Спасибо , пока все вроде понятно; надо идти перпендикулярно ветру. Тоесть лопасть стоящая под углом допустим 45 гр. позволит снять энергию ветра и не допустит закручивания потока. И сохраняя уже полученный импульс все время подпитывается энергией так как не обгоняет ветер. Правильно? Я там уже посмотрел всякие типы ветроагрегатов: с крыловидным профилем требуют предварительной раскрутки (имею в виду турбины), да и огороженные имеются. Файлы: bezymyannyy.jpg
А найти ту ветку не сложно; в левом верхнем углу начала каждой страницы есть поисковый прямоугольничек, забиваете туда первое слово и нажимаете найти. В прямоугольнике написано nigma/
Тоесть лопасть стоящая под углом допустим 45 гр. позволит снять энергию ветра и не допустит закручивания потока. И сохраняя уже полученный импульс все время подпитывается энергией так как не обгоняет ветер. Правильно?
Лопасть под любым углом закручивает поток, как после лопасти, так и до лопасти. Закручивание после лопасти нас не так сильно волнует, как закручивание перед лопастью. Чтобы его избежать, необходимо перед колесом поставить "решётку" из прямых неподвижных лопастей строго перпендикулярно плоскости вращения колеса.
Угол 45 гр. не даст колесу как следует разогнаться. Желателен угол "заклинивания" 10 - 15 гр. Тогда лопасти будут двигаться значительно быстрее ветра, что и требуется для повышения выходной мощности.
Вот тут народ на ветке "Водяные Электростанции" считает, что для проектирования мини ГЭС достаточно школьной физики.
А я вот считаю, что даже ВУЗовской физики недостаточно.
Вот, например, главный вопрос: до какой скорости можно разогнать поток воды при перепаде высот в 1 метр ? По закону превращения потенциальной энергии воды W=mgH в кинетическую энергию струи W = (mV^2 )/2 скорость получается 4,4 м/сек. Это в теории, в реальности же скорость будет несколько меньше. И, казалось бы, ничего тут не поделаешь.
Но реальность она разная бывает.
Если за плотиной сделать глубокую яму (метра 4) , то пока яма пустая, вода побежит на дно ямы очень шустро, как с высоты 5 метров - это 10 м/сек. Но, к сожалению, не долго это счастье будет продолжаться.
Вроде как - глупость получается.
Ан нет, не глупость. Потому что с помощью небольшой хитрости можно заставить воду при метровой плотине бежать со скоростью 10 м/сек на дно уже затопленной ямы . Хитрость здесь в выходном диффузоре, который горизонтально устанавливается на дне ямы (колодца). Выходное сечение такого диффузора должно быть всего в три раза больше, чем входное. А вот турбину следует располагать перед диффузором, где и формируется ускоренная струя. Это не значит, что турбина тоже должна "лежать" на дне колодца. Если к диффузору на дне колодца идёт прямой вертикальный водовод, то гидроагрегат можно ставить даже выше уровня воды за плотиной. Скорость сохранится.
Вы спросите, почему же эту хитрость не используют гидроэнергетики ?
Так они и используют, только втихую, без излишней рекламы. Например, на Волжской ГЭС (г. Волгоград) перепад воды - 20 метров, А разгонный диффузор заглублён еще на 15 метров. Итого выходит 35 метров с учётом искусственно добавленного перепада. Неплохая прибавочка получается.
Почему больше не заглубили ? А кто же их знает. Может быть, проблема заиливания встаёт в полный рост или ещё что.
Но 4-5 метровое заглубление - это же обычный колодец из бетонных колец. Не велика сложность. Попроще плотины получается.
Если же диффузор сделать покруче - с семикратным увеличением выходного сечения, то и заглублять его почти и не нужно. Ну, может, метра на полтора - два. Чтобы кавитации на лопатках турбины избежать.
А вы говорите - школьная физика ...
Какое там. Я раньше уже давал ссылку на книгу Сиова Б.Н. "Истечение жидкости через насадки". Вот у него тема разгонного диффузора дана в деталях. Хотя и "Эзоповским языком". Вероятно, боязно против закона сохранения переть.
Я считаю, что этот резерв природы под названием "разгонный диффузор" заслуживает самого пристального внимания при строительстве самодельной ГЭС.
Опять обращусь к ветке «Водяные электростанции» где была озвучена мысль о приоритете инженерной науки перед разного рода “умельцами”.
Хотелось бы и мне в это верить, но факты не позволяют.
Я сам – инженер в третьем поколении. Мой дед, Василий Матвеевич, получил высшее образование в Германии ещё до Революции 1917 года. И, тем не менее, в техническом прогрессе я безоговорочно отдаю пальму лидерства умельцам и изобретателям, не обременённым тяжким грузом академического знания.
Первые двигатели (паровые и внутреннего сгорания), турбины, насосы, генераторы, электромоторы, оружие, аэростаты самолёты, корабли, парусные доски и т.д. и т.п. были созданы теми самыми “умельцами”, которым учёные люди не успели объяснить техническую несостоятельность их замыслов.
Ясное дело, что всякое новое техническое устройство можно улучшить с годами. Кое-что можно упростить, унифицировать и поставить на поток. Вот этим и занимается инженерия.
Ясно также, что всякую, даже очень простую, техническую идею можно с годами облепить мудрёными формулами, как новогоднюю ёлку китайскими светодиодами. Облепить до такой степени, что самой ёлки уже будет и не видать. Вот этим и занимается академическая наука.
Конечно, есть исключения. Есть. Но это – всего лишь, исключения.
Вот почему я пишу эти странички на сайте ФЕРМЕР, а не на специализированном сайте РОСГИДРО. Я обращаюсь к умельцам и изобретателям, а не к инженерам и учёным, потому что знаю, что новые эффективные идеи рождаются, в основном, там, где они позарез нужны, а не там, где они лишь подспорье в научной карьере.
Моя цель – не столько поделиться здесь своими техническими идеями, сколько показать несостоятельность большинства ограничений, введённых инженерной наукой в последние триста лет. При этом, я, конечно, не утерплю и буду делиться, но всё с той же целью – снятие необоснованных преград на пути развития техники. Той самой техники, которая должна облегчать и украшать нашу жизнь.
Мои слова не следует истолковывать превратно, в том смысле, что мол – “чем меньше образование, тем больше изобретательского таланта”. Нет, конечно, я так не считаю.
Настоящий умелец компенсирует нехватку образования своим “техническим чутьём”. А настоящее “чутьё”, счастливо соединённое с “умелыми ручками”, встречается не часто.
Более того, даже самому талантливому и изобретательному умельцу нужна точка опоры – то, отчего он может плясать и то, что он может усовершенствовать.
Нужна также информация об истинном положении вещей, без научного вранья и без математического тумана.
Вот ради всего этого – я здесь пишу.
Почему именно здесь ?
Во-первых, потому что проблема доступной и безопасной энергии – важнейшая из того, что формирует счастливую, изобильную и здоровую жизнь.
Во вторых, Сергей Бодров – это один из тех настоящих людей, которые уже имеют опыт реального созидания, и не только технического.
Именно к таким людям обращены мои странички, в первую очередь.
Это всё, конечно, лирика. Пора переходить к физике (то есть к природе).
Следующая страничка будет про турбины - классические и не совсем классические.
Я вот тут под Новый год сказку рассказал про винт Архимедов. А ведь это – тоже турбина. Правда, очень хитрая турбина. Но о ней мы пока говорить не будем. Пусть она ещё побудет в категории сказки.
Поговорим о более привычных турбинах, о тех - что на слуху.
Взять ту же турбину Фурнейрона. Уже первая рабочая версия этой турбины имела КПД около 70%. А третья или пятая – под 80%. И это при очень умеренных напорах и незамысловатой конструкции.
А вот КПД турбины Сергея Бодрова (турбина Банки) – раза в два меньше. Почему так ?
Возможно, потому, что в учебниках по турбиностроению (в том числе – по малому турбиностроению) рассказывается, в основном, о таких турбинах, принцип действия которых укладывается в сложившееся представление о законах механики.
При этом турбины, работа которых не укладывается в прокрустово ложе классических законов, остаются в тени, как турбина Фурнейрона. Или, что ещё хуже, получают такое техническое объяснение, что лучше бы его не было совсем. Это я про теорию Жуковского и Бетца в отношении ветряной мельницы (воздушной турбины).
Итак, одна из классических турбин – турбина Френсиса (радиально–осевая). В этой турбине вода закручивается по спирали в направляющем аппарате и затем попадает на рабочие лопатки турбины. Эти лопатки внешне напоминают сложные крылья двойной крутки. Но, как крылья, они практически не работают, поскольку вода попадает на лопатки с нулевым углом атаки и сходит с лопаток с ним же.
Турбина Фрэнсиса – это объёмная водяная машина, главная функция которой – затащить водяной поток как можно ближе к центру вращения.
Как вы думаете, шарик, брошенный на диск игровой рулетки, устремится к его центру ? Конечно же – нет. Он стремиться вылететь из диска рулетки, и если бы не её высокие борта, то и вылетел бы себе спокойненько, не отдав рулетке ни джоуля своей кинетической энергии. Но если бросок шарика направить не по касательной к вращающемуся диску, а под углом градусов этак в 45, то шарик имеет шанс добраться до центра диска, отдав своё количество движения диску.
Но какова же должна быть точность согласования скоростей шарика и диска, чтобы всё это прошло гладко. Нужна идеальная точность, которая на практике недостижима.
Поэтому воду в турбине Фрэнсиса разгоняют в водоводе и спиральном канале не на полную катушку (на которую позволяет высота плотины), а так, чтобы только часть потенциальной энергии воды превратилась в водоводе в кинетическую энергию. Оставшаяся её часть будет выполнять работу по проталкиванию воды в турбину, потому что воду в таком случае придётся направить в колесо почти по касательной к окружности колеса. Перемещаясь с большего радиуса на меньший, вода отдаёт свой импульс рабочему колесу турбины, а сама при этом почти останавливается.
Но вот – беда. Если вода совсем остановится, то как же она покинет центральную область рабочего колеса. Никак, следовательно, воду нельзя совсем останавливать иначе будет запирание потока. Надо сохранить скорость воды, достаточную для её выброса из турбины. А если учесть, что с уменьшением радиуса – проходное сечение для отработанной воды уменьшается в квадрате, то возникает серьёзная проблема с выбросом воды на малой скорости.
Короче говоря, геометрия водяного колеса Френсиса такова, что воду приходится выбрасывать на весьма приличной скорости. Отсюда неизбежное снижение КПД гидроагрегата.
Совсем недавно КПД радиально-осевых турбин был на уровне 80 %. И вдруг японцы и немцы (Сименс) научились делать радиально осевые турбины с КПД 96-97 %. При этом водяной поток в новых турбинах проходит лишь полпути к центру вращения колеса, а затем поворачивает на 90 градусов и устремляется вдоль оси вращения, унося с собой немалую долю кинетической энергии.
За счёт чего же тогда произошло такое значительное повышение КПД ?
Одна из версий – удачный подбор выходного диффузора. Мол, погасив скорость воды с помощью расширяющегося конуса, удаётся всю кинетическую энергию водного потока превратить в энергию вращения турбины.
Но, позвольте, диффузор расположен после турбины – это раз. К тому же, в силу своей неподвижности, он не может передать энергию потока рабочему колесу – это два.
Но, если вспомнить, что диффузор не только гасит скорость потока на выходе, но и разгоняет поток на входе (см. книгу Сиова), то тогда причина значительного повышения КПД находит своё объяснение.
Ну а если на выходе турбины Френсиса установить ещё более “крутой” диффузор, то КПД турбины зашкалит за 100 % ? Может быть и так, но с возрастанием скорости обтекания лопаток рабочего колеса в выходной части турбины Френсиса резко обостряются проблемы кавитации, которых гидроэнергетики боятся пуще огня. Поэтому повышение скорости с помощью диффузора осуществляется в “разумных” пределах.
Что же здесь для нас важно ?
Первое – то, что КПД гидроагрегата удалось поднять почти до 100 %.
Второе – при столь высоком КПД вода на выходе из турбины (перед диффузором) имеет немалую остаточную скорость. Это позволяет сделать предположение о том, что помимо превращения потенциальной энергии напора в энергию вращения турбоколеса, имеет место какая-то дополнительная (теневая) подпитка энергии, которая и позволяет довести КПД гидроагрегата до неприлично высокого значения. Неприличного в том смысле, что в реальной механике так не бывает. Да и в реальной гидравлике тоже.
Это, пока, всего лишь, предположение. Для полной уверенности у нас ещё слишком мало улик.
Но это – дело наживное. Впереди у нас – анализ других типов турбин.
Мы продолжаем анализ классических гидротурбин, обращая особое внимание на некоторые шероховатости устоявшейся теории и на явные нестыковки этой теории с существующей практикой.
Вторая турбина классического типа – это турбина Пелтона (ковшовая).
На первый взгляд, турбина Пелтона сильно напоминает ковшовые водяные мельницы, но это впечатление обманчиво.
Ковш обычного водяного колеса работает в режиме парусника на попутном курсе. Напомню, что это самый невыгодный режим преобразования энергии ветрового потока. С движущимся ковшом, в который ударяет догоняющий его поток воды, ситуация лучше, но не намного. Максимальная мощность, которую можно снять с потока обычным ковшом – это 50 % от располагаемой мощности потока воды. При этом окружная скорость ковша должна быть вдвое меньше скорости потока. Отклонение скорости вращения водяного колеса от оптимальной в большую или меньшую сторону приводит к падению КПД ниже 50%.
В турбине Пелтона, в отличие от обычного мельничного колеса с ковшами, струя воды бьёт не «в лоб» ковшу, а под небольшим углом. С таким расчётом, чтобы, влетев в ковш, струя могла выскочить из него в обратном направлении. Эта “небольшая” хитрость удваивает импульс, передаваемый ковшу, который движется со скоростью, вдвое меньшей, чем скорость влетающей в него струи. Следовательно, мощность, отбираемая от водяного потока, удваивается. В итоге, КПД турбины Пелтона должен быть равен (без учёта потерь) – 100 %. На практике он достигает 95 %, что очень и очень привлекательно.
Но вот, что странно. Столь высокий КПД у турбины Пелтона достигается, почему-то, только при очень больших напорах воды (от 200 м и выше). А на средних и, уж тем более, малых напорах турбина Пелтона – немногим лучше обычного мельничного колеса с ковшиками.
Почему так ?
Наука этот момент замалчивает. И, конечно же, неспроста. Ведь для теоретической модели абсолютная величина скорости не имеет никакого значения. А практика говорит, что имеет.
Представьте себе картинку: мимо неподвижного сопла на приличной скорости летят ковшики. В отдельные “счастливые” моменты струя воды попадает внутрь ковшика точно по касательной и тут же вылетает из него с поворотом в 180 градусов. Но во все остальные моменты струя воды ударяет совсем не туда, куда предписывает теория. Вероятно, так, всё и происходит на малых и средних напорах. Отсюда низкий КПД.
И только при очень больших напорах ковшикам почему-то становится “безразлично”, как бьёт по ним струя. Они, каким-то чудом забирают у струи удвоенный импульс во всех возможных положениях относительно струи. Что, впрочем, очень маловероятно.
Гораздо более реально другое – ковши на больших скоростях превращаются в крылья, у которых основная тяга формируется не на внутренней, а на внешней поверхности.
Теперь обратим внимание на конструкцию сопла. Казалось бы, для получения максимальной скорости истечения струи, сопло должно быть коноидальным. В этом случае у нас есть шанс разогнать воду до 99% от теоретически достижимого предела.
Но, почему-то, самое “скоростное”, то есть коноидальное сопло в турбине Пелтона не используется, а используется сопло с “иголкой” по центру.
Как вы думаете, какое этому даётся научное объяснение ?
Правильно, – не имеющее к делу никакого отношения. Наука объясняет выбор “игольчатого сопла” удобством регулировки расхода. И это – у однорежимного сопла !
На самом деле, в сопло вставлена не иголка, а конический наконечник. При этом само сопло также коническое – классический конфузор. В сборе получается кольцевой конфузор. Что это даёт ? Непонятно !!!
В соответствии с теоретической моделью на выходе сопла необходимо получить плотную узкую струю максимальной скорости. Вместо этого, используется наконечник, подозрительно похожий на огородный распылитель.
Так, может быть, в этом всё дело. Игольчатое сопло на больших напорах формирует однородный аэрозольный поток, обтекающий ковшики–крылья. Окружная скорость этих ковшиков–крыльев нарастает, приближаясь к скорости струи, и вот только тогда – достигается тот высокий КПД, который имеет место на практике при больших напорах.
Может быть – так, а может быть, и нет. Это всего лишь – предположения.
Но ясно одно. Та академическая теория, которая успешно объясняет высокий КПД турбины Пелтона, не имеет никакой связи с реальной действительностью.
Складывается та же, картина, что и с турбиной Фрэнсиса. Практическая эффективность гидроагрегата налицо, но причина высокой эффективности достигается какими-то теневыми ресурсами, остающимися за бортом теоретической модели.
Для нас это особо важно, поскольку мы хотим поставить на службу именно теневые ресурсы, которые из категории закулисных помощников должны перейти в разряд основных исполнителей.
Спасибо. Я как раз недоучка нуждающийся в теоретической подготовке, так что все в тему. ТУРБИНА фРЕНСИСА мне показалась образом балерины исполняющая фуэтэ когда раскрутившись с вытянутыми руками она их прижимает к себе при этом резко увеличивая скорость. Про Пелтона не все понятно : почему выплеснувшись из ковшика вода не может попасть например на другой внутренний ковш и использовать всю энергию.
Про Френсиса у Вас правильное представление.
Только надо не забывать, что прижатие ручек требует затрат энергии.
Эйлер этот момент упустил и поэтому решил, что радиально осевая турбина вдвое эффективнее турбины Сегнера (она же - турбина Герона).
Яков 1961 пишет:
Про Пелтона не все понятно : почему выплеснувшись из ковшика вода не может попасть например на другой внутренний ковш и использовать всю энергию.
Вода, выплеснувшаяся из ковшика Пелтона, итак всю свою кинетическую энергию отдала ковшику. Относительно стороннего наблюдателя вода остановилась. Ну, почти остановилась. Если, не дай бог, "отработанная" вода зацепит другой ковшик, то она его просто притормозит.
Теперь понятно, очень жаль что у меня рядом нет реки или даже ручейка, обязательно занялся бы строительством гэс. А вот ветра у меня с головой, живу в 8 км от Японского моря, на ветровой карте красная зона. Андрей уж пожалуйста инфой (если есть что) о ветроустановках поделитесь.
А еще просто информация: Это гидростроителям- если в водовод обладающий достаточной скоростью ввести трубку в ней появится вакуум. Ну может кому понадобится для управления или там коров доить.
А еще просто информация: Это гидростроителям- если в водовод обладающий достаточной скоростью ввести трубку в ней появится вакуум. Ну может кому понадобится для управления или там коров доить.
Яков а Вы нарисовать можете а то Я больше визуалист. Но если Вы возле океана живёте то Вам сам Бог велел ветряк и не один, и разных конструкций.
Первые два типа классических турбин (Френсиса и Пелтона) основаны на эффектах, которые одинаково проявляют себя как в механике, так и в гидравлике. В первом случае правит бал закон сохранения момента количества движения. Во втором – закон сохранения количества движения (импульса). Хотя, более правильно будет сказать, что указанным законам подчиняются (в полной мере) лишь теоретические модели процессов преобразования энергии в первом и во втором случае.
Но существуют и другой класс турбин, принцип действия которых основан на гидродинамических процессах обтекания крыла потоком жидкости. Это – основная область нашего интереса, поскольку именно крыло порождает множество физических эффектов, не только не имеющих аналогов в механике, но и прямо противоречащих классическим законам механики.
Очень бы хотелось сразу перейти к рассмотрению “крылатых” турбин, но поскольку крыло не так простô, как может показаться, то нам придётся ненадолго прервать анализ современных турбин и чуть-чуть вникнуть в аэродинамику (гидродинамику) крыла. Это нужно ещё и потому, что моё представление о крыле, мягко говоря, не во всём совпадает с официальной позицией академической науки. Итак, КРЫЛО.
Причина возникновения подъёмной силы на крыле, вроде бы, известна. Сила возникает вследствие разницы давлений на наветренной и подветренной поверхностях крыла.
Сложнее дать ответ на вопрос, почему на крыле возникает разница давлений. По этому поводу у академической науки есть несколько умозрительных гипотез, из которых ни одна не дружит с практикой.
Первая гипотеза предполагает, что поток жидкости можно уподобить движению множества мельчайших и абсолютно упругих шариков, которые, ударяясь о крыло, передают ему часть своего импульса, точно также, как при взаимном соударении шаров. Эту гипотезу принято связывать с именем Ньютона.
По Ньютону, круглая пластина, поставленная точно поперёк свободного потока жидкости, например, в реке, должна испытывать давление равное P=(ρ•V^2), где ρ - удельная плотность жидкости, V – скорость потока.
На практике, давление на пластину – вдвое меньше P=(ρ•V^2)/2. Если же пластину поставить не перпендикулярно (γ=90 град), а под некоторым острым углом к потоку (γ < 90 град), то по Ньютону, гидродинамическое давление должно ослабевать пропорционально синусу угла установки пластины. Например, при угле установки пластины в 15 градусов (sin 15 = 0,26), давление на пластину, по теории Ньютона, должно ослабнуть в 4 раза. А на практике оно убывает всего на 10 – 15 процентов.
Чувствуете разницу ?
А ведь Ньютон выстроил свою гидродинамическую теорию на основе закона сохранения импульса (количества движения), который и по сей день считается “священной коровой” и в механике и в гидравлике.
Но это ещё не всё. Если вместо пластины взять крыло, то при уменьшении угла установки, давление на крыле не убывает, а растёт. Получается, что модель механических соударений Ньютона абсолютно несостоятельна. А как же быть с законом сохранения импульса ? Нужно подумать.
Вторая гипотеза, претендующая на объяснение работы крыла – теория Д.Бернулли. согласно которой при увеличении скорости потока – в нём падает статическое давление.
Разные скорости обтекания наветренной и подветренной сторон крыла предопределяют разное давление, отсюда и перепад давления на крыле. Вроде бы – логично.
Но тогда возникают два простых вопроса. Первый: откуда на парусном крыле появляется разница в скорости обтекания ? Второй: какова должна быть разница в скоростях, чтобы разница статических давлений соответствовала бы практическим экспериментам ?
Оказывается, чтобы свести концы с концами при объяснении работы крыла по Бернулли, приходится считать, что скорость потока на наветренной стороне (нижняя у самолёта и внутренняя у паруса) равна нулю. Правдоподобно ? То-то и оно!
Несмотря на полную нелепость данного предположения, в школьных и вузовских учебниках физики перепад давления на крыле объясняется теорией Бернулли.
Есть ещё и третья гипотеза – теория Жуковского, основанная на циркуляции потока и на законе Ньютона о сохранении импульса. Саму теорию мы затрагивать не будем, а кратко рассмотрим одно из практических приложений – модель ветряного колеса.
По Жуковскому, воздушный поток, проходя через плоскость ветроколеса, теряет 2/3 своей скорости, которая была у него перед самым входом в колесо. При этом ветер передаёт колесу большую часть своего импульса (mV) и большую часть своей кинетической энергии (mV^2)/2. Вроде бы, логично, ведь колесо должно откуда-то черпать энергию.
Но, смотрите, что получается. Поток влетает в колесо со скоростью V, а вылетает из колеса со скоростью V/3. И это – через одно и то же поперечное сечение. А как же это может быть ? У нас один и тот же поток, значит – один и тот же расход воздуха. По условию неразрывности потока, его скорость не может измениться без изменения проходного сечения. Для трёхкратного падения скорости, сечение потока должно увеличиться в три раза.!!! И всё это должно произойти на очень коротком участке, равном ширине лопаток колеса.
Это похоже на реальность ? Да, даже близко не лежало.
Абсолютно ясно, что поперечное сечение потока перед колесом и сразу после прохождения лопаток колеса, остаётся практически неизменным. Это – раз. Поток после взаимодействия с лопатками закручивается в сторону, противоположную вращению колеса, – это два. Спиральное закручивание потока неизбежно снижает осевую составляющую его движения – это три. Значит, для предотвращения застопоривания, скорость воздуха, должна несколько увеличиться, чтобы сохранить неизменной осевую скорость потока.
Другими словами, воздух, при прохождении через ветроколесо, должен ускоряться, а не замедляться. А если воздух ускоряется, то он никак не может “поделиться” с колесом своим импульсом (и энергией). Ему самому необходима дополнительная подпитка энергией для компенсации закручивания.
Откуда же тогда черпается энергия, которой хватает и на подталкивание колеса и на подталкивание потока ? Вот ведь в чём вопрос ! Вот, что должно интересовать нас в первую очередь.
Упование Жуковского на закон сохранения импульса заставляет его закрыть глаза на реальность и провоцирует на придумывание искусственной модели, в которой всё не так, как в жизни.
Но для нас реальная жизнь важнее теорий и даже законов. Нам важен тот факт, что при взаимодействии с крылом поток, не теряя своей скорости, тем не менее, разгоняет лопатку-крыло.
Та же картина наблюдается на парусном судне. Ветер после обтекания парусного крыла, увеличивает свою скорость. Это прямо нарушает закон сохранения импульса. Да и баланс энергий также явно не сходится.
Но это не должно нас огорчать, а тем более, пугать. Мы просто должны принять к сведению, что привычные механистические представления, применительно к процессам обтекания крыла, не срабатывают. Значит, придётся менять наши представления.
Итак, ни одна из теоретических моделей обтекания крыла не отвечает главному требованию – корреляции с практическими результатами.
Так, может быть, мы сможем обойтись вообще без теоретической модели, опираясь лишь на гигантский экспериментальный багаж, накопленный за сотню лет существования аэро и гидродинамики. Есть диаграммы, поляры, эпюры, практически на все случаи жизни.
В них, в отличие от академических теорий, почти чистая правда, лишь чуть-чуть замутнённая погрешностями эксперимента.
Будем попробовать !!!
Остаётся сказать несколько слов об особенностях анализа крыла, применительно к турбинам.
В авиации принято оценивать работу крыла, раскладывая аэродинамическую силу на две ортогональные (перпендикулярные друг другу) проекции. Та проекция, которая, перпендикулярна направлению движения крыла, называется подъёмной силой.
Её обозначение: Fy (Fy=Cy •(ρ•V^2)/2 ), где Cy–коэффициент подъёмной силы.
Вторая проекция аэродинамической силы, которая противоположна направлению движения крыла, называется силой сопротивления.
Её обозначение: Fx (Fx=Cx • (ρ•V^2)/2), где Cx–коэффициент силы сопротивления.
Хорошее самолётное крыло, это когда Cy – большой, а Cx – маленький. Большая подъёмная сила при малом сопротивлении.
Существенно иная оценка крыла имеет место в турбиностроении. Аэродинамическая сила на лопатке (крыле) также может быть представлена в виде двух ортогональных проекций.
Одна из них, совпадающая с направлением движения крыла, называется силой тяги. Вторая, перпендикулярная направлению движения крыла, называется силой бокового давления (в парусном мире – это сила крена).
Как видим, у крыла турбины нет никакой силы сопротивления. Это – раз.
Полезной силой, является сила, действующая вдоль направления движения. Это – два.
Сила, перпендикулярная движению, бесполезна. Это – три.
Отсюда следует, что хорошее самолётное крыло и хорошее турбинное крыло – совсем не одно и то же. А вот хорошее парусное крыло и хорошее турбинное крыло – одно и то же.
Ещё один существенный момент касается направления потока. В самолётном крыле поток всегда противоположен направлению движения крыла. В турбине – иначе.
Направление рабочего потока и направление движения крыла не совпадают, вплоть до их ортогональности (лучший вариант).
Скорость набегающего потока (вымпельная скорость) складывается из векторной суммы двух скоростей: скорости рабочего потока и скорости движения крыла. Вот почему крайне выгодно увеличивать скорость движения лопатки-крыла.
Ну, вот теперь, можно переходить к анализу “крылатых” турбин.
В плане построения ветряка интересней было бы остановится поподробней именно на поведении парусного и турбинного крыла. В тех конструкциях где используется натуральное самолетное крыло есть одна неприятная особенность - данную установку перед выходом на рабочий режим надо раскручивать, и установка ее предпочтительна на высотах имеющих постоянный ветер , тоесть от 300 м и выше. А такая схема не может быть использована на равнине где и живет основная масса народа. А вот насчет импульса: существует ортогональный ветряк , имеющий вогнутую поверхность лопастей, может работать на очень малых скоростях ветра. И вопрос- если мощность ветрового потока составит 300 ватт на 1м/кв при скорости 8м /сек будет ли такой импульс на каждой лопасти( их три) или в общем за оборот?
А еще просто информация: Это гидростроителям- если в водовод обладающий достаточной скоростью ввести трубку в ней появится вакуум. Ну может кому понадобится для управления или там коров доить.
Яков а Вы нарисовать можете а то Я больше визуалист. Но если Вы возле океана живёте то Вам сам Бог велел ветряк и не один, и разных конструкций.
Вот тут накорябал-большая красная стрелка вода , маленькая вакуум. Файлы: vakuum.jpg
Яков, на этой ветке обсуждается малонапорная гидростанция. Если у Вас серьёзный интерес к ветрогенераторам, то разумно было бы перейти на соответствующую ветку или создать новую тему.
Нельзя же объять необъятное.
Советую посмотреть конструкции польских умельцев. Например, ветроколесо Юзефа Антоса диаметром 32м,высота=54м. цепная передача с внешнего обода на "звёздочку" диам.1м. В нём 280 стальных профилированных лопастей. Общий вес колеса 34 тонны. Фундамент 300 тонн. Сделал всё сам с тремя помощниками. Но запустить в дело не успел -умер от сердечного приступа 2 года назад.
Если наберете "Ветроколесо Антоса" то доберётесь до фотографий его чуда.
Красота необыкновенная.
Что касается Вашего "вакуумного насоса" то лучше сделать трубу Вентури и в ее горле поставить сосок для отсасывания воздуха. Но при малых напорах вакуума всё равно не будет, будет разряжение.
Яков, на этой ветке обсуждается малонапорная гидростанция. Если у Вас серьёзный интерес к ветрогенераторам, то разумно было бы перейти на соответствующую ветку или создать новую тему.
Нельзя же объять необъятное.
Советую посмотреть конструкции польских умельцев. Например, ветроколесо Юзефа Антоса диаметром 32м,высота=54м. цепная передача с внешнего обода на "звёздочку" диам.1м. В нём 280 стальных профилированных лопастей. Общий вес колеса 34 тонны. Фундамент 300 тонн. Сделал всё сам с тремя помощниками. Но запустить в дело не успел -умер от сердечного приступа 2 года назад.
Если наберете "Ветроколесо Антоса" то доберётесь до фотографий его чуда.
Красота необыкновенная.
Что касается Вашего "вакуумного насоса" то лучше сделать трубу Вентури и в ее горле поставить сосок для отсасывания воздуха. Но при малых напорах вакуума всё равно не будет, будет разряжение.
Уважаемый Я конечно всё понимаю но чтобы в таких масштабах разыгрывалось воображение 34 тонны. Человек просто хочет чтобы в доме стало тепло и с наименьшими затратами а Вас понесло. И Яков вроде и пишет в соответствующей теме а сюда он просто зашёл с интересом что гидродинамика схожа с аэродинамикой только и всего.
За "Уважаемого", отдельное спасибо.
Про Антоса я упомянул, потому что у него эффективность (КИЭВ) многолопастного ветряка была выше 40%, когда он продувал в аэродинамической трубе модель своего колеса диаметром 1,2 м. Кстати, лопасти у его модели были сделаны из алюминиевых оконных жалюзи и натянуты, как спицы на велосипедном колесе.
Я такого оригинального исполнения больше ни у кого не видел.
Если хочется сделать ветряк попроще, то есть смысл посмотреть: http://sites.google.com/site/sailhawt
Но в любом случае ветряк - это постоянная головная боль и большие затраты в пересчете на 1 квт.
В Прибалтике целое сообщество было самодельщиков. Сейчас всё умерло, хотя ветер там дует постоянно. Та же картина на севере Польши у моря.
Дизельный генератор дешевле ветряка. А если поставить ДВС, работающий на спирте, и самому его производить в подсобном хозяйстве, то тогда - намного дешевле.
Надо сказать, что и мини гидростанция - тоже хлопот приносит немало. Но хоть с аккумуляторами нет такой заморочки. Сегодня в российских условиях содержать мини ГЭС - подвиг. Особенно, в зимних условиях.
Вот если научиться работать с водой в замкнутом цикле, то тогда - совсем другое дело. К этому я и клоню.
Яков, на этой ветке обсуждается малонапорная гидростанция. Если у Вас серьёзный интерес к ветрогенераторам, то разумно было бы перейти на соответствующую ветку или создать новую тему.
Нельзя же объять необъятное.
Советую посмотреть конструкции польских умельцев. Например, ветроколесо Юзефа Антоса диаметром 32м,высота=54м. цепная передача с внешнего обода на "звёздочку" диам.1м. В нём 280 стальных профилированных лопастей. Общий вес колеса 34 тонны. Фундамент 300 тонн. Сделал всё сам с тремя помощниками. Но запустить в дело не успел -умер от сердечного приступа 2 года назад.
Если наберете "Ветроколесо Антоса" то доберётесь до фотографий его чуда.
Красота необыкновенная.
Что касается Вашего "вакуумного насоса" то лучше сделать трубу Вентури и в ее горле поставить сосок для отсасывания воздуха. Но при малых напорах вакуума всё равно не будет, будет разряжение.
Конечно прошу прошения за не удачную формулировку. Так бывает когда подменяешь понятия. Никакого вакуума в смысле космического там не будет(не знаю возможно ли его получить в земных условиях) а будет разрежение соответствующее потоку . Но его можно использовать. А если я вас раздражаю своими глупыми вопросами - обещаю слова больше не напишу в этой ветке о ветряках.
Вот если научиться работать с водой в замкнутом цикле, то тогда - совсем другое дело. К этому я и клоню.
На мой взгляд,с этой задачей может справиться только насос-турбина Сегнера.Во всяком случае - теоретически.Руки так и чешутся крутануть её в замкнутом цикле.
Сергей, я уже крутанул. к сожалению, безрезультатно.
Три года назад прочитал статью д.т.н. Котоусова Л.С. в ЖТФ про чудеса с истечением воды через коноидальные сопла. Естественно, я загорелся воплотить это всё вживую на турбине Сегнера. Но, сначала списался с Котоусовым, и даже съездил к нему в Питер на три дня, чтобы увидеть всё своими глазами. Леонид Сергеевич ничего не скрывал, показал лабораторию и свои опыты.
Кратко суть дела в том, что Котоусов обнаружил совершенно немыслимые скорости воды при истечении из сделанных им сопел. Скорость струи вдвое превышала предел, установленный законом сохранения энергии.
Я уже работал раньше с подобными соплами, но никаких чудес не обнаружил.
Тем более, было интересно разобраться. Для начала выяснилось, что при расшифровке результатов эксперимента Котоусов применяет повышающий коэффициент (1,4), который я считаю ошибкой.
Но если есть превышение скорости не в 2, а в 1,4 раза, то это тоже подарок. Вернувшись в Москву, я поставил на своего Сегнера сопла, как у Котоусова. Но ничего не вышло. Скорость истечения не превышала теоретического предела в широком диапазоне оборотов, вплоть до 2800 об/мин.
Я написал об этом Котоусову, но он не смог мне тогда ответить, поскольку серьёзно захворал. Леонид Сергеевич, очень вдумчивый человек, рукастый (сам на токарном станке точит свои сопла), а главное, очень честный, порядочный и душевный. Ему сейчас перевалило за 80. Здоровье не ахти, но он надеется возродить свои стенды в лаборатории, которые были порушены, когда он из-за болезни отошел от дел.
Я считаю, что впрямую (без хитрости) на соплах воду "выше крыши" не разогнать. Многие последние два года пытались повторить опыты Котоусова, но никто не смог подтвердить его результатов. Значит, у Котоусова закралась ошибка в замерах, которую он не заметил.
Так что, с Сегнером мало шансов на успех.
К счастью, есть другие эффекты с явными нарушениями закона сохранения энергии. Подтверждением тому - мотор американского механика Ричарда Клема. Но он умер от сердечного приступа в 1974 г, не оставив внятного описания своего детища. Насос-турбина Клема работал в замкнутом цикле на растительном масле. Выдавал на гора 300 л.с. при весе 90 кг. Естественно, без всякого топлива. Этот мотор тестировала в течение двух недель очень авторитетная фирма "Бендикс" и пришла к выводу, что у него внутри - атомный источник энергии. Иначе мол, непонятно почему он крутится не переставая.
Сергей, я уже крутанул. к сожалению, безрезультатно.
А если совместить Сегнера с Архимедом,используя эффект подъёма воды по воронке?
Для "чудесной" работы Архимедова винта, необходимо, что бы водичка стекала по спиральной лопасти Только в этом случае на спирали появляется "подъёмная" сила, действующая в нужную сторону. У этой воды нет избыточного давления (она же всасывается спиральным конусом). А для работы сопел Сегнера нужно иметь избыточное давление. Одно другому противоречит. Мне кажется.
На картинке (в прикреплённом файле) изображен правильный (слева) и неправильный (справа) вариант архимедова винта. Наружная рубашка не показана. Шаг спирали утрирован, нужно более пологий - витков 8-10 на метре высоты.
для работы сопел Сегнера нужно иметь избыточное давление.
Так вот я и думаю как поднять первоначально воду в насосную часть турбины Сегнера,что бы затем уже включилась её турбинная составляющая и вся система перешла на "самообеспечение".Ты рассказывая о винте Архимеда,упоминал воронку по которой вода поднимается вверх.Вот и пришла мысль соединить два эффекта в один.А сопла на Сегнере ни к чему.Там суть не в реактивной тяге сопла,а в давлении потока на стенку трубы при повороте потока.
Так вот я и думаю как поднять первоначально воду в насосную часть турбины Сегнера,что бы затем уже включилась её турбинная составляющая и вся система перешла на "самообеспечение".
Когда я сделал пустотелое коромысло, то при вращении вода засасывалась в него через вертикальную центральную трубу очень шустро без всякой посторонней помощи.
Делать на конце коромысла поворотное сопло или сопло на стенке - оказалось без разницы. Реактивная сила сопла на стенке равна Ц.Б. силе на поворотном сопле. Один в один. Турбину Сегнера вообще без сопла я не представляю, ведь воду нужно прокачивать через поворотную часть коромысла. А раз прокачивать, значит выбрасывать. А раз выбрасывать, значит сопло или дырка, что одно и то же.
Сергей Бодров пишет:
Ты рассказывая о винте Архимеда,упоминал воронку по которой вода поднимается вверх.Вот и пришла мысль соединить два эффекта в один..
Теперь понял. Действительно, если доставить воду на внешний диаметр вращающимся конусом, то сила Кориолиса, тормозящая турбину, оказывается не у дел. Мысль интересная. Надо подумать.
Но и поспать тоже надо.
Спокойной ночи !
Спасибо , пока все вроде понятно; надо идти перпендикулярно ветру. Тоесть лопасть стоящая под углом допустим 45 гр. позволит снять энергию ветра и не допустит закручивания потока. И сохраняя уже полученный импульс все время подпитывается энергией так как не обгоняет ветер. Правильно? Я там уже посмотрел всякие типы ветроагрегатов: с крыловидным профилем требуют предварительной раскрутки (имею в виду турбины), да и огороженные имеются.
Файлы:
bezymyannyy.jpg
А найти ту ветку не сложно; в левом верхнем углу начала каждой страницы есть поисковый прямоугольничек, забиваете туда первое слово и нажимаете найти. В прямоугольнике написано nigma/
Лопасть под любым углом закручивает поток, как после лопасти, так и до лопасти. Закручивание после лопасти нас не так сильно волнует, как закручивание перед лопастью. Чтобы его избежать, необходимо перед колесом поставить "решётку" из прямых неподвижных лопастей строго перпендикулярно плоскости вращения колеса.
Угол 45 гр. не даст колесу как следует разогнаться. Желателен угол "заклинивания" 10 - 15 гр. Тогда лопасти будут двигаться значительно быстрее ветра, что и требуется для повышения выходной мощности.
Вот тут народ на ветке "Водяные Электростанции" считает, что для проектирования мини ГЭС достаточно школьной физики.
А я вот считаю, что даже ВУЗовской физики недостаточно.
Вот, например, главный вопрос: до какой скорости можно разогнать поток воды при перепаде высот в 1 метр ? По закону превращения потенциальной энергии воды W=mgH в кинетическую энергию струи W = (mV^2 )/2 скорость получается 4,4 м/сек. Это в теории, в реальности же скорость будет несколько меньше. И, казалось бы, ничего тут не поделаешь.
Но реальность она разная бывает.
Если за плотиной сделать глубокую яму (метра 4) , то пока яма пустая, вода побежит на дно ямы очень шустро, как с высоты 5 метров - это 10 м/сек. Но, к сожалению, не долго это счастье будет продолжаться.
Вроде как - глупость получается.
Ан нет, не глупость. Потому что с помощью небольшой хитрости можно заставить воду при метровой плотине бежать со скоростью 10 м/сек на дно уже затопленной ямы . Хитрость здесь в выходном диффузоре, который горизонтально устанавливается на дне ямы (колодца). Выходное сечение такого диффузора должно быть всего в три раза больше, чем входное. А вот турбину следует располагать перед диффузором, где и формируется ускоренная струя. Это не значит, что турбина тоже должна "лежать" на дне колодца. Если к диффузору на дне колодца идёт прямой вертикальный водовод, то гидроагрегат можно ставить даже выше уровня воды за плотиной. Скорость сохранится.
Вы спросите, почему же эту хитрость не используют гидроэнергетики ?
Так они и используют, только втихую, без излишней рекламы. Например, на Волжской ГЭС (г. Волгоград) перепад воды - 20 метров, А разгонный диффузор заглублён еще на 15 метров. Итого выходит 35 метров с учётом искусственно добавленного перепада. Неплохая прибавочка получается.
Почему больше не заглубили ? А кто же их знает. Может быть, проблема заиливания встаёт в полный рост или ещё что.
Но 4-5 метровое заглубление - это же обычный колодец из бетонных колец. Не велика сложность. Попроще плотины получается.
Если же диффузор сделать покруче - с семикратным увеличением выходного сечения, то и заглублять его почти и не нужно. Ну, может, метра на полтора - два. Чтобы кавитации на лопатках турбины избежать.
А вы говорите - школьная физика ...
Какое там. Я раньше уже давал ссылку на книгу Сиова Б.Н. "Истечение жидкости через насадки". Вот у него тема разгонного диффузора дана в деталях. Хотя и "Эзоповским языком". Вероятно, боязно против закона сохранения переть.
Я считаю, что этот резерв природы под названием "разгонный диффузор" заслуживает самого пристального внимания при строительстве самодельной ГЭС.
Игорь,Спасибо.Тема потихоньку превращается в научный диспут.Читаю с большим вниманием.Вопросов пока задавать не буду.Жду продолжения.
Удачи.С.Б.
Опять обращусь к ветке «Водяные электростанции» где была озвучена мысль о приоритете инженерной науки перед разного рода “умельцами”.
Хотелось бы и мне в это верить, но факты не позволяют.
Я сам – инженер в третьем поколении. Мой дед, Василий Матвеевич, получил высшее образование в Германии ещё до Революции 1917 года. И, тем не менее, в техническом прогрессе я безоговорочно отдаю пальму лидерства умельцам и изобретателям, не обременённым тяжким грузом академического знания.
Первые двигатели (паровые и внутреннего сгорания), турбины, насосы, генераторы, электромоторы, оружие, аэростаты самолёты, корабли, парусные доски и т.д. и т.п. были созданы теми самыми “умельцами”, которым учёные люди не успели объяснить техническую несостоятельность их замыслов.
Ясное дело, что всякое новое техническое устройство можно улучшить с годами. Кое-что можно упростить, унифицировать и поставить на поток. Вот этим и занимается инженерия.
Ясно также, что всякую, даже очень простую, техническую идею можно с годами облепить мудрёными формулами, как новогоднюю ёлку китайскими светодиодами. Облепить до такой степени, что самой ёлки уже будет и не видать. Вот этим и занимается академическая наука.
Конечно, есть исключения. Есть. Но это – всего лишь, исключения.
Вот почему я пишу эти странички на сайте ФЕРМЕР, а не на специализированном сайте РОСГИДРО. Я обращаюсь к умельцам и изобретателям, а не к инженерам и учёным, потому что знаю, что новые эффективные идеи рождаются, в основном, там, где они позарез нужны, а не там, где они лишь подспорье в научной карьере.
Моя цель – не столько поделиться здесь своими техническими идеями, сколько показать несостоятельность большинства ограничений, введённых инженерной наукой в последние триста лет. При этом, я, конечно, не утерплю и буду делиться, но всё с той же целью – снятие необоснованных преград на пути развития техники. Той самой техники, которая должна облегчать и украшать нашу жизнь.
Мои слова не следует истолковывать превратно, в том смысле, что мол – “чем меньше образование, тем больше изобретательского таланта”. Нет, конечно, я так не считаю.
Настоящий умелец компенсирует нехватку образования своим “техническим чутьём”. А настоящее “чутьё”, счастливо соединённое с “умелыми ручками”, встречается не часто.
Более того, даже самому талантливому и изобретательному умельцу нужна точка опоры – то, отчего он может плясать и то, что он может усовершенствовать.
Нужна также информация об истинном положении вещей, без научного вранья и без математического тумана.
Вот ради всего этого – я здесь пишу.
Почему именно здесь ?
Во-первых, потому что проблема доступной и безопасной энергии – важнейшая из того, что формирует счастливую, изобильную и здоровую жизнь.
Во вторых, Сергей Бодров – это один из тех настоящих людей, которые уже имеют опыт реального созидания, и не только технического.
Именно к таким людям обращены мои странички, в первую очередь.
Это всё, конечно, лирика. Пора переходить к физике (то есть к природе).
Следующая страничка будет про турбины - классические и не совсем классические.
Я вот тут под Новый год сказку рассказал про винт Архимедов. А ведь это – тоже турбина. Правда, очень хитрая турбина. Но о ней мы пока говорить не будем. Пусть она ещё побудет в категории сказки.
Поговорим о более привычных турбинах, о тех - что на слуху.
Взять ту же турбину Фурнейрона. Уже первая рабочая версия этой турбины имела КПД около 70%. А третья или пятая – под 80%. И это при очень умеренных напорах и незамысловатой конструкции.
А вот КПД турбины Сергея Бодрова (турбина Банки) – раза в два меньше. Почему так ?
Возможно, потому, что в учебниках по турбиностроению (в том числе – по малому турбиностроению) рассказывается, в основном, о таких турбинах, принцип действия которых укладывается в сложившееся представление о законах механики.
При этом турбины, работа которых не укладывается в прокрустово ложе классических законов, остаются в тени, как турбина Фурнейрона. Или, что ещё хуже, получают такое техническое объяснение, что лучше бы его не было совсем. Это я про теорию Жуковского и Бетца в отношении ветряной мельницы (воздушной турбины).
Итак, одна из классических турбин – турбина Френсиса (радиально–осевая). В этой турбине вода закручивается по спирали в направляющем аппарате и затем попадает на рабочие лопатки турбины. Эти лопатки внешне напоминают сложные крылья двойной крутки. Но, как крылья, они практически не работают, поскольку вода попадает на лопатки с нулевым углом атаки и сходит с лопаток с ним же.
Турбина Фрэнсиса – это объёмная водяная машина, главная функция которой – затащить водяной поток как можно ближе к центру вращения.
Как вы думаете, шарик, брошенный на диск игровой рулетки, устремится к его центру ? Конечно же – нет. Он стремиться вылететь из диска рулетки, и если бы не её высокие борта, то и вылетел бы себе спокойненько, не отдав рулетке ни джоуля своей кинетической энергии. Но если бросок шарика направить не по касательной к вращающемуся диску, а под углом градусов этак в 45, то шарик имеет шанс добраться до центра диска, отдав своё количество движения диску.
Но какова же должна быть точность согласования скоростей шарика и диска, чтобы всё это прошло гладко. Нужна идеальная точность, которая на практике недостижима.
Поэтому воду в турбине Фрэнсиса разгоняют в водоводе и спиральном канале не на полную катушку (на которую позволяет высота плотины), а так, чтобы только часть потенциальной энергии воды превратилась в водоводе в кинетическую энергию. Оставшаяся её часть будет выполнять работу по проталкиванию воды в турбину, потому что воду в таком случае придётся направить в колесо почти по касательной к окружности колеса. Перемещаясь с большего радиуса на меньший, вода отдаёт свой импульс рабочему колесу турбины, а сама при этом почти останавливается.
Но вот – беда. Если вода совсем остановится, то как же она покинет центральную область рабочего колеса. Никак, следовательно, воду нельзя совсем останавливать иначе будет запирание потока. Надо сохранить скорость воды, достаточную для её выброса из турбины. А если учесть, что с уменьшением радиуса – проходное сечение для отработанной воды уменьшается в квадрате, то возникает серьёзная проблема с выбросом воды на малой скорости.
Короче говоря, геометрия водяного колеса Френсиса такова, что воду приходится выбрасывать на весьма приличной скорости. Отсюда неизбежное снижение КПД гидроагрегата.
Совсем недавно КПД радиально-осевых турбин был на уровне 80 %. И вдруг японцы и немцы (Сименс) научились делать радиально осевые турбины с КПД 96-97 %. При этом водяной поток в новых турбинах проходит лишь полпути к центру вращения колеса, а затем поворачивает на 90 градусов и устремляется вдоль оси вращения, унося с собой немалую долю кинетической энергии.
За счёт чего же тогда произошло такое значительное повышение КПД ?
Одна из версий – удачный подбор выходного диффузора. Мол, погасив скорость воды с помощью расширяющегося конуса, удаётся всю кинетическую энергию водного потока превратить в энергию вращения турбины.
Но, позвольте, диффузор расположен после турбины – это раз. К тому же, в силу своей неподвижности, он не может передать энергию потока рабочему колесу – это два.
Но, если вспомнить, что диффузор не только гасит скорость потока на выходе, но и разгоняет поток на входе (см. книгу Сиова), то тогда причина значительного повышения КПД находит своё объяснение.
Ну а если на выходе турбины Френсиса установить ещё более “крутой” диффузор, то КПД турбины зашкалит за 100 % ? Может быть и так, но с возрастанием скорости обтекания лопаток рабочего колеса в выходной части турбины Френсиса резко обостряются проблемы кавитации, которых гидроэнергетики боятся пуще огня. Поэтому повышение скорости с помощью диффузора осуществляется в “разумных” пределах.
Что же здесь для нас важно ?
Первое – то, что КПД гидроагрегата удалось поднять почти до 100 %.
Второе – при столь высоком КПД вода на выходе из турбины (перед диффузором) имеет немалую остаточную скорость. Это позволяет сделать предположение о том, что помимо превращения потенциальной энергии напора в энергию вращения турбоколеса, имеет место какая-то дополнительная (теневая) подпитка энергии, которая и позволяет довести КПД гидроагрегата до неприлично высокого значения. Неприличного в том смысле, что в реальной механике так не бывает. Да и в реальной гидравлике тоже.
Это, пока, всего лишь, предположение. Для полной уверенности у нас ещё слишком мало улик.
Но это – дело наживное. Впереди у нас – анализ других типов турбин.
Мы продолжаем анализ классических гидротурбин, обращая особое внимание на некоторые шероховатости устоявшейся теории и на явные нестыковки этой теории с существующей практикой.
Вторая турбина классического типа – это турбина Пелтона (ковшовая).
На первый взгляд, турбина Пелтона сильно напоминает ковшовые водяные мельницы, но это впечатление обманчиво.
Ковш обычного водяного колеса работает в режиме парусника на попутном курсе. Напомню, что это самый невыгодный режим преобразования энергии ветрового потока. С движущимся ковшом, в который ударяет догоняющий его поток воды, ситуация лучше, но не намного. Максимальная мощность, которую можно снять с потока обычным ковшом – это 50 % от располагаемой мощности потока воды. При этом окружная скорость ковша должна быть вдвое меньше скорости потока. Отклонение скорости вращения водяного колеса от оптимальной в большую или меньшую сторону приводит к падению КПД ниже 50%.
В турбине Пелтона, в отличие от обычного мельничного колеса с ковшами, струя воды бьёт не «в лоб» ковшу, а под небольшим углом. С таким расчётом, чтобы, влетев в ковш, струя могла выскочить из него в обратном направлении. Эта “небольшая” хитрость удваивает импульс, передаваемый ковшу, который движется со скоростью, вдвое меньшей, чем скорость влетающей в него струи. Следовательно, мощность, отбираемая от водяного потока, удваивается. В итоге, КПД турбины Пелтона должен быть равен (без учёта потерь) – 100 %. На практике он достигает 95 %, что очень и очень привлекательно.
Но вот, что странно. Столь высокий КПД у турбины Пелтона достигается, почему-то, только при очень больших напорах воды (от 200 м и выше). А на средних и, уж тем более, малых напорах турбина Пелтона – немногим лучше обычного мельничного колеса с ковшиками.
Почему так ?
Наука этот момент замалчивает. И, конечно же, неспроста. Ведь для теоретической модели абсолютная величина скорости не имеет никакого значения. А практика говорит, что имеет.
Представьте себе картинку: мимо неподвижного сопла на приличной скорости летят ковшики. В отдельные “счастливые” моменты струя воды попадает внутрь ковшика точно по касательной и тут же вылетает из него с поворотом в 180 градусов. Но во все остальные моменты струя воды ударяет совсем не туда, куда предписывает теория. Вероятно, так, всё и происходит на малых и средних напорах. Отсюда низкий КПД.
И только при очень больших напорах ковшикам почему-то становится “безразлично”, как бьёт по ним струя. Они, каким-то чудом забирают у струи удвоенный импульс во всех возможных положениях относительно струи. Что, впрочем, очень маловероятно.
Гораздо более реально другое – ковши на больших скоростях превращаются в крылья, у которых основная тяга формируется не на внутренней, а на внешней поверхности.
Теперь обратим внимание на конструкцию сопла. Казалось бы, для получения максимальной скорости истечения струи, сопло должно быть коноидальным. В этом случае у нас есть шанс разогнать воду до 99% от теоретически достижимого предела.
Но, почему-то, самое “скоростное”, то есть коноидальное сопло в турбине Пелтона не используется, а используется сопло с “иголкой” по центру.
Как вы думаете, какое этому даётся научное объяснение ?
Правильно, – не имеющее к делу никакого отношения. Наука объясняет выбор “игольчатого сопла” удобством регулировки расхода. И это – у однорежимного сопла !
На самом деле, в сопло вставлена не иголка, а конический наконечник. При этом само сопло также коническое – классический конфузор. В сборе получается кольцевой конфузор. Что это даёт ? Непонятно !!!
В соответствии с теоретической моделью на выходе сопла необходимо получить плотную узкую струю максимальной скорости. Вместо этого, используется наконечник, подозрительно похожий на огородный распылитель.
Так, может быть, в этом всё дело. Игольчатое сопло на больших напорах формирует однородный аэрозольный поток, обтекающий ковшики–крылья. Окружная скорость этих ковшиков–крыльев нарастает, приближаясь к скорости струи, и вот только тогда – достигается тот высокий КПД, который имеет место на практике при больших напорах.
Может быть – так, а может быть, и нет. Это всего лишь – предположения.
Но ясно одно. Та академическая теория, которая успешно объясняет высокий КПД турбины Пелтона, не имеет никакой связи с реальной действительностью.
Складывается та же, картина, что и с турбиной Фрэнсиса. Практическая эффективность гидроагрегата налицо, но причина высокой эффективности достигается какими-то теневыми ресурсами, остающимися за бортом теоретической модели.
Для нас это особо важно, поскольку мы хотим поставить на службу именно теневые ресурсы, которые из категории закулисных помощников должны перейти в разряд основных исполнителей.
Спасибо. Я как раз недоучка нуждающийся в теоретической подготовке, так что все в тему. ТУРБИНА фРЕНСИСА мне показалась образом балерины исполняющая фуэтэ когда раскрутившись с вытянутыми руками она их прижимает к себе при этом резко увеличивая скорость. Про Пелтона не все понятно : почему выплеснувшись из ковшика вода не может попасть например на другой внутренний ковш и использовать всю энергию.
Про Френсиса у Вас правильное представление.
Только надо не забывать, что прижатие ручек требует затрат энергии.
Эйлер этот момент упустил и поэтому решил, что радиально осевая турбина вдвое эффективнее турбины Сегнера (она же - турбина Герона).
Вода, выплеснувшаяся из ковшика Пелтона, итак всю свою кинетическую энергию отдала ковшику. Относительно стороннего наблюдателя вода остановилась. Ну, почти остановилась. Если, не дай бог, "отработанная" вода зацепит другой ковшик, то она его просто притормозит.
Теперь понятно, очень жаль что у меня рядом нет реки или даже ручейка, обязательно занялся бы строительством гэс. А вот ветра у меня с головой, живу в 8 км от Японского моря, на ветровой карте красная зона. Андрей уж пожалуйста инфой (если есть что) о ветроустановках поделитесь.
А еще просто информация: Это гидростроителям- если в водовод обладающий достаточной скоростью ввести трубку в ней появится вакуум. Ну может кому понадобится для управления или там коров доить.
Яков а Вы нарисовать можете а то Я больше визуалист. Но если Вы возле океана живёте то Вам сам Бог велел ветряк и не один, и разных конструкций.
Первые два типа классических турбин (Френсиса и Пелтона) основаны на эффектах, которые одинаково проявляют себя как в механике, так и в гидравлике. В первом случае правит бал закон сохранения момента количества движения. Во втором – закон сохранения количества движения (импульса). Хотя, более правильно будет сказать, что указанным законам подчиняются (в полной мере) лишь теоретические модели процессов преобразования энергии в первом и во втором случае.
Но существуют и другой класс турбин, принцип действия которых основан на гидродинамических процессах обтекания крыла потоком жидкости. Это – основная область нашего интереса, поскольку именно крыло порождает множество физических эффектов, не только не имеющих аналогов в механике, но и прямо противоречащих классическим законам механики.
Очень бы хотелось сразу перейти к рассмотрению “крылатых” турбин, но поскольку крыло не так простô, как может показаться, то нам придётся ненадолго прервать анализ современных турбин и чуть-чуть вникнуть в аэродинамику (гидродинамику) крыла. Это нужно ещё и потому, что моё представление о крыле, мягко говоря, не во всём совпадает с официальной позицией академической науки. Итак, КРЫЛО.
Причина возникновения подъёмной силы на крыле, вроде бы, известна. Сила возникает вследствие разницы давлений на наветренной и подветренной поверхностях крыла.
Сложнее дать ответ на вопрос, почему на крыле возникает разница давлений. По этому поводу у академической науки есть несколько умозрительных гипотез, из которых ни одна не дружит с практикой.
Первая гипотеза предполагает, что поток жидкости можно уподобить движению множества мельчайших и абсолютно упругих шариков, которые, ударяясь о крыло, передают ему часть своего импульса, точно также, как при взаимном соударении шаров. Эту гипотезу принято связывать с именем Ньютона.
По Ньютону, круглая пластина, поставленная точно поперёк свободного потока жидкости, например, в реке, должна испытывать давление равное P=(ρ•V^2), где ρ - удельная плотность жидкости, V – скорость потока.
На практике, давление на пластину – вдвое меньше P=(ρ•V^2)/2. Если же пластину поставить не перпендикулярно (γ=90 град), а под некоторым острым углом к потоку (γ < 90 град), то по Ньютону, гидродинамическое давление должно ослабевать пропорционально синусу угла установки пластины. Например, при угле установки пластины в 15 градусов (sin 15 = 0,26), давление на пластину, по теории Ньютона, должно ослабнуть в 4 раза. А на практике оно убывает всего на 10 – 15 процентов.
Чувствуете разницу ?
А ведь Ньютон выстроил свою гидродинамическую теорию на основе закона сохранения импульса (количества движения), который и по сей день считается “священной коровой” и в механике и в гидравлике.
Но это ещё не всё. Если вместо пластины взять крыло, то при уменьшении угла установки, давление на крыле не убывает, а растёт. Получается, что модель механических соударений Ньютона абсолютно несостоятельна. А как же быть с законом сохранения импульса ? Нужно подумать.
Вторая гипотеза, претендующая на объяснение работы крыла – теория Д.Бернулли. согласно которой при увеличении скорости потока – в нём падает статическое давление.
Разные скорости обтекания наветренной и подветренной сторон крыла предопределяют разное давление, отсюда и перепад давления на крыле. Вроде бы – логично.
Но тогда возникают два простых вопроса. Первый: откуда на парусном крыле появляется разница в скорости обтекания ? Второй: какова должна быть разница в скоростях, чтобы разница статических давлений соответствовала бы практическим экспериментам ?
Оказывается, чтобы свести концы с концами при объяснении работы крыла по Бернулли, приходится считать, что скорость потока на наветренной стороне (нижняя у самолёта и внутренняя у паруса) равна нулю. Правдоподобно ? То-то и оно!
Несмотря на полную нелепость данного предположения, в школьных и вузовских учебниках физики перепад давления на крыле объясняется теорией Бернулли.
Есть ещё и третья гипотеза – теория Жуковского, основанная на циркуляции потока и на законе Ньютона о сохранении импульса. Саму теорию мы затрагивать не будем, а кратко рассмотрим одно из практических приложений – модель ветряного колеса.
По Жуковскому, воздушный поток, проходя через плоскость ветроколеса, теряет 2/3 своей скорости, которая была у него перед самым входом в колесо. При этом ветер передаёт колесу большую часть своего импульса (mV) и большую часть своей кинетической энергии (mV^2)/2. Вроде бы, логично, ведь колесо должно откуда-то черпать энергию.
Но, смотрите, что получается. Поток влетает в колесо со скоростью V, а вылетает из колеса со скоростью V/3. И это – через одно и то же поперечное сечение. А как же это может быть ? У нас один и тот же поток, значит – один и тот же расход воздуха. По условию неразрывности потока, его скорость не может измениться без изменения проходного сечения. Для трёхкратного падения скорости, сечение потока должно увеличиться в три раза.!!! И всё это должно произойти на очень коротком участке, равном ширине лопаток колеса.
Это похоже на реальность ? Да, даже близко не лежало.
Абсолютно ясно, что поперечное сечение потока перед колесом и сразу после прохождения лопаток колеса, остаётся практически неизменным. Это – раз. Поток после взаимодействия с лопатками закручивается в сторону, противоположную вращению колеса, – это два. Спиральное закручивание потока неизбежно снижает осевую составляющую его движения – это три. Значит, для предотвращения застопоривания, скорость воздуха, должна несколько увеличиться, чтобы сохранить неизменной осевую скорость потока.
Другими словами, воздух, при прохождении через ветроколесо, должен ускоряться, а не замедляться. А если воздух ускоряется, то он никак не может “поделиться” с колесом своим импульсом (и энергией). Ему самому необходима дополнительная подпитка энергией для компенсации закручивания.
Откуда же тогда черпается энергия, которой хватает и на подталкивание колеса и на подталкивание потока ? Вот ведь в чём вопрос ! Вот, что должно интересовать нас в первую очередь.
Упование Жуковского на закон сохранения импульса заставляет его закрыть глаза на реальность и провоцирует на придумывание искусственной модели, в которой всё не так, как в жизни.
Но для нас реальная жизнь важнее теорий и даже законов. Нам важен тот факт, что при взаимодействии с крылом поток, не теряя своей скорости, тем не менее, разгоняет лопатку-крыло.
Та же картина наблюдается на парусном судне. Ветер после обтекания парусного крыла, увеличивает свою скорость. Это прямо нарушает закон сохранения импульса. Да и баланс энергий также явно не сходится.
Но это не должно нас огорчать, а тем более, пугать. Мы просто должны принять к сведению, что привычные механистические представления, применительно к процессам обтекания крыла, не срабатывают. Значит, придётся менять наши представления.
Итак, ни одна из теоретических моделей обтекания крыла не отвечает главному требованию – корреляции с практическими результатами.
Так, может быть, мы сможем обойтись вообще без теоретической модели, опираясь лишь на гигантский экспериментальный багаж, накопленный за сотню лет существования аэро и гидродинамики. Есть диаграммы, поляры, эпюры, практически на все случаи жизни.
В них, в отличие от академических теорий, почти чистая правда, лишь чуть-чуть замутнённая погрешностями эксперимента.
Будем попробовать !!!
Остаётся сказать несколько слов об особенностях анализа крыла, применительно к турбинам.
В авиации принято оценивать работу крыла, раскладывая аэродинамическую силу на две ортогональные (перпендикулярные друг другу) проекции. Та проекция, которая, перпендикулярна направлению движения крыла, называется подъёмной силой.
Её обозначение: Fy (Fy=Cy •(ρ•V^2)/2 ), где Cy–коэффициент подъёмной силы.
Вторая проекция аэродинамической силы, которая противоположна направлению движения крыла, называется силой сопротивления.
Её обозначение: Fx (Fx=Cx • (ρ•V^2)/2), где Cx–коэффициент силы сопротивления.
Хорошее самолётное крыло, это когда Cy – большой, а Cx – маленький. Большая подъёмная сила при малом сопротивлении.
Существенно иная оценка крыла имеет место в турбиностроении. Аэродинамическая сила на лопатке (крыле) также может быть представлена в виде двух ортогональных проекций.
Одна из них, совпадающая с направлением движения крыла, называется силой тяги. Вторая, перпендикулярная направлению движения крыла, называется силой бокового давления (в парусном мире – это сила крена).
Как видим, у крыла турбины нет никакой силы сопротивления. Это – раз.
Полезной силой, является сила, действующая вдоль направления движения. Это – два.
Сила, перпендикулярная движению, бесполезна. Это – три.
Отсюда следует, что хорошее самолётное крыло и хорошее турбинное крыло – совсем не одно и то же. А вот хорошее парусное крыло и хорошее турбинное крыло – одно и то же.
Ещё один существенный момент касается направления потока. В самолётном крыле поток всегда противоположен направлению движения крыла. В турбине – иначе.
Направление рабочего потока и направление движения крыла не совпадают, вплоть до их ортогональности (лучший вариант).
Скорость набегающего потока (вымпельная скорость) складывается из векторной суммы двух скоростей: скорости рабочего потока и скорости движения крыла. Вот почему крайне выгодно увеличивать скорость движения лопатки-крыла.
Ну, вот теперь, можно переходить к анализу “крылатых” турбин.
В плане построения ветряка интересней было бы остановится поподробней именно на поведении парусного и турбинного крыла. В тех конструкциях где используется натуральное самолетное крыло есть одна неприятная особенность - данную установку перед выходом на рабочий режим надо раскручивать, и установка ее предпочтительна на высотах имеющих постоянный ветер , тоесть от 300 м и выше. А такая схема не может быть использована на равнине где и живет основная масса народа. А вот насчет импульса: существует ортогональный ветряк , имеющий вогнутую поверхность лопастей, может работать на очень малых скоростях ветра. И вопрос- если мощность ветрового потока составит 300 ватт на 1м/кв при скорости 8м /сек будет ли такой импульс на каждой лопасти( их три) или в общем за оборот?
Вот тут накорябал-большая красная стрелка вода , маленькая вакуум.
Файлы:
vakuum.jpg
Яков, на этой ветке обсуждается малонапорная гидростанция. Если у Вас серьёзный интерес к ветрогенераторам, то разумно было бы перейти на соответствующую ветку или создать новую тему.
Нельзя же объять необъятное.
Советую посмотреть конструкции польских умельцев. Например, ветроколесо Юзефа Антоса диаметром 32м,высота=54м. цепная передача с внешнего обода на "звёздочку" диам.1м. В нём 280 стальных профилированных лопастей. Общий вес колеса 34 тонны. Фундамент 300 тонн. Сделал всё сам с тремя помощниками. Но запустить в дело не успел -умер от сердечного приступа 2 года назад.
Если наберете "Ветроколесо Антоса" то доберётесь до фотографий его чуда.
Красота необыкновенная.
Что касается Вашего "вакуумного насоса" то лучше сделать трубу Вентури и в ее горле поставить сосок для отсасывания воздуха. Но при малых напорах вакуума всё равно не будет, будет разряжение.
Уважаемый Я конечно всё понимаю но чтобы в таких масштабах разыгрывалось воображение 34 тонны. Человек просто хочет чтобы в доме стало тепло и с наименьшими затратами а Вас понесло. И Яков вроде и пишет в соответствующей теме а сюда он просто зашёл с интересом что гидродинамика схожа с аэродинамикой только и всего.
За "Уважаемого", отдельное спасибо.
Про Антоса я упомянул, потому что у него эффективность (КИЭВ) многолопастного ветряка была выше 40%, когда он продувал в аэродинамической трубе модель своего колеса диаметром 1,2 м. Кстати, лопасти у его модели были сделаны из алюминиевых оконных жалюзи и натянуты, как спицы на велосипедном колесе.
Я такого оригинального исполнения больше ни у кого не видел.
Если хочется сделать ветряк попроще, то есть смысл посмотреть:
http://sites.google.com/site/sailhawt
Но в любом случае ветряк - это постоянная головная боль и большие затраты в пересчете на 1 квт.
В Прибалтике целое сообщество было самодельщиков. Сейчас всё умерло, хотя ветер там дует постоянно. Та же картина на севере Польши у моря.
Дизельный генератор дешевле ветряка. А если поставить ДВС, работающий на спирте, и самому его производить в подсобном хозяйстве, то тогда - намного дешевле.
Надо сказать, что и мини гидростанция - тоже хлопот приносит немало. Но хоть с аккумуляторами нет такой заморочки. Сегодня в российских условиях содержать мини ГЭС - подвиг. Особенно, в зимних условиях.
Вот если научиться работать с водой в замкнутом цикле, то тогда - совсем другое дело. К этому я и клоню.
Конечно прошу прошения за не удачную формулировку. Так бывает когда подменяешь понятия. Никакого вакуума в смысле космического там не будет(не знаю возможно ли его получить в земных условиях) а будет разрежение соответствующее потоку . Но его можно использовать. А если я вас раздражаю своими глупыми вопросами - обещаю слова больше не напишу в этой ветке о ветряках.
На мой взгляд,с этой задачей может справиться только насос-турбина Сегнера.Во всяком случае - теоретически.Руки так и чешутся крутануть её в замкнутом цикле.
Чёт опять сеть у меня глючит.
Сергей, я уже крутанул. к сожалению, безрезультатно.
Три года назад прочитал статью д.т.н. Котоусова Л.С. в ЖТФ про чудеса с истечением воды через коноидальные сопла. Естественно, я загорелся воплотить это всё вживую на турбине Сегнера. Но, сначала списался с Котоусовым, и даже съездил к нему в Питер на три дня, чтобы увидеть всё своими глазами. Леонид Сергеевич ничего не скрывал, показал лабораторию и свои опыты.
Кратко суть дела в том, что Котоусов обнаружил совершенно немыслимые скорости воды при истечении из сделанных им сопел. Скорость струи вдвое превышала предел, установленный законом сохранения энергии.
Я уже работал раньше с подобными соплами, но никаких чудес не обнаружил.
Тем более, было интересно разобраться. Для начала выяснилось, что при расшифровке результатов эксперимента Котоусов применяет повышающий коэффициент (1,4), который я считаю ошибкой.
Но если есть превышение скорости не в 2, а в 1,4 раза, то это тоже подарок. Вернувшись в Москву, я поставил на своего Сегнера сопла, как у Котоусова. Но ничего не вышло. Скорость истечения не превышала теоретического предела в широком диапазоне оборотов, вплоть до 2800 об/мин.
Я написал об этом Котоусову, но он не смог мне тогда ответить, поскольку серьёзно захворал. Леонид Сергеевич, очень вдумчивый человек, рукастый (сам на токарном станке точит свои сопла), а главное, очень честный, порядочный и душевный. Ему сейчас перевалило за 80. Здоровье не ахти, но он надеется возродить свои стенды в лаборатории, которые были порушены, когда он из-за болезни отошел от дел.
Я считаю, что впрямую (без хитрости) на соплах воду "выше крыши" не разогнать. Многие последние два года пытались повторить опыты Котоусова, но никто не смог подтвердить его результатов. Значит, у Котоусова закралась ошибка в замерах, которую он не заметил.
Так что, с Сегнером мало шансов на успех.
К счастью, есть другие эффекты с явными нарушениями закона сохранения энергии. Подтверждением тому - мотор американского механика Ричарда Клема. Но он умер от сердечного приступа в 1974 г, не оставив внятного описания своего детища. Насос-турбина Клема работал в замкнутом цикле на растительном масле. Выдавал на гора 300 л.с. при весе 90 кг. Естественно, без всякого топлива. Этот мотор тестировала в течение двух недель очень авторитетная фирма "Бендикс" и пришла к выводу, что у него внутри - атомный источник энергии. Иначе мол, непонятно почему он крутится не переставая.
Файлы:
p8-14.pdf
А если совместить Сегнера с Архимедом,используя эффект подъёма воды по воронке?
Для "чудесной" работы Архимедова винта, необходимо, что бы водичка стекала по спиральной лопасти Только в этом случае на спирали появляется "подъёмная" сила, действующая в нужную сторону. У этой воды нет избыточного давления (она же всасывается спиральным конусом). А для работы сопел Сегнера нужно иметь избыточное давление. Одно другому противоречит. Мне кажется.
На картинке (в прикреплённом файле) изображен правильный (слева) и неправильный (справа) вариант архимедова винта. Наружная рубашка не показана. Шаг спирали утрирован, нужно более пологий - витков 8-10 на метре высоты.
Файлы:
arhimedov_vint.doc
Сергей я выкладываю очередную страничку про турбины, но в прикреплённом файле. Так и с картинками проще.
Файлы:
fermer_6.doc
Так вот я и думаю как поднять первоначально воду в насосную часть турбины Сегнера,что бы затем уже включилась её турбинная составляющая и вся система перешла на "самообеспечение".Ты рассказывая о винте Архимеда,упоминал воронку по которой вода поднимается вверх.Вот и пришла мысль соединить два эффекта в один.А сопла на Сегнере ни к чему.Там суть не в реактивной тяге сопла,а в давлении потока на стенку трубы при повороте потока.
Когда я сделал пустотелое коромысло, то при вращении вода засасывалась в него через вертикальную центральную трубу очень шустро без всякой посторонней помощи.
Делать на конце коромысла поворотное сопло или сопло на стенке - оказалось без разницы. Реактивная сила сопла на стенке равна Ц.Б. силе на поворотном сопле. Один в один. Турбину Сегнера вообще без сопла я не представляю, ведь воду нужно прокачивать через поворотную часть коромысла. А раз прокачивать, значит выбрасывать. А раз выбрасывать, значит сопло или дырка, что одно и то же.
Теперь понял. Действительно, если доставить воду на внешний диаметр вращающимся конусом, то сила Кориолиса, тормозящая турбину, оказывается не у дел. Мысль интересная. Надо подумать.
Но и поспать тоже надо.
Спокойной ночи !
В прикреплённом файле 7 страница про турбины - предпоследняя.
Файлы:
fermer_7_0.doc
Сергей сколько кВт/ч даёт ваша гэс в нагрузке?