Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести icon

Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести



НазваниеВернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести
Дата конвертации15.07.2012
Размер164.4 Kb.
ТипДокументы

На правах рукописи, представленной журналу ЖРФМ.

Научный журнал Русского Физического Общества. ISSN 0869-2653.

Вернуться на главную страницу


Вечный двигатель второго рода

на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести

Филиппов В.Ю., инженер




1. Предпосылки.

Ключевой процесс на котором строится предлагаемый вечный двигатель второго рода (ВД2), - повышение в поле тяжести, в вертикальной подогреваемой колонне с постоянным объёмом, внутренней тепловой и потенциальной энергии газа (соответственно повышается уровень центра масс газа, рис.1).

Таким образом сразу просматривается возможность получения полезной работы как разницы работы (если быть точнее - её части) между затраченной при подъёме поворотом холодной колонны и полезной при опускании поворотом горячей колонны. При этом, после опускания горячей колонны она может быть регенеративно охлаждена с передачей своей внутренней энергии промежуточному звену для последующего подогрева от этого звена вертикальной колонны или с иным оборотом тепла.

В любом случае необходимость передачи тепла окружающей среде не просматривается.

Подробно, с необходимыми добавлениями и расчётами цикл рассматривается во втором разделе.











gif" align=left hspace=12>




















1

2

3

4

5

Рисунок 1.

Иллюстрация к ключевому процессу – повышению уровня центра масс газа в подогреваемой вертикальной колонне.

Подогрев при переходе из состояния 2 в состояние 3.

Охлаждение при переходе из состояния 4 в состояние 5.


Формулы для давления, плотности, массы, внутренней и потенциальной энергии, комбинированной теплоёмкости, центра масс, работы колонны при подъёме или опускании поворотом, закона сохранения энергии колонны:


1.1. Давление и плотность согласно формул Больцмана





1.2. Масса





(где a - сторона квадратного сечения колонны)

или отсчитывая от нуля высоты Z




Выражение для ρ0




^ 1.2. Внутренняя энергия





или





или отсчитывая от нуля высоты Z





^ 1.3. Потенциальная энергия





или


или для Z1 = 0 и с введением выражения для ρ0 согласно (1.5)


^ 1.4. Комбинированная теплоёмкость

Подводимое к газу рабочей колонны при постоянном объёме тепло идёт как на повышение внутренней энергии так и одновременно на повышение потенциальной энергии. Такое тепло можно считать комбинированным и обозначить Qvk, также можно считать комбинированной и теплоёмкость Cvk





с учётом выражений для внутренней и потенциальной энергии, согласно и





1.5. Центр масс


График Zcm(T) согласно (1.16), при подставленных величинах Z = 10000 и других, показывает асимптотическое приближение Zcm к геометрическому центру колонны Z = 5000 (замена на графике переменной T на x обусловлена программой)




Можно считать, что повышение центра масс при нагреве и повышении температуры обусловлено усреднением плотности по высоте колонны.


^ 1.6. Работа колонны Wgrav при подъёме или опускании поворотом в поле тяжести





1.7. Закон сохранения энергии для изохорно подогреваемой колонны.





где Wterm - термодинамическая работа


^ 2. Состав вечного двигателя второго рода (ВД2) и расчёт цикла на основе изохорно подогреваемой рабочей колонны с газом, в поле тяжести.

Предлагаемый ВД2 состоит из рабочей колонны (РК), теплового двигателя (ТД) и теплового насоса (ТН).

Последовательность изменяющихся положений рабочей колонны, последовательность теплообмена и работы представлены на рисунке 2.

Термодинамические циклы ВД2 как целого так и его составляющих представлены на рисунке 3.

ВД2, в составе РК, ТД и ТН находится в вакуумной камере (что не принципиально, а лишь упрощает расчёт, так как исключает подсчёт обратимого действия силы Архимеда).

Масса собственно колонны (как оболочки) принята равной нулю (также для упрощения).

Будем считать газ изотермичным по высоте (во всяком случае примем это как допустимое приближение, имея ввиду, что неизотермичность газа не изменит принципиального результата данного расчёта, а именно - осуществимость ВД2).

Теплообмен с окружающей средой (теплоприток к ВД2) осуществляется через стенку вакуумной камеры.













Состояние 1.

Исходное состояние и положение.

Состояние после регенеративного теплообмена (Qтд1-2) теплового двигателя с рабочей колонной.

Повышение температуры ТД от 273.15 до 373.15 K.

Положение центра масс колонны Zcm1=0.


Состояние 2.

Произведён подъём рабочей колонны поворотом на 900 с затратой работы Wрк1-2.

Положение центра масс колонны Zcm2.


Состояние 3.

3.1. Завершение термодинамического цикла ТД, регенеративный, изотермический теплообмен (Qтд3-1) с ТН при температуре 273.15 K.

3.2. Осуществление термодинамического цикла ТН. Передача тепла горячего источника Qтн3-1 рабочей колонне. Сумма тепла холодного источника, включая Q0, получаемое от окружающей среды:

-Qтд3-1 + Q0 = Qтн1-2.

3.3. Изохорный подогрев РК теплом Qрк2-3 от ТН.

Wтд – полезная работа ТД.

Wтн – затратная работа ТН.

Повышение уровня центра масс до Zcm3.














Состояние 4.

Состояние после опускания рабочей колонны поворотом на 900, выполнение полезной работы Wрк3-4.


Состояние 5.

Возвращение в исходное состояние 1.

Регенеративный теплообмен ТД с РК

Энергетический итог – получение полезной работы ΣW = Q0.





Рисунок 2.

Последовательность изменяющихся положений рабочей колонны, последовательность теплообмена и работы.

Индексы тепловых потоков Q и работы W даны в соответствии с обозначениями на рис. 3.































273.15 373.15 T, K



































S, Дж/K




















S, Дж/K

Рис. 3.1


Цикл рабочей колонны с изохорным нагревом в процессе 2-3 и изохорным охлаждением в процессе 4–1.

Рис. 3.2.

Цикл теплового насоса разбит на бесконечно большое количество циклов. Каждый из микроциклов, включающий изохору, две адиабаты и изотерму, осуществляется со своей комбинированной массой mki , которая больше m рабочей колонны.

Соответственно тепловые потоки цикла рассчитываются с учётом переменной массы.

Рис. 3.3.

Цикл теплового двигателя с изохорным нагревом в процессе 1-2 и изотермическим охлаждением в процессе 3-1.

Рисунок 3.


Термодинамические циклы ВД2 как целого так и его составляющих.



Исходные данные.

Рабочий газ колонны – азот.

Газовая постоянная азота


Число степеней свободы f = 5

Удельная теплоёмкость при постоянном объёме








Высота колонны b = 10000 м

Сторона квадратного сечения колонны a = 1 м

Начальная температура





Начальное давление (в горизонтальной колонне)





Начальный удельный объём (в горизонтальной колонне)





Начальная плотность (в горизонтальной колонне)





Масса газа рабочей колонны





^ 2.1. Цикл рабочей колонны, рис. 3.1.

Процессы цикла:

1 - 2 - подъём колонны, поворотом на 90 градусов до вертикального положения;

2 - 3 - изохорный нагрев колонны на 100 K, с повышением внутренней и потенциальной энергии колонны;

3 - 4 - опускание колонны, поворотом на 90 градусов до горизонтального положения;

4 - 1 - изохорное охлаждение колонны на 100 K, с понижением внутренней энергии колонны.


Состояние 1.


T1 = 273.15 K


p1 = 101325 Па


v1 = 0.799922 м3/кг


ρ1 = 1.25012 кг/м3





Переход в состояние 2.

Произведён подъём РК поворотом на 900 до вертикального положения.










Сумма энергий рабочей колонны








затратная работа в процессе 1 – 2




Переход в состояние 3.

Регенеративный теплообмен с тепловым насосом. Изохорное повышение температуры рабочей колонны на 100 градусов до T3 = 373.15 K.











Сумма энергий рабочей колонны





Заметим, что




Переход в состояние 4.

Опускание РК поворотом на 900 с полезной нагрузкой WРК3-4





Переход в состояние 1.

Регенеративный теплообмен с тепловым двигателем.





^ 2.2. Цикл теплового насоса, рис. 3.2.

Нахождение тепла QТН1-2 , Q0 , работы WТН.

Достаточно ясно, что тепловой насос, в результате теплообмена с рабочей колонной, будет повышать как внутреннюю тепловую энергии колонны, так и одновременно её потенциальную энергию, и будет делать это за счёт тепла холодного источника и затрачиваемой работы.

Задача состоит в том, чтобы определить долю работы и тепла холодного источника теплового насоса в повышении потенциальной энергии рабочей колонны.

Разбиваем цикл теплового насоса на бесконечно большое количество циклов (в каждом из которых принимаем в качестве рабочего тела азот). Каждый из микроциклов включает изохору, две адиабаты и изотерму и будет осуществляться со своей комбинированной массой mki , которая больше m рабочей колонны.

Рассмотрим тепло изохоры комбинированное QТН3-1.

Дело в том, что тепловой насос «не знает», какое из выработанного им тепла QТН3-1 идёт в рабочей колонне на повышение внутренней и какое на повышение потенциальной энергии. Это дополнительное тепло на повышение потенциальной энергии обеспечивается дополнительной циркулирующей массой (относительно массы в цикле с простой, не комбинированной тепловой нагрузкой изохоры) в каждом микроцикле ТН.

Комбинированная масса mk(T), как функция от температуры изохоры равна сумме масс: m, циркулирующей для обеспечения повышения внутренней энергии, и дополнительной массы mpot(T), циркулирующей для повышения потенциальной энергии.





Тепло изотермы dQТН1-2 , которое также является комбинированным теплом




где температура изотермы

Заменим переменную v на переменную T с помощью соотношений для адиабаты.

Соотношение для адиабаты в общем виде


Для каждого нашего микроцикла





Для изотермы Tizoterm = T1 = T1 = const


Для изохоры vizohor = v1 = v3 = const


А также упрощая обозначения

Tizohor = T

vizoterm = v








Подставим в уравнение (2.2.1) выражение для v из (2.2.2) и выражение для dv из (2.2.3)




Решение (2.2.4) даёт:





Тепло изохоры (комбинированное)





откуда





Тогда уравнение (2.2.5) запишется как





подставляем в (2.2.8) выражение для комбинированной теплоёмкости





и находим выражение для QТН1-2





Решение получается длинным, поэтому для получения численного значения QТН1-2 берём непосредственно формулу (2.2.10) и после подстановки значений получаем





Из цикла рабочей колонны (рис.3.1) следует, что


тогда затратная комбинированная работа WТН цикла ТН





При этом тепло холодного источника, регенеративно получаемое тепловым насосом от теплового двигателя




следовательно из уравнения для QТН1-2





находим важную величину - тепло, получаемое тепловым насосом от окружающей среды


^ 2.3. Цикл теплового двигателя, рис. 3.3.

Нахождение QТД1-2 , QТД3-1 , работы WТД.

Принимаем в качестве рабочего тела теплового двигателя - азот с такой же массой как у рабочей колонны.

mтд = m = 12501.2 кг

T1= 273.15 K

p1 = 101325 Па

v1 = 0.799922 м3/кг

ρ1 = 1.25012 кг/м3

R = 296.731 Дж/(кгxК)

cv = 741.828 Дж/(кгxК)


Рабочее тело теплового двигателя в процессе 1 - 2 изохорно и регенеративно нагревается рабочей колонной теплом QТД1-2 от температуры T1 = 273.15 до температуры T2 = 373.15





Параметры в точке 2

T2= 373.15

v2 = v1 = 0.799922

ρ2 = ρ1 1.25012




Параметры в точке 3 (процесс 2-3 - адиабатический)

T3 = T1 = 273.15

Соотношение для адиабаты в общем виде





Для нашего цикла








Соотношение для изотермы в общем виде


Для нашего процесса 3-1





^ 3. Сумма тепла и работы РК, ТН, ТД, выводы.

Очевидно, что сумма тепла, при преимущественно регенеративном теплообмене в рассмотренных циклах, за исключением Q0 составит





сумма работы




То есть с достаточной точностью получили совпадение положительной работы и полученного вечным двигателем второго рода тепла окружающей среды.





Литература.

1. Опарин Е.Г. О забытой научной дискуссии между Л. Больцманом и Й. Лошмидтом. ISSN 0869-2653. ЖРФМ, Научный журнал русского физического общества, № 1-6, 1993.

Электронная версия: http://ruslabor.narod.ru/Oparin_diskuss.doc

2. Циолковский К.Э. Второе начало термодинамики. Журнал Русской Физической мысли (ЖРФМ), № 1, 1991.

3. Опарин Е. Г. Физические основы бестопливной энергетики. Ограниченность второго начала термодинамики. М.; Едиториал УРСС, 2003. – 136 с. ISBN 5-354-00297-4.

Электронная версия:

глава 10 http://ruslabor.narod.ru/Oparin_gl_10.doc,

глава 17 http://ruslabor.narod.ru/Oparin_gl_17.doc

4. Цикл работ профессора В.Ф. Яковлева по термодинамике, стр. 4-52. Яковлев В.Ф., Лаврентьев И.П., Сахаров Н.П. Экспериментальное обнаружение стационарных градиентов температур во вращающихся газах, стр 42-45. ISSN 0869-2653. ЖРФМ, Научный журнал русского физического общества, № 1-6, 1993.

Электронная версия:

http://ruslabor.narod.ru/Iakovlev..htm

http://ruslabor.narod.ru/Arhiv/Iakovlev.djvu

^ 5. Заев Н.Е. Бестопливная энергетика (проблемы, решения прогнозы), 18.03.2001, Московская область, Салтыковка.

Электронная версия: http://ruslabor.narod.ru/Zaev_N.E._Bestopl.doc

6. Кухлинг Х. Справочник по физике. Москва «МИР», 1982.

7. Володько Ю.И. Ламинарное истечение сжатого воздуха в атмосферу и бестопливный монотермический двигатель. ISSN 0869-2653. ЖРФМ, Научный журнал Русского Физического Общества, № 1-12. 1998.

Электронная версия: http://ruslabor.narod.ru/Arhiv/volodko.djvu

8. Опыт Graeff http://www.firstgravitymachine.com/testresults.phtml

9. Компьютерное моделирование: http://www.falstad.com/gas/

10. Сивухин Д.В. Термодинамика и молекулярная физика, том II. ФИЗМАТЛИТ, 1990, 2003, 2005.

11. Филиппов В.Ю. Примирение Максвелла и Больцмана с Лошмидтом и Циолковским.

ISSN 0869-2653. ЖРФМ, Научный журнал Русского Физического Общества, № 1-12. 2008.

Электронная версия:

http://ruslabor.narod.ru/Primirenie_M_i_B_s_L_i_C.htm

http://ruslabor.narod.ru/Primirenie_M_i_B_s_L_i_C.doc


___________________

12.04.2009 г. – 09.05.2009 г. Москва. Филиппов Владимир Юрьевич, инженер.

Филиппов В.Ю.

Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести




Похожие:

Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconВернуться на главную страницу Опарин Евгений Григорьевич «Физические основы бестопливной энергетики. Ограниченность второго начала термодинамики»
Возражения приверженцев классической термодинамики против ограниченности второго начала и позиция ан СССР и ран
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconВернуться на главную страницу Примирение
Рассмотрению и объединению (примирению) подлежат два исходных представления о стационарном и равновесном состоянии газа в поле потенциальных...
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconОпарин Евгений Григорьевич «Физические основы бестопливной энергетики. Ограниченность второго начала термодинамики»
Егося в поле тяжести, от высоты. Справедливость гипотезы указывала бы на неприменимость второго начала термодинамики в поле сил тяжести....
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconДокументы
1. /М. Дмитрук. ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ОТ ЛУКАВОГО.doc
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconДокументы
1. /ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ИВАНА ЕФИМОВА.doc
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconДокументы
1. /ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ. ПАТЕНТЫ И АДРЕСА.doc
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconДревнейший вечный двигатель
Для того, чтобы приготовить один из древнейших вечных двигателей необходимы следующие ингредиенты
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconВечный двигатель на капиллярном притяжение Ищем
Заключаются в способности жидкости подниматься или опускаться в узких сосудах (диаметр )
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconДокументы
1. /Надежда Максимова. ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ИВАНА КУЛИБИНА.doc
Вернуться на главную страницу Вечный двигатель второго рода на основе цикла с изохорно подогреваемой колонной с газом, в поле тяжести iconГармония, Единение, Любовь, Искренность, Оптимизм, С
Новости На главную страницу Сайт «гелиоса» Содержание учебной программы
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов