сопло (какой-то хитрой формы), чтобы на выходе получить этот же поток, но с меньшей температурой и за счет этого большей механической энергией?

Цитата:

---

Сообщение от Dab

Надо проще вопрос ставить:
Можно ли перед набегающим потоком поставить такое сопло (какой-то хитрой формы), чтобы на выходе получить этот же поток, но с меньшей температурой и за счет этого большей механической энергией?

---

А я вообще ни черта не понял...Ведь изначально сопло Лаваля (сужающее сопло - критическое сечение - расширяющее сопло) и предназначено для создания сверхзвуковых скоростей...В сужающем сопле идет разгон среды до скорости звука, в критическом сечении устанавливается скорость, соответствующая скорости звука и дальнейший разгон (выше скорости звука) идет в расширяющемся сопле... Первая непонятка - как ухитряются разогнать звуковой поток на сверхзвук в сужающем сопле? По теории (да и на практике так делают) разгон должен осуществляться в расширяющем сопле...
А по поводу более низкой температуры - она и так будет ниже исходной в том же сопле Лаваля (правда, при условии, что вы будете мерить не температуру торможения)...
Это как давление в потоке по уравнению Бернулли, на котором построен тот же указатель скорости - с разгоном статическое давление падает, динамическое растет,сумма в идеале постоянна...Так и здесь - боюсь, если мерить температуру заторможенного потока в любом сечении, она окажется выше исходной хотя бы за счет трения...:)

Во...! Умная мысля приходит опосля...:)... Действительно, закону сохранения энергии (первому закону термодинамики) сия конструкция не противоречит - действительно, энергия берется не ниоткуда, а за счет охлаждения окружающего воздуха, так что здесь все в порядке...
Только ведь есть еще проклятый второй закон термодинамики, одна из формулировок которого выглядит следующим образом (если мне склероз не изменяет) "Невозможно создать машину, единственным эффектом которой будет получение работы за счет охлаждения окружающей среды"...или где-то так...
Так что запатентовать сейчас можно все что угодно, вопрос только в том - будет ли это работать? Думаю, авторы не смогли это хоть кому-нибудь продемонстрировать, иначе шуму давно было бы на весь мир...

Точно сказал Lemon Lime - ЭТО ПУЛЬВЕРИЗАТОР. Только вместо баночки с краской у него стоит турбина. Даже считать не надо!

Интересно только, почему несколько сопел - изобретатили видимо перестраховались чтоб уж точно до звуковой скорости разогнать поток! %)

Дак приток воздуха будет вызывать повышение давления в сопле тем самым снижая скорость потока. Фигня получится.

Цитата:

---

Сообщение от Лев

Во...! Умная мысля приходит опосля...:)... Действительно, закону сохранения энергии (первому закону термодинамики) сия конструкция не противоречит - действительно, энергия берется не ниоткуда, а за счет охлаждения окружающего воздуха, так что здесь все в порядке...
Только ведь есть еще проклятый второй закон термодинамики, одна из формулировок которого выглядит следующим образом (если мне склероз не изменяет) "Невозможно создать машину, единственным эффектом которой будет получение работы за счет охлаждения окружающей среды"...или где-то так...

---

Этот второй закон и его несколько формулировок - единственная надежда. Ничего например не сказано насчет того, может ли машина двигаться в среде?
Предположим, удалось сделать такое "сопло ххх", при выходе из которого поток имеет большую скорость чем на входе но меньшую температуру.
Тогда можно этот поток направить на турбину, снять с него "лишнюю" кинтетическую энергию, уронив скорость до уровня входящего потока, и выпустить. Со стороны это будет выглядить так - машина движется в среде (воздухе), оставляя а собой холодный покоящийся воздух.
Весь вопрос - в возможности существования такого сопла
update: Нет, не заработает. Если такое сопло сделать - возникнет аэродинамическая сила, которая будет мешать движению, ведь выходное отверстие будет меньше

Цитата:

---

Сообщение от Dab

Этот второй закон и его несколько формулировок - единственная надежда. Ничего например не сказано насчет того, может ли машина двигаться в среде?
Предположим, удалось сделать такое "сопло ххх", при выходе из которого поток имеет большую скорость чем на входе но меньшую температуру.
Тогда можно этот поток направить на турбину, снять с него "лишнюю" кинтетическую энергию, уронив скорость до уровня входящего потока, и выпустить. Со стороны это будет выглядить так - машина движется в среде (воздухе), оставляя а собой холодный покоящийся воздух.
Весь вопрос - в возможности существования такого сопла
update: Нет, не заработает. Если такое сопло сделать - возникнет аэродинамическая сила, которая будет мешать движению, ведь выходное отверстие будет меньше

---

А по-моему вообще все это заморочки...Ведь изначально авторы приняли, что должен быть ветер - неподвижный поток разогнать в такой схеме просто нечем...А будет тот же ветер - по сути речь идет о более эффективной (по их мнению) конструкции ветродвигателя...Ну и что? В пределе получишь КПД такого двигателя не 80%, а 100...И уж никак не получится неисчерпаемый :) источник энергии - второй закон термодинамики не позволяет....
А так, как сформулировали заявку авторы - это "вечный двигатель второго рода"...

А всё-таки она вертится! По уравнению Бернулли или через газодинамические ф-ции, которые из него следуют это посчитать можно:

Пусть масса воздуха влетающего в установку=массе воздуха вылетающей. Воздух, набегающий на сопло, сталкиваясь с воздухом уже находящимся в сопле повышает статическое давление на входе в сопло. А далее поскольку канал сужается, воздух разгоняется по мере продвижения по соплу, т.к. сколько воздуха вошло-столько его и вышло (G=const). Итак, по мере разгона статическое давление воздуха снижается пока он не долетит до критики сопла.

Теперь, вспомним, что воздух налетает также и на турбину, где он снижает своё статическое давление и разгоняется (т.к. во всех турбинах межлопаточные каналы конфузорные).

И теперь сравнив давления и скорости за турбиной и в критике сопла делаем вывод......о том, что обычный ветряк будет дешевле и эфективнее, и диаметр у него побольше чем у этой турбины.

Не перевелись еще авторы вечных двигателей. :)