Post:#183989 Date:05.06.2009 (21:51) ... Покамест - это самое простое и действительно работающее устройство, то ли не потребляющее энергии, то ли черпающее ее из окружающей среды, вот только одна беда - капля в минуту - это не мощность. Предлагаю дружно разобраться, как все-таки эта штуковина работает, а то и смачивание, и поверхностное натяжения, и испарение, и гравитация - все в кучу, а толком принцип работы не понятен...
Испарение - нужно уменьшать давление, тогда молекул газа будет меньше, жидкость станет легче испаряться.
Смачивание - поставить мембрану гофрированную
и т.д.
В общем, как эта штука работает, что сделать, чтоб начала работать лучше? Хотя бы для модельки вечного двигателя, который крутится, а не поворачивается раз в минуту...
YYX, спасибо за фото и за дельный совет по крепежу мембраны электросушилкой.
1. Масло(или его составные части) не попало на(в) мембрану?(можешь не отвечать).
2. Берёзу комелем вверх вставил или от фанаря?
Уважаемые коллеги!
Есть способ повысить мощность устройства раз в 1000!
Сперва немного подробнее о принципе действия.
Как уже отмечали наиболее продвинутые товарищи, работа "фонтана" основана на свойстве границы "жидкость-пар". Возьмём тонкий капилляр (пусть металлический), внутри чтобы был смачиваемый рабочей жидкостью, а снаружи - нет (покрыть тефлоном, полиэтиленом или ещё чем-то.
Капилляры - это объекты из новой области, уже почти нанотехнологии. В капиллярах многие процессы идут не так, как обычно. Известно, что ряд очень пористых твёрдых тел очень энергично поглощает газы. Тот же активированный уголь, губчатая платина. Например, платина, поглощая водород, сжимает его в своих порах до такой степени, что газ нагревается выше температуры воспламенения. Смесь водорода с кислородом при появлении крупинки губчатой платины взрывается.
Капилляры, смачиваемые водой, способны конденсировать водяной пар в жидкость при температурах, существенно выше той, которая есть в таблицах для данной температуры. Но вот есть особенность. Пересыщенные водой капилляры начинают её выпускать в нижней части. Крохотные выпуклые капли, образовавшиеся под действием гравитации, при той же температуре испаряют воду. То есть, получается разница давлений, которая в "фонтане Кулибина" выталкивает жидкость из нижней ёмкости в верхнюю. Помимо этого, получается разница температур - вверху, в области конденсации пара, выделяется тепло конденсации; внизу, в области испарения, тепло поглощается. Разность температур зависит от размера капилляров, от теплопроводности стенок капилляров, от сил гравитации (от неё зависит высота столба жидкости в капилляре).
Подвожу промежуточный итог:
- рассматриваемая система работает без отвода тепла;
- в противовес 2-му закону термодинамики возникает разность температур и давлений;
- возможен съём некоторой мощности в ходе процесса.
Т.е. перед нами - настоящий работающий ВД 2-го рода. Для успокоения "реальных" физиков хочу сказать, что мощность процессов, выпадающих из 2-го закона, на много порядков ниже основных процессов. В данном примере удалось всякими хитростями подавить основные процессы и сделать главным очень слабый, второстепенный процесс "нарушения".
Дальнейшие шаги:
- Самое главное, что упустили все участники форума, - мощность потока пара примерно в 1000 раз выше, чем мощность потока жидкости. Следует в этот поток поставить турбинку, а не водяное колесо под капающую жидкость.
- Увеличение перепадов давления можно получить за счёт увеличения столба жидкости в капиллярах. Наверное, тут не стоит полагаться на случайные процессы образования пор. Лучше всего как-то вырастить плитку с вертикальными отверстиями заданного размера из теплопроводного металла. По моим расчётам получается, что 5-сантиметровая медная плита с капиллярами при перепаде в 1 градус сможет передать до 8 кВт теплового потока. Диаметр отверстий, правда, не считал. Разветвление пор, их изогнутость, фрактальность никакой роли не играют. Всё зависит только от размера мениска, где пар конденсируется, и размера мениска, где пар образуется.
- Все поверхности, где появление жидкости нежелательно, должны быть выполнены из несмачиваемого материала.
Не знаю, что в конце получится - по моим расчётам вышло, что ВД в 1 м2 и при толщине плиты 5 см даст мощность потока пара в 2-2,5 Вт. Может я ошибся... Турбина даст вполовину меньшую механическую мощность. Всё равно это огромный скачок, по сравнению с использованием разницы температур в колонне газа.
Самое главное, что упустили все участники форума, - мощность потока пара примерно в 1000 раз выше, чем мощность потока жидкости. Следует в этот поток поставить турбинку, а не водяное колесо под капающую жидкость.
abah, загляни к маэстро Гравио на ветку,
тамапатокапарадвигаеттурбинку. Окупаемость долгая, искровик перспективнее.
Для тех, кто не понял на пальцах, предлагаю схемку.
Энергия для всех процессов берётся из внутренней энергии теплового движения. Как написано во всех учебниках и энциклопедиях на эту тему, при конденсации пара в капиллярах выделяется тепло, а температура превышает температуру исходного пара (верхний мениск жидкости в капилляре).
При испарении жидкости в крохотных капельках (нижний мениск) их температура оказывается ниже окружающей. Идёт расход тепла на испарение. За счёт совершения работы паром и отвода энергии из системы, общая температура должна падать. Перепад давления соответствует высоте столба жидкой фазы.
В данной схеме мы выравниваем температуру за счет теплопроводности стенок капилляров. Но, в принципе, можно сделать батарею из десятков "таблеток" без турбины, генератора и без теплопередачи капиллярами. На поверхностях "таблеток" будет разница температур. В каждой таблетке будет своя средняя температура и своё давление. На всей батарее получится уже ощутимая разность.
Уже само появление разности температур нарушает 2-й закон термодинамики. Конечно, вряд ли это будут десятки или сотни градусов, но всё-таки. Возможно, что для батареи "таблеток" с капиллярными насадками, можно будет получить и десятки градусов.
видно, что ты понимаешь как это работает, но не детально.
я думаю необходимо разобраться в причинах и механизме возникновения перепада давления насышяющих паров над вогнутым и выпуклым менисками одной и той же жидкости.
тогда станет возможным расчитать оптимальные параметры в зависимости от поставленной задачи.
например, как зависит давление насыщающего пара от радиуса мениска, а так же от шага менисков при прочих равных. и.т.д.
В справочниках и учебниках данных для расчетов достаточно, в частности - зависимость давлений над жидкостью и под нею от кривизны мениска. Количество, шаг капилляров - роли не играют, как не играет роли внутреннее сопротивление батарейки в величине ЭДС.
Детально работу этой штуки, наверное, и физики не понимают.
Мне представляется, что главную роль играет поверхность раздела пара и жидкости. Описание этого объекта - сложная задачка. А я - инженер, а не физик.
В какой-то популярной книжице мне попадалось сравнение черной дыры с каплей жидкости. Там тоже: в одну "дыру" материя проваливается, а из другой "испаряется" в виде потока частиц и излучения. Тоже - Вечный Двигатель.
там нарисовано наоборот ,верхние мениски должны быть вогнуты а нижние
выпуклы . тепловая трубка должна соединять верхнюю и нижнюю части
пористой перегородки по всей площяди ,не нарушая пористой структуры и
условий газообмена . я так думаю
abah Пост: 259490 От 02.Aug.2010 (13:06)
В справочниках и учебниках данных для расчетов достаточно, в частности - зависимость давлений над жидкостью и под нею от кривизны мениска.
Мне представляется, что главную роль играет поверхность раздела пара и жидкости.
очень существенную роль играет именно ФОРМА поверхности раздела пара и жидкости . насыщающий пар и жидкость находятся в динамическом равновесии , молекулы вещесва непрерывно влетают и вылетают из жидкости и пара под всеми возможными углами к поверхности раздела фаз,а так как в случае например вогнутого мениска диапазон углов вылета сокращен в сравнении с плоским и тем более выпуклым менисками в силу геометрии поверхности раздела фаз , то динамическое равновесие наступает при меньшем давлении насыщающего пара при прочих равных.
в герметичном сосуде ,через непроницаемую перегородку пропущен капилляр ,внутренняя стенка капилляра смачивается рабочей жидкостью ,капилляр полностью заполнен жидкостью ,в сосуде кроме жидкости заполняющей капиляр и ее насыщяющего пара никаких паразитных газов и жидкостей а такжа других веществ нет ,сосуд находится в среде с равной по всему обьему температурой ,допускающей динамическое равновесие между рабочей жидкостью и ее паром , сосуд находится в поле гравитации несколько меньшем чем силы удерживающие жидкость в капилляре и ориентирован капилляром 'вертикально', под воздействием гравитации и силы поверхностного натяжения граница раздела фаз преобретает определенную форму ,а именно ,'сверху' вогнутую жидкую фазу а 'снизу', выпуклую жидкую фазу. в следсвие геометрии менисков жидкости ,молекулам рабочего вещества легче вылететь из 'нижнего' и влететь в 'верхний' и при прочих равных удельная плотность и давление насыщающего пара 'снизу' от непроницаемой перегородки бдет выше а 'сверху' соответственно ниииижеее вооот .
попробуйте попасть шариком для пинг-понга сначала В ведро подразными углами и с разной скоростью а потом НА тоже ведро ,также по разному , почюйствуйте разницу.
Во второй работе Кельвин заинтересовался следующим вопросом: как зависит давление пара жидкости вблизи поверхности от степени ее искривленности? Если рассуждать предметно, то речь идет о том, насколько отличается давление пара вблизи изогнутой поверхности водяной капли от давления пара вблизи плоской поверхности воды, налитой в широкое блюдце.
.