ПОИСК  
главная |  контакты |  новости прессы |  все прайс листы по оборудованию
энергия |  альтернативная энергетика |  гибридные системы |  источники энергии |  аккумуляторные батареи |  опросные листы
Гидроэнергетика
Гидроэнергетика
Характеристика электростанций
Основные технические характеристики гидроагрегатов для малых ГЭС
Статьи о гидроэлектростанциях

Энергия из воздуха - реальность?


Распределение Максвелла

Существует множество теорий для этих машин, поясняющих причину охлаждения одного по­ тока и разогрева другого. Автор хотел бы предложить свою тео­ рию, как ему кажется, не вступаю­ щую в противоречие ни с одной из вышеописанных и объясняю­ щую этот эффект с единой точки зрения для жидкостей и газов. Для этого нам понадобятся неко­торые дополнительные данные.

Скорость молекул воздуха при 0 градусов Цельсия равна 400 м/с.

Однако - это среднеквадра­ тичная скорость. В любом газе (в том числе - воздухе) присут­ ствуют быстрые и медленные молекулы. Распределение их по скоростям определено графи­ ком - законом распределения Максвелла. Именно на базе этого распределения Максвелл и высказал предположение о возможной сортировке молекул гипотетическим «демоном».

Давайте на минуту представим, что у нас есть этот «демон». По­ смотрим, чего он сможет добить­ ся, сортируя молекулы воздуха по скоростям.

Логика подсказывает, что мак­ симальную энергию мы можем получить, разделив объем воз­ духа на две части строго по пику диаграммы Максвелла. При этом очевидно, что объем горячего выходного потока будет несколь­ ко больше объема холодного. Также нужно отметить, что при таком разделении ни темпера­тура горячего, ни температура холодного потоков не будут иметь максимального значения. Для уве­ личения температуры выходного горячего потока нам необходимо сдвинуть точку раздела («рабо­ чую точку») вправо. При этом его температура будет увеличиваться, а объем - уменьшаться, поскольку в нем будет расти процентное отношение более высокоско­ ростных молекул, но снизится их абсолютное количество. Объ­ ем же выходящего охлажденного потока будет увеличиваться, и его температура также будет под­ ниматься. Какой максимальной температуры выходного потока воздуха можно таким образом достичь, трудно сказать. Судя по графику – неограниченной Но на практике, безусловно, есть какой-то предел - тем более что количество выходящего горя­ чего воздуха будет все меньше и меньше - и все труднее и труднее станет замерять его температуру без внесения в этот поток по­ грешностей. Ну, например, как можно замерить «температуру» одной самой быстрой молекулы, которую мы сможем найти в окру­ жающем нас воздухе? Если же нам понадобится получить наи­ более низкую температуру вы­ ходного потока, то необходимо будет смещать «рабочую точку» влево. Температура выходящего холодного потока при этом будет стремиться к абсолютному нулю (-273 °С), с одновременным уменьшением объема до матема­тического нуля.

Воздушный максимум

Теперь рассмотрим возможные процессы, происходящие в трубе Ранка (не углубляясь в особенно­ сти ее конструкции - тем более что их существует достаточно много).

В трубу под высоким давлением вводится энергоноситель (мы будем иметь в виду воздух), кото­ рый закручивается вдоль стенок трубы в тангенциальный поток. Благодаря конструкции трубы в ее центре возникает осевой (ак­ сиальный) поток, движущийся противоположно тангенциаль­ ному.

Объемное соотношение двух этих потоков обычно составляет примерно 1:4, 1:2, 2:3 - в зави­симости от начального давления сжатого воздуха, его температуры и конструкции установки. То есть горячего воздуха обычно больше, чем холодного, следовательно, «рабочая точка» сортировки молекул находится где-то не­ сколько левее середины графика Максвелла.

Что же происходит в потоках газа? К скорости броуновского движения молекул добавляется скорость движения потоков. Но, поскольку быстродвижущиеся молекулы в среднем проходят большее расстояние, чем медлен­ ные, то и вероятность захвата их тангенциальным потоком выше, чем медленных молекул.

Для примера можно взять условно неподвижную молекулу, находящуюся в центре аксиально­го потока, скорость которой будет определяться только скоростью движения самого потока. Эта молекула (а также те, которые при движении аксиального потока к выходу из устройства не успели попасть в тангенциальный) вый­ дут в составе аксиального потока и определят его температуру.

Далее. Быстрая молекула, буду­ чи захваченной тангенциальным потоком, имеет уже меньшую вероятность вернуться обратно в аксиальный, так как здесь на нее, кроме броуновского движения, действует и центробежная сила, стремящаяся отдалить ее от цен­ тра и тем самым воспрепятство­ вать ее возврату в аксиальный поток. Следовательно, в тангенциальном потоке будут накапливаться более быстрые молекулы, а более медленные - оставаться в аксиальном.

Средняя скорость молекул в тангенциальном потоке вслед­ ствие этого будет выше, чем входящего воздуха, и, следова­ тельно, его температура выше. Для аксиального же потока - все наоборот.

<<< Предыдущая :: Следующая >>>
Энергия воздуха
Современное состояние
Техническая информация
Использование ветроустановки для автономного энергоснабжения маломощного объекта
Виды ветроустановок
Энергия солнца
Развитие солнечной энергии
Виды солнечных батарей
Солнечные установки - гелиосистемы.
Все о дизельных электростанциях
Справочная по электоэнергетике и приборам
Все о когенерации
Все о бензогенераторах
Электростанции, ИБП, Стабилизаторы, Сварочное оборудование