Zjawisko kawitacji:
Każdy z nas codziennie spotyka się z tym zjawiskiem chociażby gotując wodę w czajniku
elektrycznym ( po włączeniu pojawia się charakterystyczny szum który jest spowodowany
kawitacją ). Zjawisko to występuje w wielu miejscach (np.w rurach, przewodach
wodociągowych, przy pracy śrub okrętowych, łopatach turbin, zaworach ), wszędzie tam
gdzie spadek ciśnienia jest wystarczający. Według Polskiej Normy kawitacja jest zjawiskiem
wywołanym zmiennym polem ciśnień cieczy, polegające na tworzeniu się, powiększaniu i
zanikaniu pęcherzyków lub innych obszarów zamkniętych (kawern), zawierających parę
danej cieczy, gaz lub mieszaninę parowo-gazową. Jest to zespół zjawisk w którym następuje
zamiana wody w bąble pary wodnej, spowodowana miejscowym zmniejszeniem ciśnienia lub
zwiększeniem temperatury oraz implozja ( odwrotność eksplozji ) czyli zapadanie, kurczenie
się tych bąbli, powoduje wytworzenie niszczącej fali uderzeniowej. Lokalne zmiany ciśnienia
przekraczają ciśnienie płynu kilkaset razy i mogą powodować niszczenie dowolnego
materiału.
Czas powstawania pojedynczego pęcherzyka kawitacyjnego i jego rozwoju mierzymy w
tysięcznych częściach sekundy a zanik jest jeszcze szybszy.
Kawitacji towarzyszą ciekawe efekty akustyczne które możemy zarejestrować zmysłem
słuchu ( szumy i trzaski ), jest ona jednym z głównych źródeł hałasu na łodziach podwodnych
czy w instalacjach wysokociśnieniowych.
Wpływ na zapoczątkowanie zjawiska ma nie tylko ciśnienie czy temperatura ale także (
rodzaj wody, prędkość strugi opływającej ciało, gęstość wody, lepkość wody ).
W normalnych warunkach przy pracy urządzeń kawitacja jest zjawiskiem niepożądanym
ponieważ implozja pęcherzyków pary posiada ogromną siłę niszczącą powodując erozje a
nawet niszczenie, pękanie elementów urządzeń.
Kawitacja jest też źródłem wielu korzyści. Znalazła zastosowanie w produkcji emulsji
powodując dokładne jej mieszanie i łączenie się cząsteczek, czyszczeniu powierzchni.
Kawitacja znajduje też zastosowanie w bardziej przyjaznych rzeczach.
Jedną z takich rzeczy jest pompa kawitacyjna (pompa hydrosoniczna). Urządzenie to
zamienia energię mechaniczną na energię cieplną (czyli parę wodną lub ciepłą wodę). Jest to
urządzenie mające sprawność nie mniejszą niż 100% co oznacza, że nie ma strat energii
podczas tej wymiany. Wynalazcą i człowiekiem który to opatentował jest Jim Griggs.
Są różne rodzaje podziałów opisujących zjawiska kawitacji. Jednym z takich podziałów jest
kształt obłoku kawitacyjnego pojawiającego się za opływanym ciałem:
•
Wędrująca kawitacja pęcherzykowa - objawia się pęcherzykami, które przesuwają się
wzdłuż ciała stałego i stają się widoczne w pobliżu miejsca o minimalnym ciśnieniu.
•
Kawitacja pęcherzykowa w warstwie ścinania - pęcherzyki narastają na powierzchni
ciała stałego i następnie są zrywane przez przepływ.
•
Kawitacja pasmowa przyłączona - kawitacja pojawiającą się jako kawerna z gładką
powierzchnią wypełnioną jednorodną (która posiada ten sam skład) mieszaniną
parowo-gazową
•
Miejscowa kawitacja przyłączona.
•
Miejscowa kawitacja pęcherzykowa.
•
Kawitacja wirowa - pojawiająca się w jądrach wirów odrywających się od opływanej
przeszkody.
Wpływ na zapoczątkowanie zjawiska ma nie tylko ciśnienie, czy temperatura ale
także:
- rodzaj wody (w zależności od tego jak jest zanieczyszczona i ilości gazu jakie w niej
są)
- prędkość strugi opływającej ciało
- gęstości wody
- lepkości wody
Komputerowa symulacja zjawiska kawitacji występująca na łopatkach śruby okrętowej.
Kawitacja powoduje wiele szkód (np. erozje spowodowane zjawiskiem implozji). Powstaje
także w miejscach miejscowego spadku ciśnienia spowodowanego napływem lub opływem
strumienia cieczy jakiejś przeszkody. Jeśli bąbel opływa całe ciało to jest to zjawisko
nazywane superkawitacją.
SUPERKAWITACJA
O superkawitacji mówimy wówczas jeśli cały bąbel pary opływa dane ciało a raczej ciało
znajduje się we wnętrzu takiego bąbla, tworzony jest tunel powietrzny w którym mogą się
poruszać pociski podwodne napędzane silnikami rakietowymi.
Zjawisko superkawitacji jest szczególnym przypadkiem kawitacji. Generalnie kawitacja jest
zjawiskiem powszechnie unikanym i nie pożądanym przez inżynierów, ale nie w tym
przypadku. A powód jest prosty: aby pocisk poruszający się w wodzie pozbawiony był
oporów jakie stawia przed nim opływający ją płyn (np. woda). Każdy zdaje sobie sprawę z
siły jaką trzeba włożyć by poruszać się na ziemi w powietrzu i jaką siłę trzeba włożyć by
poruszać się w wodzie. Dlatego też jeśli będzie możliwe stworzenie z otoczenia w jakim
porusza się ciało, bąbla gazu, to spowoduje to, iż ciało będzie mogło się poruszać w wodzie
praktycznie bez oporów. Do tego, by możliwe było stworzenie tego zjawiska, używane są
kawitatory (urządzenia mające różne kształty za pomocą których mają być wytwarzane wnęki
superkawitacyjne). Wnęki ta mają mieć określoną minimalną wartość po to, by wytworzony
bąbel mógł opłynąć całe ciało przed jego zapadnięciem. Kolejnym problemem jest nie
równomierny rozkład ciśnień wewnątrz pęcherza. Prace nad tym zjawiskiem od dawna są
prowadzone przez Rosjan (których pierwszą torpeda była "Szkwał"), a Amerykanie starają się
ich dogonić w tych badaniach.
Trzeba zdać sobie sprawę że państwo które
będzie w posiadaniu takiej bomby, może zmienić
warunki walki na morzu w taki sposób, że
przeciwnik nie będzie w stanie się przed nim
obronić. Wystarczy sobie wyobrazić
wystrzelenie torpedy, która będzie poruszać się z
prędkością taką jak w powietrzu i porównać ją z
możliwością manewrową współczesnych łodzi
podwodnych (albo zdziwienie pilota samolotu
odrzutowego do którego z wody wystartuje
rakieta poruszająca się z dużą prędkością).
Prawdopodobnie ten rodzaj torpedy był odpowiedzialny za zatonięcie okrętu
podwodnego„KURSK”.
Według rosyjskich wojskowych w luku torpedowym "Kurska" mogła eksplodować torpeda
65-67 kalibru 650 mm. Torpeda ta ma w rosyjskiej marynarce bardzo złą opinię. Uważana
jest za niestabilną, wręcz wadliwą i wymagającą szczególnie ostrożnego traktowania. Być
może jednak, chodziło o całkiem inną torpedę. Zachodni eksperci od broni podwodnej są
zdania, że podczas ćwiczeń, w trakcie których doszło do zatonięcia "Kurska", Rosjanie
postanowili przetestować nowy rodzaj broni - torpedę „Szkwał”.
Zamiast po prostu płynąć w wodzie, torpeda ta miała "lecieć" w otoczeniu wytwarzanych
przez nią bąbli powietrza. Według samych Rosjan torpeda „Szkwał” osiąga prędkość ponad
200 węzłów, tj. ok. 370,4 km/h. Torpeda jest niesterowalna, dlatego ciągnie za sobą pokaźnej
długości przewód który pozwala jej nadać i ustalić obrany kierunek ruchu.
Była to, krótko mówiąc, rewolucyjnie nowoczesna broń. Władze rosyjskie w sposób
oczywisty nie chciały, by tajemnica tej broni wpadła w obce ręce. I tu po części kryje się
przyczyna takiego, a nie innego zachowania rosyjskich władz po katastrofie "Kurska".
Badania pocisków superkawitacyjnych prowadzą też Amerykanie w Naval Undersea Warfare
Center. Jego dyrektor dr. John E. Sirmalis ujawnił w roku 2000, że w mikroskali testowano
pocisk poruszający się z prędkością naddżwiękową. 17 lipca 1997 r. Supercavitating High-
Speed Body pokonał odcinek pomiarowy z prędkością 1549 m/s!! Sirmalis poinformował
wówczas, że przyszłe okręty podwodne US Navy będą uzbrojone w pociski superkawitacyjne
do niszczenia wystrzelonych przeciwko nim torped.
W maju w Berlinie, podczas wystawy
lotniczej i targów ILA 2004, po raz
pierwszy zaprezentowano publicznie
niemiecki demonstrator, wspomnianą
Barakudę. W basenie pomiarowym na
głębokości 4 m pod woda uzyskała prędkość
100 m/s i - w przeciwieństwie do torpedy
Rosjan - jest w pełni sterowalna. Istotne
także jest, że Barracuda jest kilkakrotnie
mniejsza od Szkwału. W przyszłości
zostanie wyposażona w aktywny sonar,
czyli rodzaj podwodnego radaru,
wysyłającego impulsy dżwiękowe i
odbierającego echa odbite od przeszkód. Do
tego jednak jeszcze droga daleka.
Efekt kawitacji został także zaobserwowany
w środowisku rozrzedzonym ( atmosferze
ziemskiej).
Wiele osób słyszało uderzenie dźwiękowe,
ale mało kto je zobaczył. Kiedy samolot leci
z prędkością naddźwiękową, fale gęstości
dźwięku wydawanego przez samolot nie
mogą go wyprzedzić, więc gromadzą się w stożku za nim. Kiedy taka fala uderzeniowa mija
obserwatora na ziemi, w jednej chwili słyszy on cały dźwięk produkowany przez dłuższy
czas. To właśnie jest uderzenie dźwiękowe. Czasami, gdy samolot przyspiesza, żeby
przekroczyć barierę dźwięku, tworzy się niezwykła chmura. Przyczyny powstawania takiej
chmury nie są do końca znane, ale wiodąca teoria mówi, że następuje spadek ciśnienia wokół
samolotu ( tak jak w zjawisku kawitacji ), opisany przez osobliwość Prandtla-Glauerta,
powodując kondensację pary wodnej. Zdjęcia przedstawiają myśliwica F/A-18 Hornet który
został sfotografowany w chwili przekraczania prędkości dźwięku. Również duże meteory i
prom kosmiczny często powodują słyszalne uderzenia dźwiękowe zanim atmosfera ziemska
spowolni je do prędkości poniżej prędkości dźwięku.
Od SUPERKAWITACJI do UFO
Mieszkańcy Puerto Rico są przekonani, że na ich wyspie
znajdują się podziemne i podwodne bazy UFO. Niektórzy
badacze przychylają się do tego zdania. Zbyt wiele zdjęć
wykonanych nawet przez wojskowych fotografów ukazuje
UFO startujące spod przybrzeżnych wód lub wyłaniające się,
wydawałoby się, spod ziemi. 6 lipca 1990 r. szyper statku
stojącego u wybrzeży wysepki Palomino (niedaleko Puerto
Rico) sfotografował startujące spod wody UFO w kształcie
kapelusza.
W listopadzie 1980 roku portorykański policjant, Jose Cardero,
wykonał serię zdjęć UFO nad wsią Levitvon. UFO pojawia się
najczęściej na południowo-zachodnim skraju wyspy, w pobliżu
miasta Cabo Rojo. Ufolodzy podejrzewają, iż pod dnem
leżącego w pobliżu jeziora Cartagena, jak też w pobliskich
głębinach morskich opadających gwałtownie aż do 2000
metrów, znajdują się podwodne bazy UFO, być może
połączone ze sobą. Cywilni naukowcy nie mogą sprawdzić tej
hipotezy, gdyż te tereny zostały objęte nadzorem wojska...
Istnieją przesłenki że zjawisko kawitacji jest stosowane w
napędach pojazdów NOL. Opowiadał o tym Krzysztof
Jackowski w jednej ze swoich wizji, której byliśmy świadkami.
Naukowcy stale pogłębiają wiedzę nad zjawiskiem kawitacji i superkawitacji, nie jest ono do
końca poznane i zbadane. Nie trudno wyobrazić sobie przyszłe łodzie podwodne bazujące na
napędzie rakietowym mknące z zawrotnymi prędkościami nieosiągalnymi dla dzisiejszych
konstrukcji. A nawet takie które będą w głębinach osiągały olbrzymie prędkości i zdolne do
samodzielnego lotu ( hydroloty ) wystartują z głębin oceanów.
Jeśli uda się wytworzyć pęcherz superkawitacyjny wokół okrętu podwodnego wtedy
pokonamy kolejną barierę którą jest ogromne ciśnienie panujące w głębinach. Oczywiście
technologia ta będzie zarezerwowana dla wojska ale jak każda z czasem ujrzy światło dzienne
i zaczną ją wykorzystywać cywile, przyczyni się ona do poznania tajemnic głębin morskich
których ponad 90% czeka na odkrycie.
Pompa kawitacyjna
Pompa kawitacyjna - zwana poprawniej przepływową pompą kawitacyjną - to rodzaj pompy
ślimakowej, która wykorzystuje zjawisko kawitacji do przetłaczania bardzo lepkich płynów.
Wywołane przez obrót specjalnej konstrukcji ślimaka, strefy kawitacji płynu "popychają"
kolejne porcje płynu wzdłuż ślimaka i jednocześnie powodują powstanie stref dużego
podciśnienia, do których są "zassysane" kolejne porcje płynu.
Rotorem w tego rodzaju pompach jest stalowa helisa, pokryta bardzo twardym i gładkim
materiałem (chromem lub spiekami ceramicznymi). Rotor ten jest umieszczony w rurze,
wewnątrz której znajduje się, gruba, helikalna uszczelka. Skok helisy wypełnienia gumowego
jest równy dokładnie połowie skoku helisy rotora. Rotacja stalowej helisy powoduje
powstanie stref kawitacji, które przemieszczają się cały czas wzdłuż jej osi i wymuszają
opisany wyżej mechanizm pompowania płynu.
Pompy kawitacyjne charakteryzuje stosunkowo małe zużycie energii i długi czas eksploatacji,
pod warunkiem ścisłego przestrzegania zasad jej użytkowania. W pompie tej rolę środka
smarującego odgrywa właściwie sam pompowany płyn. Musi on więc spełniać pewne
kryteria, takie jak odpowiedni zakres dopuszczalnej lepkości (dostosowany do określonego
rodzaju pompy). Płyn nie może zawierać zbyt wielu zanieczyszczeń, które mogą uszkadzać
rotor i gumowe wypełnienie. Nie wolno też tej pompy uruchamiać przed zalaniem jej
pompowanym płynem.
Pompy tego rodzaju są stosowane głównie w przemyśle kosmetycznym i farmaceutycznym
(do pompowania past, pomadek, kremów itp.).
Poniższe informacje, ilustracje, zostały zaczerpnięte ze strony
Hydro Dynamics
oraz z opisu
patentu U.S. Nr. 5385298.
Pompa hydrosoniczna jest prostym, trwałym i "czystym ekologicznie" urządzeniem. Zanim
przedstawię zasadę jej działania i konstrukcję, omówię kilka doświadczeń, zjawisk
fizycznych, które pomogą zrozumieć o co w tym chodzi.
W jaki sposób można doprowadzić ciecz (np. wodę) do wrzenia? Można to zrobić na dwa
sposoby:
•
Podgrzewając ciecz, aż osiągnie temperaturę wrzenia.
•
Obniżając ciśnienie, co spowoduje obniżenie temperatury wrzenia (np.: umieszczając
wodę w szczelnym pojemniku z którego wypompowywujemy powietrze, możemy
doprowadzić ją do wrzenia w temperaturze pokojowej)
Podczas przepływu cieczy w rurze jej prędkość jest największa w środku jej przekroju i
stopniowo maleje jak zbliżamy się ku jej ściankom, natomiast ciśnienie (statyczne) jest
najmniejsze w środku i rośnie wraz ze spadkiem prędkości.
Podczas przepływu wody w rurach słychać czasami różne trzaski i inne dźwięki. Często jest
to wynikiem kawitacji, czyli powstawania w cieczy pęcherzyków pary w strefie
zmniejszonego ciśnienia i nagłe ich znikanie (implozja) w strefie większego ciśnienia.
Spójrzmy na rys.1a i b. Przez rurę płynie woda z dużą prędkością natrafiając na nagłe
zwężenie przekroju, przeszkodę, za którą powstaje nagły spadek ciśnienia (czyli obniża się
także temperatura wrzenia cieczy), co powoduje powstawanie pęcherzyków pary, które
powiększają się dotąd, aż znajdą się w strefie zwiększonego ciśnienia w pobliżu ścianek rury
gdzie następuje nagłe ich znikanie; podobne zjawiska powstają przy przepływie wody z dużą
prędkością przez kolanka, trójniki, dyfuzory. Czas implozji takiego bąbla pary to tysięczne
części sekundy, co powoduje, że w punkcie jego zniknięcia następuje wzrost ciśnienia nawet
do 100÷1000 MPa. Ponieważ w takim przypadku jak na rys.1 a, b pęcherzyki pękają głównie
w pobliżu ścianki, rura będzie podlegać stopniowemu niszczeniu (ze względu na tak wysokie
ciśnienie). Zjawisko kawitacji może powodować także niszczenie wirników pomp, a nawet
śrub okrętowych dużych statków.
Kawitacja może zachodzić również w przypadku oddziaływania fal dźwiękowych -
ultradźwięków (kawitacja akustyczna) - do jej powstania jest potrzebny pewien próg
natężenia ultradźwięków, niższy w cieczy zagazowanej (powstają pęcherzyki gazowe -
pseudokawitacja), a wyższy w cieczy odgazowanej (kawitacja akustyczna właściwa).
Kawitacja akustyczna powoduje m.in. rozbijanie ciał stałych, czyszczenie, inicjowanie
i przyspieszanie reakcji chemicznych. Te fale dźwiękowe powstają również w pompie
kawitacyjnej - stąd jej inna nazwa pompa hydrosoniczna. Gdy bąble kawitacyjne (w
przypadku kawitacji akustycznej) się zapadają może być wydzielane intensywne światło
zwane sonoluminescencyjnym.
Animacja przedstawiająca powstawanie pęcherzyków pary podczas kawitacji w pompie
kawitacyjnej (hydrosonicznej) i ich implozji - animacja pochodzi ze strony
www.hydrodynamics.com
.
W naturze zjawisko kawitacji wykorzystały do polowania w swoich szczypcach raki
pistoletowe. Dzięki kawitacji udało się również przesuwać próbówkę z wodą oświetlając ją
promieniem lasera, co wykorzystano do konstrukcji mikropomp pompujących wodę (pompa
bez części ruchomych oświetlana laserem).
Ciekawy opis zjawiska kawitacji na stronie
http://www.myzlab.prv.pl
w dziale
"Ciekawostki".
BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA POMPY KAWITACYJNEJ
Podczas badań nad przepływem wody w rurach Jim Griggs zauważył podwyższenie jej
temperatury, które było większe niż mogłoby dawać tarcie i rozchodzące się fale uderzeniowe
oraz dźwięki wewnątrz rury. Wynikiem tych badań było zbudowanie i opatentowanie pompy
kawitacyjnej (zwanej też hydrosoniczną). Pompa ta była badana w NASA, gdzie
potwierdzono wyniki uzyskane przez Griggsa. Wynalazek ten był też prezentowany w wielu
programach TV, między innymi w emitowanym także w Polsce (w 1 lub 2 programie TVP -
w 1998 lub 1999 roku) programie BBC poświęconym najnowszym odkryciom naukowym pt.:
"Fantastyczna przyszłość".
Pompa składa się z wirnika w postaci walca, na którego bocznej powierzchni nawiercone są
otwory. Walcowa (w postaci krótkiej rury) obudowa zamknięta jest dwoma talerzowymi
pokrywami, w których osadzone są łożyska i uszczelnienia wału wirnika. W pokrywach,
obudowie znajdują się otwory: wlotowy i wylotowy, przez które przepływa woda (lub inna
ciecz). Wirnik jest takiej wielkości, aby między obudową i bocznymi pokrywami była pewna
niewielka przerwa. Do pompy kawitacyjnej tłoczona jest woda (przez zwykłą pompę do
wody, np. od instalacji centralnego ogrzewania). Gdy wirnik zaczyna się obracać woda
wypływa pod wpływem siły odśrodkowej z jego otworów (prędkość obrotowa powinna być
odpowiednio duża), w których wytwarza się niskie ciśnienie - następuje obniżenie
temperatury wrzenia wody i powstają tysiące małych pęcherzyków pary; woda wyrzucana z
jednego otworu wpada do następnego i tak w kółko. W pracujących pompach
zaobserwowano, że pęcherzyki nie ulegają implozji przy powierzchni wirnika (nie niszczą
go), lecz głównie w otworach wirnika, w samej wodzie. Powoduje to, że cała energia implozji
bąbla pary i wzrostu punktowego ciśnienia (do 100÷1000 MPa) jest przejmowana przez
wodę, w postaci wzrostu temperatury. Ponieważ w pompie powstaje i zanika tysiące
pęcherzyków, woda bardzo szybko zwiększa swoją temperaturę tak, że wrze i z pompy
wypływa para lub (w zależności od prędkości podawania wody do pompy) ciepła woda.
Pompę można wykorzystać do ogrzewania, destylacji (np. zamiana słonej wody na pitną),
szybkiej pasteryzacji, produkcji różnych związków chemicznych (na wejście podajemy dwa
różne związki, a na wyjściu otrzymujemy trzeci powstały w wyniku ich reakcji pod wpływem
temperatury), do produkcji papieru, mieszania różnych substancji (np. płynu z płynem, płynu
z gazem), rafinacji ropy naftowej, itp.
Pompa kawitacyjna może być napędzana dowolnym źródłem energii mechanicznej, np.
silnikiem elektrycznym, wiatrakiem (bezpośrednio z wału na dole przy podstawie wieży,
masztu wiatraka). Należy tak dobrać wielkość wirnika pompy i prędkość obrotową silnika
napędzającego, by osiągnąć odpowiednią prędkość obwodową wirnika. Można zastosować
przekładnię (dowolną), lepiej jednak aby silnik napędzał pompę bezpośrednio - mniejsza
złożoność i większa niezawodność.
Pompa kawitacyjna jest urządzeniem o niewielkich rozmiarach, prostej i trwałej konstrukcji.
Nie ma tu spalania, grzałek elektrycznych. Jest bezpieczna i przyjazna dla środowiska.
Niezwykle prosta w obsłudze - wystarczy włączyć przycisk - całą pracą steruje układ
elektroniczny (możliwość utrzymywania stałej temperatury z dokładnością 1°C). Nie ma
spalania - brak zagrożenia wybuchem, szkodliwych gazów, popiołów. Ponieważ
najgorętszym elementem jest woda (ciepło jest generowane wewnątrz płynu - czyli tam gdzie
jest potrzebne; wszystkie części mają zawsze trochę niższą temperaturę - mała różnica
temperatur) oraz ze względu na czyszczące działanie kawitacji nie osadzają się
zanieczyszczenia (kamień) na elementach pompy, tak jak to ma miejsce w bojlerze, piecu c.o.
itp.
Energia wytwarzana przez pompę kawitacyjną jest przewidywalna. Mimo że należy
rozpatrzyć wiele czynników to najbardziej kluczowymi elementami wpływającymi na ilość
wytwarzanej energii cieplnej są: prędkość obrotowa wirnika, liczba otworów na wirniku,
odległość pomiędzy wirnikiem a obudową i bocznymi talerzami. Dla danej średnicy wirnika,
jego szerokości i pewnej liczby otworów przy stałych obrotach (obr/min) zachodzą
następujące zależności:
•
Jeśli o X % wzrasta liczba otworów (stałe wymiary - średnica i głębokość otworów)
przy jednoczesnym wzroście szerokości wirnika - ilość energii cieplnej wzrośnie
również o X %, np.: pompa z wirnikiem o średnicy 12" (30.48 cm), 1" (2.54 cm)
szerokości, zawierającym 36 otworów, prędkości obrotowej 3600 obr/min będzie
dawać 25 500 BTU (British Thermal Junit - brytyjska jednostka cieplna, 1 BTU =
1055,06 J = 252 cal = 0,000293012 kWh; 25 500 BTU = 26 904 030 J = 6 426 000 cal
= 7,472 kWh). Jeśli szerokość wzrośnie do 2" (5.08 cm) i liczba otworów do 72,
otrzymamy 51 000 BTU (wzrost o 100%) = 14,944 kWh.
•
Kiedy wzrośnie średnica i/lub prędkość obrotowa - zwiększa się prędkość obwodowa
wirnika - to na wyjściu BTU wzrośnie odpowiednio: wirnik 12" (30,48 cm) × 1" (2,54
cm), 36 otworów, 10 800 obr/min, prędkość obwodowa 172,4 m/s - otrzymamy 2 680
000 BTU = 2 827 560 800 J = 785,272 kWh (przy 3600 obr/min było 25 500 BTU).
•
Dwa wirniki o różnych średnicach i różnych prędkościach obrotowych z równą liczbą
otworów będą dawały tą samą energię, jeśli ich prędkości obwodowe są równe.
Wirnik 12" (30,48 cm) przy 3600 obr/min (180 ft/sec = 54,8 m/s) będzie dawał tą
samą energię co wirnik 24" (60,96 cm) przy 1800 obr/min (180 ft/sec = 54,8 m/s).
Schematy 2 instalacji do ogrzewania domku jednorodzinnego
Niektóre parametry produkowanych pomp dla przemysłu
Wymiary
pompy w
cm
40,64×12,
7
40,64×25,
4
81,28×27,9
4
81,28×53,3
4
101,6×20,3
2
101,6×27,9
4
Obr/min
3 600
3 600
1 800
1 800
1 800
1 800
Wytwarzan
a energia w
kWh (tys.
BTU)
112 (381)
225 (770)
520 (1775)
932 (3182)
1865 (6365) 2454 (8375)
Przy podawanych danych przyjąłem następujące dane 1 BTU = 0,000293012 kWh, 1
Mechanical Horsepower HP = 745,7 W.
Jak na początku wspomniano, przemiana energii mechanicznej w cieplną następuje z bardzo
wysokim współczynnikiem sprawności. Oficjalnie mówi się, że prawie 100% energii
mechanicznej jest zamieniane w energię cieplną, jednak w wielu publikacjach krążących w
Internecie podaje się, że otrzymywać można średnio 110-130% energii w postaci ciepła (przy
prawidłowo zbudowanej pompie) - jednak jak to z informacjami podawanymi w Internecie
mogą być mało wiarygodne, wystarczy wspomnieć jakie niesamowite informacje krążyły na
temat Sagwey'a przed jego premierą (że potrafi latać, że ma napęd antygrawitacyjny itp.),
który okazał się jedynie dość niekonwencjonalnym pojazdem elektrycznym.
Dane na temat sprawności były podawane w TV i podobno potwierdzono je w
NASA
. W
internecie udało mi się znaleźć następującą informacje:
- w 1994 przeprowadzono szczegółowe śledztwo w tej sprawie, nadzorował to oficer śledczy
Jed Rothwell - przez 20 minut zużyto 4.8 kWh energii elektrycznej na wejściu wytwarzając
19050 BTU energii cieplnej co odpowiada 5.58 kWh, czyli 117% energii wejściowej,
faktycznie nawet więcej jeśli uwzględni się, że na silniku elektrycznym występują straty
(dostarczona energia mechaniczna jest trochę mniejsza od pobranej energii elektrycznej);
- urządzenie Griggsa badał profesor Keizios, dziekan honorowy "Department of Mechanical
Engineering at Georgia Institute of Technology", który był prezydentem "American Society
of Mechanical Engineers". Nadzorował on projekt aparatury mierzącej pobieraną i
wytwarzaną energię przez pompę Griggsa - maksymalną sprawność jaką udało się uzyskać w
warunkach laboratoryjnych to 1,6 (czyli 60% więcej niż włożyliśmy energii; specjalne
wykonanie pompy, izolacja cieplna itp.).
Można by pomyśleć "wspaniale, można zbudować samonapędzającą się maszynę", niestety
jest pewien problem - urządzenia przetwarzające energię cieplną w mechaniczną mają małą
sprawność (duże straty). Użytkownicy w USA ogrzewania opartego na pompie kawitacyjnej
podobno płacą średnio o 30% mniejsze rachunki za prąd, w porównaniu do ogrzewania
elektrycznego.
Wieczny silnik Potapowa
tematy pokrewne:
pompa kawitacyjna
|
kawitacja
|
silnik potapowa
|
wirowy-generator-ciepla
Wieczny silnik Potapowa. Moc 1,4 MW (1900 KM ). W czasie roku wytwarzania
energii elektrycznej może zastąpić spalanie ok. 2000 ton węgla.
Po raz pierwszy w światowej technice, w Rosji został zbudowany silnik molekularny ( MD
), który w porównaniu do tradycyjnych swoimi charakterystykami znacznie je przewyższa.
Silnik został rozwinięty pod kierownictwem i na bazie osiągnięć naukowych profesora,
doktora nauk technicznych, akademika RAEN J.S. Potapowa.
Silnik molekularny pracuje bez zużycia paliwa, a to znaczy, że jest ekologiczny dla
środowiska i może być użyty zarówno dla środków transportu jak i produkcji energii
elektrycznej i cieplnej.
Ten typ silnika pracuje w systemie autonomicznym, z wykorzystaniem części wypracowanej
energii na własne potrzeby.
Zaprojektowany został na 30 lat służby.
Czas pracy do wymiany łożysk generatora wynosi 70.000 godzin (8 lat).
W tym linku informacja o pierwszym w świecie silniku molekularnym zbudowanym pod
kierownictwem akademika Potapowa w Zakładach im. Diegtariewa s.a.
http://www.zid.ru/ru/products/perspective/md.html
Przewidywany czas pracy silnika bez użycia paliwa: 30 lat.
Zastosowanie: w transporcie, produkcji energii
Zakłady Diegtariew przyjmują zamówienia na zbudowanie autonomicznych kompleksów
o mocy 1 MW na bazie tego silnika!
Telefon; Rosja (09232) 918-03
Wprowadzenie w poniższym linku:
http://www.universalinternetlibrary.ru/book/potapov/vvedenie.shtml
Faktycznie wynalazek ten jest oparty jak sam w innej publikacji oświadczył na wyciągniętych
z szafy wcześniejszych badaniach nad teoriami Schaubergera. Ważniejsze podpunkty
opracowania w skrócie.
4.5 Możliwości wydzielania energii więzi przy wirowaniu ciał.
Relatywne uogólnienie teorii wirów było znane jeszcze w latach 20-tych ub wieku, a do lat
90-tych nie tylko nikt nie ujawnił o odkryciu promieniowania elektromagnetycznego i innych
zjawisk wydzielania energii przy wirowaniu ciał makroskopowych, ale nikt tez nie postawił
pytania o konieczności takich badań.
5.3 Zagadkowe pola torsyjne.
Szypow i Akimow uzgodnili ze nośnikiem wzajemnych oddziaływań jest neutrino. Nigdy ci
autorzy nie nazwali neutrina tachionami i dlatego nie kazali mówić o transcendentalnych
neutrinach, a pisali ze w jakości kwantów pola torsyjnego występują niskoenergetyczne
reliktowe neutrina. Za to narazili się na krytykę ujawniającą wynikające z tego zaprzeczenia.
Jedna z nich to to że prędkość reliktowych kosmologicznych neutrin równa się prędkości
światła a teoria Szypowa potrzebowała licznego rozpowszechnienia pól torsyjnych. Z tej
teorii wynikało ze szybkość rozchodzenia się pól torsyjnych jest 9x większa od prędkości
światła w próżni.
Szypow i Akimow mrowia ze pierwszym eksperymentalnym potwierdzeniem tego sę
rezultaty obserwacji astronomicznych astronoma Kozyriewa przedstawione w 1976r.
Kozyriew obserwował gwiazdy przez teleskop-reflektor, zakryty nieprzenikliwym dla fal
elektromagnetycznych dachem.
Odkrył że kiedy teleskop był skierowany w niektóre części nieba oporność na ciepło
opornika, umieszczonego płaszczyźnie fokalnej zmienia się. Takie sygnały rejestrował przy 3
położeniach teleskopu:
1.kiedy kierunek zgadza się z optycznym położeniem obiektu (gwiazdy/galaktyki). Przy tym
sygnał idzie razem ze światłem <z przeszłości> bo światło gwiazdy zostało
wypromieniowane przez nią kilka lat temu i cały czas był w drodze do nas.
2.kiedy kierunek odpowiadał prawdziwemu (obliczeniowemu) położeniu obiektu w
momencie obserwacji ( sygnał dzisiejszy)
3.kiedy kierunek odpowiadał położeniu obiektu na ten moment kiedy światło
wypromieniowane w momencie oglądania go z Ziemi dopiero doleci (sygnał z przyszłości)
Było to przyjęte ze sceptycyzmem i 10 lat nikt o tym nie wspominał bo było to
nieprawdopodobne. W 1990r grupa astronomów pod kierunkiem akademika Lawrienjewa i
niezależnym od nich Pugaczem z Kijowa potwierdziła obserwacje Kozyriewa. Stronnicy
teorii pól torsyjnych interpretowali te rezultaty jako obserwacje przekazu sygnałów przez pola
zakrzywione wirującymi gwiazdami i galaktykami.
znaczy to że będące nosicielami oddziaływań sekretnych niskoenergetyczne wirujące
(dysponujące spinem) neutrina mogą odlecieć od nas w przyszłość, a zostać tam
transcendentalnymi, kręcić się do tylu zarówno w przestrzeni jak i w czasie.
W teorii tachionów nazywa się to inwersja.
Szypow i Akimow potwierdzają ze pola torsyjne zmieniają orientacje spinu elektronów w
naświetlanym promieniowaniem torsyjnym materiale.
Związana z tym jest:
6.4 Hipoteza przeciwpotoku w wirach (turbina Schaubergera)
p.12 Teoria ruchu wyjaśnia efekt Schaubergera tak ze wirujący strumień wody zmusza
cześć energii cieplnej molekuł będący wewnętrzną energia strumienia, do pozostania w
wirującym strumieniu, ma przechodzić w energie kinetyczna ruchu w kierunku prostopadłym
do stycznej prędkości skręcania wokół osi wirującego strumienia. Ostatniego wymaga prawo
zachowania momentu ilościowego ruchu strumienia. A prawo zachowania impulsu wokół
jego osi wirowania wymaga, by przy tym pojawił się przeciwpotok, lub powstało osiowe
promieniowanie fotonów lub neutrina, kompensujące zmiany wydłużonego impulsu
strumienia.
(stad charakterystyczne zmiany barwy przez tzw. UFO co twierdziłem już 2 lata temu)
Dalsze rozdziały
-7.1 Wieczne silniki
-9.1 Skąd energia we wodzie?
10.1 Zimna synteza jądrowa.
15.1 Ciepłogenerator wirowy
19.2 Jak zbudowana jest elektrociepłownia kwantowa.
22.1 Czy woda może być paliwem?
Zakłady im. Diegtariewa w St.Petersburgu oferują do sprzedaży tzw. wieczny silnik
Potapowa.
Twierdzą jakoby przez 30-50 lat obywał się bez korzystania z paliw, a jego przeznaczenie jest
możliwe do wykorzystania do transportu i do produkcji energii.
Gdyby się okazało ze jest to w pełni sprawne i działające urządzenie może stanowić przełom
dla ludzkości.
Problemem jest bowiem to ze o ile założenia teoretyczne pod to urządzenie powstawały przez
ok 30 lat w byłym ZSRR i były najkosztowniejszym programem badań naukowych w historii
ludzkości (dla przeciwwagi taki sam program był w USA) i faktycznie wydaje się że w świetle
publikowanych teorii nie można mieć już wątpliwości że tak było, to znając tradycyjnie już
rosyjska technikę wykonywania przedmiotów masowego użytku można mieć już wątpliwości....
Co prawda już raz w historii tego typu agregaty były możliwe do skonstruowania w latach 30-
ych ub. wieku, ale przeszkodziła w tym 2 Wojna Światowa, a teoria w oparciu o którą powstał
ten wynalazek opracowana w latach 20-tych, została zaadoptowana do zbudowania maszyn
latających tzw. latających talerzy potocznie zwanych UFO dla ukrycia tego zjawiska .
W tej chwili sugerowana cena za 1kW (1,36 KM) mocy urządzenia wynosi 500 USD
ale sądzę że przy produkcji seryjnej na masowa skale mogłaby być znacznie niższą.
Należy tu tylko wspomnieć że tak jak było powiedziane na posiedzeniu specjalnej Komisji
Senatu USA w 2000r ze kraje które jako pierwsze uzyskają dostęp i wdrożą te ciągłe jeszcze
ściśle tajne technologie uzyskają zaskakujący skok ekonomiczno-technologiczny wyprzedając
znacznie pozostałe .
Kontynuacja o silniku:
1.STRELJAC? NU NADA! (strzelać? ależ oczywiście)
2.SILNIK POTAPOWA (kontynuacja)
3.ROZRYWKA PRZED BURZA (technologiczna)
1.STRELJAC? NU NADA! (strzelać? ależ oczywiście)
W linku poniżej znajduje się ponowna wypowiedz pana Anatola Kornukowa, byłego
dowodzący obrony przeciwlotniczej i przeciwrakietowej Rosji, doradzającą obecnemu jej
dowództwu jak najszybsze rozprawienie się z samolotami naruszającymi przestrzeń
powietrzna kraju:
http://news.pravda.ru/politics/2004/03/29/61623.html
Widocznie procedury te głęboko zapadły temu obywatelowi w pamięć począwszy od 1983r....
2.SILNIK POTAPOWA (kontynuacja)
jak przed chwila się dowiedziałem 21 października ujawniono w Rosji ze niedługo odbędzie
się w Sankt Petersburgu publiczna prezentacja tego urządzenia o mocy 37kW. Jest to po
prostu miniaturowa wersja urządzenia które miało napędzać przed laty pierwsza generacje
radzieckich dysków antygrawitacyjnych, powstałych na podstawie dziś ciągle jeszcze ściśle
tajnej teorii wirów Schaubergera.
Parametry w jakich zachodzi samoczynnie powtarzająca się reakcja są ściśle tajne,
jednak udało mi się przed 1,5 roku poznać te parametry odnośnie wody które są następujące:
temperatura wody 3,14 st C oraz częstotliwość wirowania 20-30.000/minutę, aby reakcja
określana jako tzw. życiowa następowała w sposób ciągły, samoczynny, bez dostarczania po
jej jednorazowym rozpoczęciu dodatkowych porcji energii rozruchowej.
(Ten silnik działa w oparciu o wir powietrzny-najprostsza wersje efektu Schaubergera , która
również miała napędzać samolot EKIP, jednak charakteryzuje się tym ze w tym wypadku nie
zachodzi, przynajmniej nic mi na ten temat nie wiadomo, silne promieniowanie
rentgenowskie jak w wirach wodnych.)
3.ROZRYWKA PRZED BURZĄ (technologiczna)
Znalazła się też informacja o tym jak przygotowania do lotu na Marsa w 1963,a wiec badania
nad długotrwałymi lotami kosmicznymi zamaskowano w jednym z budynków w centrum
Moskwy jako odział milicji.....
(Informacja ujawniona z okazji 40-lecia istnienia instytutu)
Wirowy generator ciepła
tematy pokrewne:
pompa kawitacyjna
|
kawitacja
|
silnik
potapowa
|
wirowy-generator-ciepla
Wirowy generator ciepła (VHG), używany do ogrzewania
oraz dostarczania ciepłej wody, to ekologiczny generator
ciepła nowej, ósmej generacji. Nie posiada on typowych
elementów grzejnych. Konstrukcję tego wyjątkowego
urządzenia, będącego alternatywą dla obecnych kotłów
grzewczych, opracował Jurij Potapow. Proces podgrzewania
cieczy w naszym generatorze zachodzi dzięki implozji
pęcherzy pary wodnej, tarciu oraz łączeniu się cząsteczek
wody.
VHG przeznaczony jest do ogrzewania oraz dostarczania
wody ciepłej do mieszkań, wysokich budynków, magazynów,
szkół, zakładów produkcyjnych, cieplarni, domów
jednorodzinnych, działkowych, warsztatów - pomieszczeń o
powierzchni od 50 do 30000 metrów kwadratowych. W VHG
wyposażyliśmy również nasz samoregulujący przenośny
generator ciepła i pary /link/.
VHG posiada pełen zestaw do montażu oraz system
automatycznego sterowania. Bez trudu można go podłączyć
do nowych lub istniejących już układów ogrzewania. Konstrukcja i rozmiary VHG bardzo
upraszczają jego montaż w dowolnym typie zabudowań.
Nasze generatory ciepła produkowane są zgodnie z najnowszymi standardami budowy
urządzeń mechanicznych, co np. oznacza, że uszczelnienia oraz łożyska generatora mogą
pracować przez kilka lat bez potrzeby ich wymiany i rozmontowywania generatora.
Wprowadziliśmy także wiele zmian do budowy wewnętrznej VHG, celem zwiększenia
wydajności oraz prostoty pracy.
Zalety VHG oraz VHSG (generatorów cieplno-parowych) przy produkcji ciepła oraz
ciepłej wody:
- Nie wymagają pozwoleń od służb cywilnych, energetycznych (przy mocy do 100 KW),
nadzoru sanitarno-epidemiologicznego lub pożarowego.
- Niskie potrzeby konserwacyjne (kontrola łożysk i szczelności raz na 6 miesięcy), które
VHG zawdzięcza zaawansowanej technologii produkcji.
- Niskie koszty utrzymania i konserwacji:
-- Brak konieczności doprowadzania przewodów grzewczych oraz minimalizacji strat ciepła;
-- Brak konieczności przygotowania wody (jakość wody, stopień jej mineralizacji czy
zanieczyszczenia nie wpływają na działanie generatora;
-- Technologia podgrzewania wody nie powoduje osadzania się kamienia kotłowego;
-- Brak konieczności zapewniania zapasów paliwa i jego bezpieczeństwa (do ogrzewania nie
używa się gazu, węgla, drewna lub paliw płynnych)
-- Bezpieczeństwo i ekologia:
-- VHG nie zużywa paliw (gazu, węgla, drewna, oleju), przez co nie produkuje spalin ani nie
zanieczyszcza powietrza. Nie ma również zagrożenia wybuchem lub pożarem;
-- Zastosowanie nowoczesnych środków bezpieczeństwa całkowicie wyklucza
niekontrolowany przyrost temperatury czy ciśnienia w systemie grzewczym.
- Prostota montażu i obsługi VHG: Montaż wymaga właściwie podłączenia przewodów
wlotowych i wylotowych wody do układu grzewczego;
- Prostota obsługi: układ sterowania automatycznego odpowiada za pracę oraz procesy
zachodzące w układzie grzewczym. Generator nie wymaga obsługi przez wyspecjalizowany
personel.
- Niezależność działania:
- VHG są samodzielnymi agregatami grzewczymi, mogącymi pracować w różnych trybach.
- Niezawodność:
- Trwałość użytkowa wynosi minimum 15 lat; okresowa wymiana uszczelnień oraz łożysk.
- Bardzo niskie koszty ogrzewania - w porównaniu z innymi technologiami grzewczymi.
- VHG jest bezkonkurencyjny w produkowaniu ciepłej wody bieżącej, nawet w porównaniu z
bojlerami opalanymi tanim gazem ziemnym, pod względem wydajności i kosztów.
VHG jest urządzeniem uniwersalnym, które można wykorzystać do:
- ogrzewania pomieszczeń, również wyposażonych w ogrzewanie podłogowe;
- układy doprowadzania ciepłej wody bieżącej;
- w nowych lub istniejących układach ogrzewania oraz doprowadzania ciepłej wody bieżącej;
- ogrzewania różnych rodzajów cieczy;
- podgrzewania cieczy do temperatur powyżej 100 °C.
Inne zastosowania VHG:
VHG jest wydajnym oraz uniwersalnym urządzeniem: może pracować jako serce systemów
grzewczych, źródło ciepłej wody bieżącej lub służyć do suszenia drewna. Może pracować z
wykorzystaniem wody, ale także z płynami o niskiej krzepliwości i innymi cieczami
(chemikaliami, paliwami czy nawet płynnymi odmianami żywności, itd.)
- VHG można wykorzystać przy rafinacji ropy i wytłaczaniu olejów, co upłynniania ciężkich
olejów i przygotowania ich do dalszej destylacji w małych rafineriach; VHG znacznie obniża
koszty podgrzewania olejów;
- VHG można wykorzystać również w celu przygotowania wody do podlewania roślin -
procesy wirowe oczyszczają wodę i zmieniają jej strukturę, co zbawiennie wpływa na ich
wzrost.
Porównanie kosztów ogrzewania powierzchni 250 metrów kw. (z uwzględnieniem
sezonów grzewczych) przy pomocy VHG i innych technologii.
Piec
węglow
y 25 kw
Piec na
drewno
25 kw
Gaz
ciekły 25
kw
Gaz
ziemny
25 kw
Piec
olejowy
25 kw
Boiler
elektrycz
ny
"Rusnit"
25 kw
VHG-6
22 kW
(Miast
o)
VHG-
6
22 kW
(Wieś)
Czas
działania
(godzin/dzie
ń)
12
12
12
12
12
12
12
12
Paliwo
Węgiel
Drewno
opałow
e
Gaz
ciekły
Gaz
ziemny
Olej
opałowy
Prąd
Prąd
Prąd
Koszt
paliwa
$0.027
9
za kg
$11.379
3
za m3
$0.1724
za litr
$0.0314
za m3
$0.3448
za litr
$0.0324
za kWh
$0.032
4
za kW
h
$0.022
za kW
h
Zużycie
paliwa/godz.
14
kg/godz
.
0.05
m3/god
z.
4
litrów/god
z.
4
m3/god
z.
4
litrów/god
z.
25
kW/godz.
8
kWh
8
kWh
Ilość energii
elektr.
(kW/dzień)
300
96
96
Ilość energii
elektr.
(kW/miesiąc
)
9000
2880
2880
Koszty
(rubli/mies.)
4082
5940
7200
1310
14400
8460
2763
1900
Koszt
sezonu
grzewczego
(rubli/6
mies.)
24494
35640
43200
7862
86400
50760
16578
11400
