В журнале «Прикладная физика» №3 за 2003 г. опубликована статья «Способы преобразования низкопотенциальной энергии». В ней рассмотрены способы преобразования возобновляемых источников энергии с использованием «явления аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струей» (открытие №314 от 2.07.1951 г., авторы О. И. Кудрин, А. В. Квасников, В. Н. Челомей), - но не для создания реактивной тяги, а для использования в эжекторном
сопловом аппарате ГТД с целью получения мощности на валу.
В отличие от известных преобразователей даровой и экологически чистой энергии (ветровых, солнечных, термальных), эффективность преобразования энергии в струйных газотурбинных двигателях с эжекционным процессом не зависит от географических, временных и погодных условий, а их удельная мощность значительно выше и сопоставима с мощностью двигателей традиционных схем. Используемый принцип воздушного теплового насоса позволяет им работать как с разомкнутым циклом и рабочим телом — атмосферным воздухом, так
и в воздухонезависимых системах по замкнутому циклу.
Неравномерный нагрев газов, сжатых под действием гравитации, вызывает изменения давления и нарушает равновесное состояние атмосферы, при восстановлении которого потенциальная и тепловая энергия воздушных масс преобразуются в кинетическую.
В результате этого стохастического природного процесса энергия атмосферы становится доступной для использования в ветродвигателях, выполняющих механическую работу без потребления кислорода и выработки продуктов сгорания. Их недостатки — низкая плотность энергии на единицу рабочей площади и неуправляемость процесса.
Однако нарушать равновесное состояние атмосферы для преобразования потенциальной энергии воздушных масс в кинетическую можно и за счет управляемых локальных воздействий, — например, в эжекторных устройствах.
Восстанавливая равновесное состояние, нарушаемое в эжекторном насадке активной струей рабочего тела, атмосфера совершает механическую работу. Ее объем зависит от величины, но в большей степени от способа воздействия, а также параметров эжекторных устройств и сферы их применения.
В эжекционном процессе — параллельного присоединения к стационарной реактивной струе тяга увеличивается без дополнительных затрат энергии топлива за счет неуравновешенной силы внешнего давления на входной раструб (заборник) эжектора, появление которой обусловлено понижением давления на стенках раструба при втекании в него эжектируемого воздуха (наличие неуравновешенной силы давления внешних газовых масс в эжекционных процессах было подтверждено еще Г. Н. Абрамовичем и констатирует факт управляемого
использования энергии атмосферы для выполнения работы). Эта сила при восстановлении равновесного состояния в эжекторном насадке, периодически нарушаемого пульсирующей активной струей, обеспечивает ускорение присоединяемых масс вслед за газовой массой импульсов без уменьшения кинетической энергии активной струи.
Показатели эффективности процесса, КПД и коэффициент присоединения дополнительных масс (равный отношению присоединяемой воздушной массы к массе активной струи), — низки из-за турбулентного смешения и трения, уменьшающих скорость активной струи. В результате тяга и кинетическая энергия реактивной массы увеличиваются незначительно.
Экспериментально подтвержденно: в результате процесса последовательного присоединения дополнительных масс реактивная тяга и кинетическая энергия объединенной массы больше тяги и кинетической энергии активной струи. На этом факте основаны управляемые бестопливные способы преобразования энергии. Однако они настолько нетрадиционны, что для их адекватного восприятия требуются дополнительные аргументы и обоснования. Они изложены в статье с описанием энергетического баланса и принципиальных схем двигателей
для осуществления этих способов.
С учетом имеющихся результатов научных и экспериментальных исследований процесса последовательного присоединения для осуществления эксперимента по получению мощности на валу бестопливного ГТД с использованием этого процесса (т. е. для изготовления и проведения испытаний простого демонстрационного образца ГТД, подтверждающих возможность бестопливного преобразования энергии атмосферы) не нужны затраты на дополнительные научные исследования, разработку и изготовление оригинальной конструкции.
Для этого можно использовать уже готовые устройства: в качестве силового элемента — серийный турбинный модуль маломощного турбовального ГТД. А для подготовки рабочего тела, образующего активную струю, и получения объединенной реактивной массы — автономный компрессор любого типа и ресивер с пневмоклапаном. При этом соотношения геометрических параметров эжекторного устройства и величины оптимальных термодинамических параметров процесса присоединения для получения расчетного количества и скорости объединенной
воздушной массы, воздействующей на лопатки турбины, известны, а конструкция эжекторного насадка предельно проста.
Отсутствие в преобразователях материалов и устройств, связанных с использованием топлива, повышает надежность работы, упрощает конструкцию, технологию, снижает затраты и делает производство этих систем возможным на большинстве машиностроительных предприятий, а эксплуатацию экологичной и безопасной.
Таким образом, использование процесса последовательного присоединения дополнительных масс в энергетических системах позволяет без ущерба для экологии преобразовывать неисчерпаемую даровую природную энергию в любом месте и независимо от условий внешней среды в необходимый вид энергии, доступный для потребления непосредственно в местах выработки.
С вопросами и предложениями обращайтесь по адресу ep@eprussia.ru
Подписаться на печатную (бумажную) версию газеты "Энергетика и промышленность России" (периодичность - раз в месяц, объем - 32-64 полосы) можно ЗДЕСЬ. Ознакомительный экземпляр высылается бесплатно.
С расценками на размещение рекламы в газете "Энергетика и промышленность России" и на сайте www.eprussia.ru можно ознакомиться ЗДЕСЬ.
Открыт книжный магазин
Информационный портал "Энергетика и промышленность России" сообщает об открытии книжного магазина для энергетиков.
Уважаемые господа! Информационный портал Энергетика и промышленность России предоставляет вам новую возможность для своевременного распространения информации о деятельности ваших предприятий!
В разделе сайта "Новости компаний" вы можете САМОСТОЯТЕЛЬНО размещать пресс-релизы ваших компаний.
