Обратимый двигатель


Обратимый двигатель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Обратимый двигатель

Cтраница 1

Обратимый двигатель является пределом, к которому реальные двигатели могут приближаться по своим характеристикам, но которого они никогда не достигают.  [1]

В идеальном обратимом двигателе, в котором в качестве рабочего тела используется 28 г азота ( Y7 / s) рабочий цикл abed происходит без использования золотника ( см. фиг.  [2]

Заметим, что идеально обратимый двигатель должен был бы работать бесконечно медленно, так как в противном случае в нем не успевало бы в каждый момент устанавливаться статистическое равновесие. Приближение к равновесию всегда необратимо.  [3]

Система вместе с обратимым двигателем представляют собой вечный двигатель второго рода, если общая работа ( 2работ) больше нуля.  [4]

Конечно, мы можем вообразить обратимый двигатель - бесконечно малым, так что каждый раз при - подводе к системе тепла в количестве dQ обратимый двигатель претерпевает один или несколько полных циклов. Каждую из трех величин dQ, dW и dw можно считать положительной I или отрицательной, причем, как обычно, знаки плюс и минус определяются направлением, по ко-торому тепло и работа пересекают границу.  [5]

Уравнение ( 8 - 3) справедливо для любого обратимого двигателя, получающего тепло при температуре Т, отдающего тепло при температуре Т2 и не претерпевающего никакого другого обмена-тепла с окружающей средой.  [6]

Следовательно, и второе наше предположение о возможности построить обратимый двигатель с меньшим экономическим коэффициентом, чем машина Карно, также недопустимо.  [7]

Итак, каким бы доказательством мы ни пользовались, мы всегда приходим к заключению, что вес обратимые двигатели, работающие между одинаковыми температурами, имеют одинаковые экономические коэффициенты, равные экономическому коэффициенту идеальной газовой машины, работающей по циклу Карно.  [8]

На АЭС устанавливается АБ для каждого реакторного блока, резервная АБ АЭС и АБ, работающие параллельно с обратимыми двигателями - генераторами в установках надежного питания, АБ потребителей систем управления и защиты.  [9]

TZ - Соответственно абсолютные температуры кипения и конденсации), как это следует из определения абсолютной шкалы температур для обратимого двигателя, работающего между двумя темпера-турным и уровнями.  [10]

Тепло, передаваемое к системе, при переменных температурах Т может поступать из резервуара с температурой Т0, через ряд обратимых двигателей, подобных R, каждый из которых совершает целое число полных циклов, в то время как система совершает один цикл.  [11]

Конечно, мы можем вообразить обратимый двигатель - бесконечно малым, так что каждый раз при - подводе к системе тепла в количестве dQ обратимый двигатель претерпевает один или несколько полных циклов. Каждую из трех величин dQ, dW и dw можно считать положительной I или отрицательной, причем, как обычно, знаки плюс и минус определяются направлением, по ко-торому тепло и работа пересекают границу.  [12]

Холодильной машиной называется устройство, действующее циклично и передающее тепло от среды менее нагретой к среде более нагретой. Любой обратимый двигатель, получающий тепло обратимо при одной температуре и отдающий тепло обратимо при другой, более низкой температуре, будучи обращенным, становится холодильной машиной.  [13]

Доказательство ведется от противного. Чтобы отдать горячему резервуару тепло Qb обратимый двигатель должен забрать у холодного резервуара тепло Q2, которое больше того количества теплоты Q2, которое ему отдал необратимый двигатель. Из холодного же резервуара при каждом цикле получается положительное тепло Q2 - 2, за счет которого совершается полезная работа, равная разности работ необратимого двигателя и работающего в качестве холодильной машины обратимого двигателя. Все тепло, таким образом, отдает холодный резервуар, которым может быть просто окружающая среда. Но это противоречит второму началу термодинамики.  [14]

В рассмотренном примере совершающее цикл тело имеет вполне определенную температуру во всех точках цикла; другими словами, тело находится в локальном равновесии, несмотря на необратимость цикла в целом. Локальное равновесие тела обусловлено действием дополнительных источников работы, какими являются вспомогательные обратимые двигатели Карно.  [15]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

обратимый двигатель - это... Что такое обратимый двигатель?

 обратимый двигатель adj

auto. Wandermotor , Wechselmotor

Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.

  • обратимый громкоговоритель
  • обратимый дефект структуры

Смотреть что такое "обратимый двигатель" в других словарях:

  • генератор/двигатель — обратимый генератор обратимая электрическая машина — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы обратимый …   Справочник технического переводчика

  • Карно цикл —         обратимый круговой процесс, в котором совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту). К. ц. состоит из последовательно чередующихся двух изотермических и двух адиабатных процессов. Впервые рассмотрен французским учёным Н …   Большая советская энциклопедия

  • ГОСТ Р ЕН 1986-2-2011: Автомобили с электрической тягой. Измерение энергетических характеристик. Часть 2. Гибридные транспортные средства — Терминология ГОСТ Р ЕН 1986 2 2011: Автомобили с электрической тягой. Измерение энергетических характеристик. Часть 2. Гибридные транспортные средства: 3.12 бортовой источник энергии (on board energy source): Составная часть силовой установки,… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ТЕРМОДИНАМИКА — наука о наиб. общих св вах макроскопич. физ. систем, находящихся в состоянии термодинамич. равновесия, и о процессах перехода между этими состояниями. Т. строится на основе фундам. принципов (начал), к рые явл. обобщением многочисл. наблюдений и… …   Физическая энциклопедия

  • режим — 36. режим [частота вращения] «самоходности»: Режим [минимальная частота вращения выходного вала], при котором газотурбинный двигатель работает без использования мощности пускового устройства при наиболее неблагоприятных внешних условиях. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • пусковая система — Рис. 1. Схема воздушной пусковой системы многодвигательного самолёта. пусковая система газотурбинного двигателя — совокупность устройств, предназначенных для принудительной раскрутки ротора газотурбинного двигателя при его запуске. П. с.… …   Энциклопедия «Авиация»

  • пусковая система — Рис. 1. Схема воздушной пусковой системы многодвигательного самолёта. пусковая система газотурбинного двигателя — совокупность устройств, предназначенных для принудительной раскрутки ротора газотурбинного двигателя при его запуске. П. с.… …   Энциклопедия «Авиация»

  • Термодинамика —         наука о наиболее общих свойствах макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и о процессах перехода между этими состояниями. Т. строится на основе фундаментальных принципов (начал), которые являются… …   Большая советская энциклопедия

  • Пусковая система газотурбинного двигателя — совокупность устройств, предназначенных для принудительной раскрутки ротора газотурбинного двигателя при его запуске. П. с. состоит из пускового устройства (ПУ) устройства для принудительной раскрутки ротора газотурбинного двигателя в процессе… …   Энциклопедия техники

  • КАРНО ЦИКЛ — обратимый круговой процесс, в к ром совершается превращение теплоты в работу (или работы в теплоту). К. ц. состоит из последовательно чередующихся двух изотермич. и двух адиабатич. процессов, осуществляемых с рабочим телом (напр., паром). Впервые …   Физическая энциклопедия

  • Второе начало термодинамики —         принцип, устанавливающий необратимость макроскопических процессов, протекающих с конечной скоростью. В отличие от чисто механических (без трения) или электродинамических (без выделения джоу левой теплоты) обратимых процессов (См.… …   Большая советская энциклопедия

universal_ru_de.academic.ru

Обратимый двигатель - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Обратимый двигатель

Cтраница 2

Так, например, изотермическое состояние находящегося в сосуде газа с неравномерным распределением плотности, являющееся при отсутствии внешнего поля неравновесным, при действии соответствующего гравитационного поля будет равновесным. В этой связи уместно отметить, что описанный ранее прием использования вспомогательных обратимых двигателей Карно для поддержания локального равновесия является частным случаем применения внешних силовых полей в комбинации с соответствующими внешними источниками теплоты. Таким образом, вводя силовые поля различного типа, можно в принципе осуществить квазистатический переход тела из исходного состояния в рассматриваемое неравновесное состояние и по сумме приведенных теплот вычислить энтропию тела в неравновесном состоянии, которая, так же как и в случае равновесного состояния, будет иметь вполне определенное и притом единственное значение.  [16]

На рис. 7.25 показана схема питания установок собственного расхода атомной электростанции с реактором ВВЭР, укомплектованным малоинерционным ГЦН бессальникового типа. Схема предусматривает для обеспечения аварийного питания применение рабочего и резервного дизель-генераторов, обратимых двигателей, присоединенных к аккумуляторным батареям, и использование энергии выбега турбогенератора. Для использования энергии выбега на одном валу с главными генераторами устанавливаются вспомогательные генераторы, работающие во время выбега.  [17]

Докажем, что из всех возможных машин, работающих между тремя температурными уровнями TQ, TI и Т2 без потребления работы и без отдачи ее, обратимая машина имеет минимум отношения 7о / 72 - Допустим, что может быть построена машина / ( рис. 15 - 10), для которой величина qo / q2 меньше, чем для обратимой машины R, при одинаковых уровнях температуры. Пусть поток тепла при Т2 будет одинаковым для обеих машин. Тогда, если обратимый двигатель реверсировать, то согласно допущению тепло qo, вырабатываемое машиной R ори Т0, будет превосходить тепло q 0, получаемое двигателем / при той же температуре. Поскольку теперь тепловой резервуар при Т2 может быть заменен проводником тепла, то сочетание машин / и R представляет собой самодействующее устройство, которое передает тепло с уровня TI на уровень TQ. Но такое устройство невозможно.  [18]

В § 55 будет подробнее сказано об обратимости. Здесь мы ограничимся лишь кратким указанием на то, что обратимым называется такой двигатель, который, работая в противоположном направлении, проходит все стадии прямого процесса в обратном порядке, компенсируя при этом все изменения, которые были вызваны прямым процессом в окружающей среде. Почему мы именно выбираем обратимый двигатель и что это значит, будет ясно из дальнейшего.  [19]

Доказательство ведется от противного. Чтобы отдать горячему резервуару тепло Qb обратимый двигатель должен забрать у холодного резервуара тепло Q2, которое больше того количества теплоты Q2, которое ему отдал необратимый двигатель. Из холодного же резервуара при каждом цикле получается положительное тепло Q2 - 2, за счет которого совершается полезная работа, равная разности работ необратимого двигателя и работающего в качестве холодильной машины обратимого двигателя. Все тепло, таким образом, отдает холодный резервуар, которым может быть просто окружающая среда. Но это противоречит второму началу термодинамики.  [20]

Изменение энтропии двух тел вследствие прямого перехода теплоты от первого, более нагретого тела, ко второму, менее нагретому, может быть определено следующим путем. Примем для упрощения, что оба тела имеют настолько большие теплоемкости, что отдаваемое или, наоборот, получаемое ими количество теплоты Q не вызывает заметного изменения температуры тел, причем температура второго тела Тц меньше температуры первого тела Т на конечную величину. Вообразим следующий обратимый процесс переноса теплоты от температуры Т к температуре Тц. Предположим, что между температурами TI и Гп действует обратимый двигатель, работающий по прямому циклу Карно. В результате действия этого двигателя от первого тела будет отведено обратимым образом при постоянной температуре Т1 количество теплоты Q, а второму телу будет передано обратимо при постоянной температуре Ти количество теплоты Q2 QT IT кроме того, будет получена положительная полезная внешняя работа L Q ( Т - Tnj / Tj. Превратим теперь обратимым образом работу L в теплоту Q2 L при температуре Тп и передадим эту теплоту второму телу.  [21]

Температуру можно рассматривать как условие, которое определяет теплообмен в теле. При обеспечении определенных условий конкретное явление природы всегда происходит при одной и той же температуре. Поэтому для описания каждого явления необходимо точно определять точки на температурной шкале. Двумя такими фиксированными точками являются точка таяния льда и точка кипения воды. Обычно используют шкалы Цельсия и Фаренгейта, в которых установлены соответственно 0 С и 32 F для точки таяния льда и 100 С и 212 F - для точки кипения воды. Значения температуры, отличающиеся от этих двух фиксированных точек, устанавливают с помощью термометра измерением какого-либо зависящего от температуры свойства рабочего тела. В качестве термометрического рабочего тела используют газы, так как все они с достаточной точностью подчиняются закону идеального газа. Но при создании температурной шкалы, основанной на свойствах рабочего тела, неизбежно допускаются определенные погрешности. Использование теории идеального обратимого двигателя Карно позволило Кельвину избежать этих погрешностей и ввести шкалу абсолютной термодинамической температуры, которая не зависит от свойств рабочего тела.  [22]

Страницы:      1    2

www.ngpedia.ru

обратимый двигатель-насос-счетчик - патент РФ 2089753

Использование: в насосо- и компрессоростроении, а также в качестве счетчика расхода жидкости. Сущность изобретения: на основании расположен цилиндрический корпус со сплошным валом и пустотелыми валами и с лопастями. Сплошной вал имеет сцепляющие углубления, а лопасти снабжены упорами, отверстиями, стопорными стержнями, установочной шайбой и пружинами. В лопастях шарнирно закреплены нажимные рычаги. Цилиндрический корпус имеет стопорные пазы, патрубки. Лопасти образуют впускную и выпускную камеры. На сплошном валу расположен маховик. Для работы в режиме счетчика к маховику крепится груз дисбаланса. 3 ил., 1 табл. Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосостроению и силовым установкам. Известны устройства, содержащие корпус, каналы отвода и подвода рабочей среды, валы с секторными поршнями, механизмом фиксации поршней (SU, N 1574866, F 02 B 53/00, 1990). Недостатком компрессоров и насосов является сложность и большие массы подвижных частей, а также недостаточно полное использование рабочего объема. Кроме того, они не позволяют точно дозировать перекачиваемую среду и считать расход перекачиваемой жидкости (воды, бензина, дизельного топлива и др.). Наиболее близким техническим решением из известных является насосная установка, содержащая основание, цилиндрический корпус, лопасти с упорами, валы, впускной и выпускной патрубки с клапанами (SU, N 1760168, F 04 C 2/00, 1991). Недостатком последней установки является сложность ее конструкции и невозможность использования в качестве гидродвигателя и счетчика расхода жидкости. В предлагаемом устройстве обратимый двигатель-насос-счетчик, содержащий основание, цилиндрический корпус, лопасти с упорами, валы, впускной и выпускной патрубки с клапанами, выполнен в виде сплошного с углублениями и двух пустотелых с лопастями и с отверстиями под стопорные стержни валов, соосно установленных в корпусе, выполненном со стопорными пазами, с установленными в лопастях стопорными стержнями и пружинами, причем каждый стержень снабжен установочной шайбой и двумя пружинами, нажимной и стопорной, лопасти снабжены нажимными рычагами, маховик закреплен на сплошном валу, расположен вне корпуса двигателя-насоса, для работы в режиме счетчика расхода жидкости оборудуется грузом дисбаланса, расстояние между впускным и выпускным отверстиями патрубков согласовано с расстоянием между лопастями при их соприкосновении упорами, толщина лопасти равновелика диаметру отверстия, впускное и выпускное отверстия равновелики между собой, угол, образуемый створками упоров лопасти, равен углу между осевыми линиями соприкасающихся лопастей. Противоположный маховику конец сплошного вала оборудован приводом счетчика. На фиг.1 изображен продольный разрез двигателя-насоса-счетчика; на фиг.2 поперечный разрез; на фиг. 3 временные и угловые диаграммы вращающихся частей. Двигатель-насос-счетчик содержит основание 1, цилиндрический корпус 2, сплошной вал 3 со сцепляющими углублениями 4, пустотелые валы 5 и 6 с лопастями 7 и 8. Лопасти снабжены упорами 9, отверстиями 10 под стопорные стержни 11 и пружины: нажимную (сцепляющую) 12 и стопорную 13. Обе пружины установлены на стержне, разделены установочной шайбой 14, неподвижно закрепленной на стержне. В лопастях шарнирно закреплены нажимные рычаги 15. Цилиндрический корпус имеет стопорные пазы 16 для стержней и патрубки: впускной 17 и выпускной 18 с обратными клапанами. Лопасти 7 и 8 образуют впускную 19 и выпускную 20 камеры. На сплошном валу вне корпуса двигателя-насоса расположен маховик 21. Маховик может быть снабжен зубчатым венцом, ручьем под ремень или муфтой сцепления. Для работы в режиме счетчика маховик дополнительно снабжен грузом дисбаланса 22, а противоположный маховику конец сплошного вала имеет привод 23. Обратимый двигатель-насос в режиме гидродвигателя работает следующим образом. На фиг.2 показано исходное положение, когда лопасть 7 левого пустотелого вала 5 находится в вертикальном положении, а стопорный стержень 11 под воздействием стопорной пружины 13 в стопорном пазу 16 рабочего цилиндра 2 и вышел из сцепляющего углубления 4 сплошного вала 3. Лопасть 7 застопорена (неподвижна). Правая лопасть 8 пустотелого вала 6 в этот момент через свой стопорный стержень и сцепляющее углубление 4 соединена со сплошным валом 3. При подаче среды (жидкости) через впускной патрубок 17 во впускную камеру 19 давление передается на лопасть 8 правого пустотелого вала 6, которая передает движение (вращает) на сплошной вал 3 и маховик 21. Лопасть 8 воздействует на рабочую среду в выпускной камере 20, выталкивая ее через выпускной патрубок 18. При этом объем камеры 19 увеличивается, а камеры 20 уменьшается. В конце поворота 8 при соприкосновении ее упора 9 с нажимным рычагом 15 лопасти 7 последний через пружину 12 и шайбу 14 воздействует на стержень 11. При дальнейшем перемещении лопасти 8 (показано пунктиром) до соприкосновения упоров 9 обеих лопастей сцепляющее углубление 4 сплошного вала 3 совмещается со стопорным стержнем 11. Нажимная пружина 12, преодолевая усилие пружины 13, перемещает стержень 11 в сцепляющее углубление 4 сплошного вала 3, выводя стержень из стопорного паза корпуса 2, и сцепляет лопасть 7 с валом 3. Сейчас правый 6 и левый 5 пустотелые валы с лопастями одновременно соединены со сплошным валом 3 и совместно переместятся на угол Как только правая лопасть 8 окажется на месте левой лопасти, т.е. в вертикальном положении, под воздействием стопорной пружины 13 стопорный стержень войдет в стопорный паз 16 корпуса 2, она отсоединится от сплошного вала и остановится (застопорится). Цикл повторяется. Стопорная пружина 13 установлена шайбой 14 (прокладками) так, что стопорный стержень 11 всегда стремится войти в стопорный паз 16 корпуса 2. В режиме гидронасоса обратимый двигатель работает следующим образом. В исходном положении (фиг. 2) вращение от маховика 21 через сплошной вал 3, сцепляющее углубление 4, стопорный стержень 11 передается на правый пустотелый вал 6 и лопасть 8, которая перемещается, создает разрежение во впускной камере 19 и через впускной патрубок 17 с обратным клапаном поступает в нее рабочая среда. В это же время в выпускной камере 20 создается давление и рабочая среда вытесняется из нее через выпускной патрубок 18. При нажатии упора 9 движущейся правой лопасти на нажимной рычаг 15 левой лопасти ее стопорный стержень выводится из стопорного паза 16 корпуса и соединяется со сцепляющим углублением 4 сплошного вала 3, обе лопасти продолжают двигаться совместно, поворачиваясь на угол v (аналогично работе в режиме гидродвигателя). Далее правая лопасть стопорится в вертикальном положении и цикл повторяется. Для работы в режиме счетчика расхода жидкости (воды, бензина, дизельного топлива, масла.) обратимый двигатель-насос-счетчик дополнительно оборудуется грузом дисбаланса 22, который закрепляется на маховике 21, а к противоположному маховику концу сплошного вала 3 в его приводе 23 закрепляется счетчик числа его оборотов, отградуированный в единицах объема перекачиваемой жидкости. В режиме счетчика расхода жидкости обратимый двигатель-насос-счетчик работает аналогично режиму гидродвигателя. Разница только в том, что для вывода сплошного вала из "мертвого" положения, если лопасти 7 и 8 перекрыли впускное 17 и выпускное 18 отверстия, то груз 22 дисбаланса устанавливает лопасти (и все вращающиеся элементы) в исходное положение (фиг. 2). Счетчик, приводимый в действие противоположным маховику концом вала 3, считает число его оборотов в единицах объема перекачиваемой жидкости. На фиг. 3 представлена временная диаграмма положения вращающихся элементов двигателя-насоса-счетчика, приведенная к углу поворота вала 3, позволяющая определить положение элементов, их число, величины параметров и их соотношение в любой момент времени от исходного положения. В исходном положении (фиг. 1, 2) лопасть 7 только что застопорена и находится в вертикальном положении, а лопасть 8 находится к ней под углом v и стрежнем 11 через вал 6 и углубление 4 сцеплена с валом 3 и продолжает поворачиваться одна до положения, показанного пунктиром, не доходя до вертикального положения на угол v, это также угол между упорами одной (каждой) лопасти, угол между впускным и выпускным патрубками. Последнее требование должно быть выполнено для того, чтобы впускное 17 и впускное 18 отверстия закрывались и открывались одновременно, исключая перекачивание жидкости (при работе двигателем) через одну камеру, т.е. чтобы они оба не могли оказаться в одной камере 19 или 20. Величина угла v теоретически может быть принята любой, кратной 360o, например, 2o, 3o, 4o, 5o, 6o, 8o, 9o, 10o, 12o, 15o, 18o, 20o, 24o, 30o 36o, 40o, 45o, 60o, 72o, 90o и т.д. желательно четной, а практически зависит от размером двигателя-насоса, толщины лопастей, диаметров валов, прочности конструкционных материалов и соотношения (кратности) g объемов V19 и V20 камер 19 и 20, то есть (так как после одновременного поворота лопастей 7 и 8, соприкоснувшихся упорами, на угол они меняются местами, то есть лопасть 8 становится в вертикальное положение, а лопасть 7 продолжает поворот). Для более рационального использования объема двигателя-насоса кратность объемов g желательно сделать максимальной, но конструктивно это не всегда возможно. Принимаем, например, g = 11. Для упрощения расчетов сделаем допущение, не будем учитывать объем, занимаемый валами и лопастями с упорами. Тогда объем рабочего цилиндра Vраб определится выражением: где S площадь основания цилиндра; L длина цилиндра; D диаметр цилиндра; R радиус цилиндра; C длина окружности цилиндра. Длину окружности цилиндра можно выразить: C = 2R, где 2 = полный угол (один оборот) в радианах. C = R. Длины частей дуг окружности цилиндра, образующие впускную 19 и выпускную 20 камеры в исходном положении Cmin и Cmax выразим через углы в радианах и радиус Cmin= R, Cmax= (2-)R, тогда объемы камеры будут а кратность Отсюда выразим угол v через кратность объемов (в радианах), (в градусах). В нашем примере при = 11 угол Зная кратность объемов и их изменение при повороте лопастей 7 и 8 от исходного положения, можно определить интегральный расход жидкости, что и показано на фиг. 3. Лопасть 7 находится в застопоренном (неподвижном) состоянии до тех пор, пока лопасть 8 не сделает от исходного положения поворот на угол, равный 360o-2 и их упоры не соприкоснутся. Лопасть 7 остается неподвижной при повороте вала 3 на угол 360o -230o=300o (см. фиг. 3). Далее она, сцепившись с валом 3 (фиг. 2), будет продолжать поворот на 360o до следующего вертикального положения, когда она снова застопорится. Таким образом, сцепные углубления 4 на валу 3 для стопорного стержня 11 лопасти 7 должны располагаться по окружности в сечении А-А (фиг. 2) через угол, равный 360o 300o 60o, то есть число углублений равно 360o 60o 6. Число углублений должно быть четным, то есть кратным 2, для обеспечения технологичности изготовления. Сцепные углубления для стопорного стержня лопасти 8 должны располагаться по своей окружности сечения вала 3 со сдвигом на 30o (на угол v ). При g = 11 минимальный объем камеры Vmin составляет 1 часть рабочего объема цилиндра Vраб, а максимальный объем Vmax составляет 11 частей. Vраб 12 частей. При повороте только одной лопасти объем перекачиваемой жидкости Vлоп выразится: Vлоп Vmax - Vmin (фиг. 3). Представим все эти объемы в виде нижеследующей таблицы.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обратимый двигатель-насос-счетчик, содержащий основание, цилиндрический корпус, лопасти с упорами, валы, впускной и выпускной патрубки с клапанами, отличающийся тем, что он выполнен в виде сплошного с углублениями и двух пустотелых с лопастями и с отверстиями под стопорные стержни валов, соосно установленных в корпусе, выполненном со стопорными пазами, с установленными в лопастях стопорными стержнями и пружинами, причем каждый стержень снабжен установочной шайбой и двумя пружинами, нажимной и стопорной, лопасти снабжены нажимными рычагами, маховик закреплен на сплошном валу, расположен вне корпуса и снабжен грузом дисбаланса, при этом расстояние между впускным и выпускным отверстиями патрубков согласовано с расстоянием между лопастями при их совместном соприкосновении упорами, толщина лопасти равновелика диаметру отверстия, впускное и выпускное отверстия равновелики между собой, угол, образуемый сторонами упоров лопасти, равен углу между осевыми линиями соприкасающихся лопастей, а противоположный маховику конец сплошного вала снабжен приводом.

www.freepatent.ru

5. Энергетические потери и неравновесность

5.1 Внутренне обратимый двигатель Карно

Согласно второму закону в ходе проведения реальных процессах (а, следовательно, и в инженерной практике) всегда соблюдается неравенство:

При этом существуют потери, равные:

(1)

(2)

Производство энтропии связано со скоростями потоков в процессе, такими как объемная скорость потока вещества V, массовая (в молях), скорость реакции, поток теплотыи т.д., и вызвавшими их силами ∆(Р/Т), –∆(μ/Т), А/Т, ∆(1/Т). Скорость производства энтропии равна:

(3)

Исключая из уравнений (2) и (3), получим:

(4)

откуда следует, что потери, обусловленные неравновесностью процесса, также напрямую связаны со скоростями потоков, присутствующих в процессе, и с движущими силами, а доступная работа (эксергия) всегда рассеивается.

При стремлении к нулю движущих сил энергетические потери, также будут приближаться к нулю. Но это состояние нереалистично, так как с этом случае потоки также будут стремиться к нулю. На практике инженер имеет дело с оборудованием конечного размера, которое работает в течение конечного времени. Вопрос заключается в том, при такихограничениях достигается наименьшее количество энергетических потерь, связанных с неравновесностью. Очевидно, что минимизация энергетических потерь и, следовательно, производства энтропии – сложная оптимизационная задача с множеством аспектов. Рассмотрим ее решение на примере теплообменника. Ранее было установлено, что наибольшее количество доступной работы потока теплоты при постоянной температуре равно величине:

(5)

которая может быть получена при работе теплового двигателя Карно, и конкретно между температурами и(рис. 18).

Рисунок 18 - Двигатель Карно, работающий между температурами и

Теплота изотермически передается от источника, имеющего температуру к рабочей жидкости, в то время как количество теплоты, равноепередается от рабочей жидкости к окружающей среде ().

Однако известно, что в действительности не существует такого явления как изотермический перенос теплоты.

В соответствии с уравнением

перенос конечного количества теплоты требует конечной разности температур ∆Т, или более корректно, ∆(1/Т). Поэтому можно предположить, что рабочая жидкость, строго говоря, функционирует в другом диапазоне температур, между и, а не междуи(рис.19), что, безусловно, подразумевает потерю мощности обусловленную энергетическими потерями в интервалах температури, а такжеи. Величина потерь равна:

(6)

Рисунок 19 - Внутренне обратимый двигатель Карно, работающий между

температурами и

Чем больше значения тепловых потоков и, тем выше необходимые и связанные с ними разности температур для переноса теплоты к рабочей жидкости (при высоких температурах) и от рабочей жидкости (при низких температурах) для теплообменников, а, следовательно, и обусловленные ими потери. Если сделать допущение, что эти потери в ходе теплопереноса являются единственными, то двигатель Карно можно продолжать считать обратимым, точнее внутренне обратимым, подразумевая, что сам цикл Карно не вызывает потерь.

Анализ внутренне обратимого двигателя свидетельствует о наличии двух граничных положений. Первое, когда и, (точка 1 на рис.20), т.е. когда теплота бесконечно медленно обратимо исходит от источника тепла и передается двигателю. Эффективность двигателя равна эффективности двигателя Карно, работающего междуи:, посколькуи, что является граничным случаем. Второе положение соответствует точке 2, в которой скорость перемещения теплоты внутри цикла достигает максимума и вся доступная работа рассеивается между температурамиииипри условии, что. Работа, изначально доступная в виде потока теплоты, управляющего двигателем, проходит сквозь двигатель в окружающую среду при температуре, тогда как в первом случае вся доступная работа, уходила в окружающую среду не попадая в двигатель.

Рисунок 20 - Зависимость мощности и эффективности работыη внутренне обратимого двигателя Карно от скорости потока теплоты

Очевидно, что в промежуточном положении между точками 1 и 2 двигатель может работать с различной эффективностью. Но должна существовать точка, при которой скорость подвода теплоты будет оптимальной и итоговая мощность двигателя достигнет максимума (точка 3 на рис.20). Это положение соответствует двум оптимальным температурам и, связанным с температурамиивыражением:

(7)

а соответствующая термодинамическая эффективность будет равна:

(8)

Существование оптимальных температур покажем с помощью следующего рассуждения. Предположим, что нужно ввести теплоту в цикл Карно со постоянной скоростью . Условие постоянство скорости входного потока теплоты позволит тем самым «зафиксировать» верхнюю температуруцикла Карно, поскольку они связаны выражением:

(9)

при условии постоянства k и А – общего коэффициента и площади теплопередачи. Постоянное значение , в свою очередь, позволит зафиксировать нижнюю температуру. Зависимость, связывающая между собой полученную и отданную теплоту, имеет вид:

(10)

или:

(11)

Мощность двигателя задается выражением:

(12)

Варьируя между двумя крайними точками 1 и 2 можно получить оптимальную величину, для которой значениемаксимально, как показано на рис. 20. Максимальная мощность соответствует оптимальным значениям температур, между которыми работает двигатель Карно,и. Оптимальные температуры связаны с, температурой, при которой теплота становится полезной, и– температурой, которая выступает в роли «поглотителя» для теплоты, выдаваемой двигателем. Максимизируя значениес учетом, получаем уравнения (7) и (8).

Может создаться ощущение, что работа с максимальной мощностью не может происходить при наиболее благоприятных условиях, а именно – при минимальной скорости производства энтропии. Однако это возможно, если условия максимальной мощности являются условиями наименьшей скорости производства энтропии, точно совпадающими с теми, которых можно ожидать, исходя из соотношения Гюи-Стодолы. По существу, необходимо определить совокупный вклад в скорость производства энтропии последовательно для каждого из трех диапазонов температур.

Первый вклад обусловлен теплообменом на более горячем конце двигателя Карно:

(13)

Второй вклад вносит теплообмен на более холодном конце двигателя:

(14)

Третий вносит исходный поток теплоты после того, как он передал часть тепладвигателю. Предположим, что этим потокомявляется насыщенный пар, конденсирующийся придо степени, которая зависит от теплоты, переданной двигателю. Покинув теплообменник, поток теплотыобменивается теплом с окружающей средой при температуре, что приводит к определению значения третьей составляющей:

Общее производство энтропии будет равно:

(15)

Минимизируя с учетом ивеличину, можно, как и в предыдущем случае, получить оптимальные значения для,ии величину наибольшей мощности (рис.21).

Рисунок 21 - Скорость производства энтропии как функция потока теплоты

В точке 1 двигатель работает так медленно, что вся полезная работа входного потока рассеивается вне двигателя: иравны нулю, а значениедостигает максимальной величины. В точке 2 прився полезная работа вновь рассеивается, а скорость производства энтропии максимальна. И в точке 1, и в точке 2 теплота, изначально доступная при температуре, передается окружающей среде, что обуславливает наибольшее производство энтропии.

Оптимальный поток теплоты расположен между нулевым и максимальным значением. При нулевом потоке двигатель работает с максимальной эффективностью, равной эффективности по Карно, но он не совершает работы по причине бесконечно малой скорости. Вся полезная работа рассеивается в окружающую среду. При максимальной скоростивыход тоже равен нулю, так как вся полезная работа протекаетсквозь систему за ее пределы. Для оптимальной скорости, расположенной между крайними значениями, итоговая мощность максимальна и наблюдается минимальное рассеивание работы и соответственно минимальное производство энтропии.

Анализ энергетических потерь, связанных с неравновесностью процесса приводит к следующим рассуждениям.

Существует источник теплоты, доступной при температуре при постоянной скорости ее поступления, что фиксирует количество доступной работы, которая может быть выполнена, исходя из ресурсов источника в единицу времени. Наибольшая доля этой работы, которая может быть получена в качестве максимальной итоговой мощности системы,реализуется для оптимального значения величины– скорости, при которой теплота переносится от источника к внутренне обратимому циклу Карно. Остальная часть,, уходит в окружающую среду и равна. Если, например,– мощность электростанции, то это означает, что данное конечное количество работы должно быть произведено законечное время. Величина оптимального значения теплоты , соответствующаяопределяется с помощью выражения:

и является также конечной.

Оптимальное значение верхней температуры двигателя Карно, , получается как результат решения приведенного соотношения и зависит от общего коэффициента теплопереносаk и конечного размера теплообменника, а именно – от площади поверхности теплообмена. Выбор других материалов, из которых может быть изготовлен теплообменник будет, несомненно, влиять на результат.

Термодинамика конечного пространства и конечного времени играет важную роль. Идеализированные ограничения Карно или ограничения обратимого цикла заменяются на более реалистичные представления о действительных процессах, что достигается с помощью комбинирования результатов равновесной термодинамики и тех результатов неравновесной термодинамики, которые в большей степени согласуются со скоростями и движущими силами процессов.

studfiles.net

Обратимый двигатель-насос-счетчик

 

Использование: в насосо- и компрессоростроении, а также в качестве счетчика расхода жидкости. Сущность изобретения: на основании расположен цилиндрический корпус со сплошным валом и пустотелыми валами и с лопастями. Сплошной вал имеет сцепляющие углубления, а лопасти снабжены упорами, отверстиями, стопорными стержнями, установочной шайбой и пружинами. В лопастях шарнирно закреплены нажимные рычаги. Цилиндрический корпус имеет стопорные пазы, патрубки. Лопасти образуют впускную и выпускную камеры. На сплошном валу расположен маховик. Для работы в режиме счетчика к маховику крепится груз дисбаланса. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к насосостроению и силовым установкам.

Известны устройства, содержащие корпус, каналы отвода и подвода рабочей среды, валы с секторными поршнями, механизмом фиксации поршней (SU, N 1574866, F 02 B 53/00, 1990).

Недостатком компрессоров и насосов является сложность и большие массы подвижных частей, а также недостаточно полное использование рабочего объема. Кроме того, они не позволяют точно дозировать перекачиваемую среду и считать расход перекачиваемой жидкости (воды, бензина, дизельного топлива и др.).

Наиболее близким техническим решением из известных является насосная установка, содержащая основание, цилиндрический корпус, лопасти с упорами, валы, впускной и выпускной патрубки с клапанами (SU, N 1760168, F 04 C 2/00, 1991).

Недостатком последней установки является сложность ее конструкции и невозможность использования в качестве гидродвигателя и счетчика расхода жидкости.

В предлагаемом устройстве обратимый двигатель-насос-счетчик, содержащий основание, цилиндрический корпус, лопасти с упорами, валы, впускной и выпускной патрубки с клапанами, выполнен в виде сплошного с углублениями и двух пустотелых с лопастями и с отверстиями под стопорные стержни валов, соосно установленных в корпусе, выполненном со стопорными пазами, с установленными в лопастях стопорными стержнями и пружинами, причем каждый стержень снабжен установочной шайбой и двумя пружинами, нажимной и стопорной, лопасти снабжены нажимными рычагами, маховик закреплен на сплошном валу, расположен вне корпуса двигателя-насоса, для работы в режиме счетчика расхода жидкости оборудуется грузом дисбаланса, расстояние между впускным и выпускным отверстиями патрубков согласовано с расстоянием между лопастями при их соприкосновении упорами, толщина лопасти равновелика диаметру отверстия, впускное и выпускное отверстия равновелики между собой, угол, образуемый створками упоров лопасти, равен углу между осевыми линиями соприкасающихся лопастей. Противоположный маховику конец сплошного вала оборудован приводом счетчика.

На фиг.1 изображен продольный разрез двигателя-насоса-счетчика; на фиг.2 поперечный разрез; на фиг. 3 временные и угловые диаграммы вращающихся частей.

Двигатель-насос-счетчик содержит основание 1, цилиндрический корпус 2, сплошной вал 3 со сцепляющими углублениями 4, пустотелые валы 5 и 6 с лопастями 7 и 8. Лопасти снабжены упорами 9, отверстиями 10 под стопорные стержни 11 и пружины: нажимную (сцепляющую) 12 и стопорную 13. Обе пружины установлены на стержне, разделены установочной шайбой 14, неподвижно закрепленной на стержне. В лопастях шарнирно закреплены нажимные рычаги 15. Цилиндрический корпус имеет стопорные пазы 16 для стержней и патрубки: впускной 17 и выпускной 18 с обратными клапанами. Лопасти 7 и 8 образуют впускную 19 и выпускную 20 камеры. На сплошном валу вне корпуса двигателя-насоса расположен маховик 21. Маховик может быть снабжен зубчатым венцом, ручьем под ремень или муфтой сцепления. Для работы в режиме счетчика маховик дополнительно снабжен грузом дисбаланса 22, а противоположный маховику конец сплошного вала имеет привод 23.

Обратимый двигатель-насос в режиме гидродвигателя работает следующим образом.

На фиг.2 показано исходное положение, когда лопасть 7 левого пустотелого вала 5 находится в вертикальном положении, а стопорный стержень 11 под воздействием стопорной пружины 13 в стопорном пазу 16 рабочего цилиндра 2 и вышел из сцепляющего углубления 4 сплошного вала 3. Лопасть 7 застопорена (неподвижна). Правая лопасть 8 пустотелого вала 6 в этот момент через свой стопорный стержень и сцепляющее углубление 4 соединена со сплошным валом 3. При подаче среды (жидкости) через впускной патрубок 17 во впускную камеру 19 давление передается на лопасть 8 правого пустотелого вала 6, которая передает движение (вращает) на сплошной вал 3 и маховик 21.

Лопасть 8 воздействует на рабочую среду в выпускной камере 20, выталкивая ее через выпускной патрубок 18. При этом объем камеры 19 увеличивается, а камеры 20 уменьшается.

В конце поворота 8 при соприкосновении ее упора 9 с нажимным рычагом 15 лопасти 7 последний через пружину 12 и шайбу 14 воздействует на стержень 11. При дальнейшем перемещении лопасти 8 (показано пунктиром) до соприкосновения упоров 9 обеих лопастей сцепляющее углубление 4 сплошного вала 3 совмещается со стопорным стержнем 11. Нажимная пружина 12, преодолевая усилие пружины 13, перемещает стержень 11 в сцепляющее углубление 4 сплошного вала 3, выводя стержень из стопорного паза корпуса 2, и сцепляет лопасть 7 с валом 3.

Сейчас правый 6 и левый 5 пустотелые валы с лопастями одновременно соединены со сплошным валом 3 и совместно переместятся на угол Как только правая лопасть 8 окажется на месте левой лопасти, т.е. в вертикальном положении, под воздействием стопорной пружины 13 стопорный стержень войдет в стопорный паз 16 корпуса 2, она отсоединится от сплошного вала и остановится (застопорится). Цикл повторяется. Стопорная пружина 13 установлена шайбой 14 (прокладками) так, что стопорный стержень 11 всегда стремится войти в стопорный паз 16 корпуса 2.

В режиме гидронасоса обратимый двигатель работает следующим образом.

В исходном положении (фиг. 2) вращение от маховика 21 через сплошной вал 3, сцепляющее углубление 4, стопорный стержень 11 передается на правый пустотелый вал 6 и лопасть 8, которая перемещается, создает разрежение во впускной камере 19 и через впускной патрубок 17 с обратным клапаном поступает в нее рабочая среда. В это же время в выпускной камере 20 создается давление и рабочая среда вытесняется из нее через выпускной патрубок 18. При нажатии упора 9 движущейся правой лопасти на нажимной рычаг 15 левой лопасти ее стопорный стержень выводится из стопорного паза 16 корпуса и соединяется со сцепляющим углублением 4 сплошного вала 3, обе лопасти продолжают двигаться совместно, поворачиваясь на угол v (аналогично работе в режиме гидродвигателя). Далее правая лопасть стопорится в вертикальном положении и цикл повторяется.

Для работы в режиме счетчика расхода жидкости (воды, бензина, дизельного топлива, масла.) обратимый двигатель-насос-счетчик дополнительно оборудуется грузом дисбаланса 22, который закрепляется на маховике 21, а к противоположному маховику концу сплошного вала 3 в его приводе 23 закрепляется счетчик числа его оборотов, отградуированный в единицах объема перекачиваемой жидкости.

В режиме счетчика расхода жидкости обратимый двигатель-насос-счетчик работает аналогично режиму гидродвигателя. Разница только в том, что для вывода сплошного вала из "мертвого" положения, если лопасти 7 и 8 перекрыли впускное 17 и выпускное 18 отверстия, то груз 22 дисбаланса устанавливает лопасти (и все вращающиеся элементы) в исходное положение (фиг. 2).

Счетчик, приводимый в действие противоположным маховику концом вала 3, считает число его оборотов в единицах объема перекачиваемой жидкости.

На фиг. 3 представлена временная диаграмма положения вращающихся элементов двигателя-насоса-счетчика, приведенная к углу поворота вала 3, позволяющая определить положение элементов, их число, величины параметров и их соотношение в любой момент времени от исходного положения.

В исходном положении (фиг. 1, 2) лопасть 7 только что застопорена и находится в вертикальном положении, а лопасть 8 находится к ней под углом v и стрежнем 11 через вал 6 и углубление 4 сцеплена с валом 3 и продолжает поворачиваться одна до положения, показанного пунктиром, не доходя до вертикального положения на угол v, это также угол между упорами одной (каждой) лопасти, угол между впускным и выпускным патрубками. Последнее требование должно быть выполнено для того, чтобы впускное 17 и впускное 18 отверстия закрывались и открывались одновременно, исключая перекачивание жидкости (при работе двигателем) через одну камеру, т.е. чтобы они оба не могли оказаться в одной камере 19 или 20.

Величина угла v теоретически может быть принята любой, кратной 360o, например, 2o, 3o, 4o, 5o, 6o, 8o, 9o, 10o, 12o, 15o, 18o, 20o, 24o, 30o 36o, 40o, 45o, 60o, 72o, 90o и т.д. желательно четной, а практически зависит от размером двигателя-насоса, толщины лопастей, диаметров валов, прочности конструкционных материалов и соотношения (кратности) g объемов V19 и V20 камер 19 и 20, то есть (так как после одновременного поворота лопастей 7 и 8, соприкоснувшихся упорами, на угол они меняются местами, то есть лопасть 8 становится в вертикальное положение, а лопасть 7 продолжает поворот).

Для более рационального использования объема двигателя-насоса кратность объемов g желательно сделать максимальной, но конструктивно это не всегда возможно. Принимаем, например, g = 11.

Для упрощения расчетов сделаем допущение, не будем учитывать объем, занимаемый валами и лопастями с упорами. Тогда объем рабочего цилиндра Vраб определится выражением: где S площадь основания цилиндра; L длина цилиндра; D диаметр цилиндра; R радиус цилиндра; C длина окружности цилиндра.

Длину окружности цилиндра можно выразить: C = 2R, где 2 = полный угол (один оборот) в радианах. C = R. Длины частей дуг окружности цилиндра, образующие впускную 19 и выпускную 20 камеры в исходном положении Cmin и Cmax выразим через углы в радианах и радиусCmin= R, Cmax= (2-)R,тогда объемы камеры будута кратностьОтсюда выразим угол v через кратность объемов (в радианах), (в градусах).

В нашем примере при = 11 угол Зная кратность объемов и их изменение при повороте лопастей 7 и 8 от исходного положения, можно определить интегральный расход жидкости, что и показано на фиг. 3.

Лопасть 7 находится в застопоренном (неподвижном) состоянии до тех пор, пока лопасть 8 не сделает от исходного положения поворот на угол, равный 360o-2 и их упоры не соприкоснутся. Лопасть 7 остается неподвижной при повороте вала 3 на угол 360o -230o=300o (см. фиг. 3). Далее она, сцепившись с валом 3 (фиг. 2), будет продолжать поворот на 360o до следующего вертикального положения, когда она снова застопорится.

Таким образом, сцепные углубления 4 на валу 3 для стопорного стержня 11 лопасти 7 должны располагаться по окружности в сечении А-А (фиг. 2) через угол, равный 360o 300o 60o, то есть число углублений равно 360o 60o 6. Число углублений должно быть четным, то есть кратным 2, для обеспечения технологичности изготовления. Сцепные углубления для стопорного стержня лопасти 8 должны располагаться по своей окружности сечения вала 3 со сдвигом на 30o (на угол v ).

При g = 11 минимальный объем камеры Vmin составляет 1 часть рабочего объема цилиндра Vраб, а максимальный объем Vmax составляет 11 частей. Vраб 12 частей. При повороте только одной лопасти объем перекачиваемой жидкости Vлоп выразится: Vлоп Vmax - Vmin (фиг. 3). Представим все эти объемы в виде нижеследующей таблицы.

Обратимый двигатель-насос-счетчик, содержащий основание, цилиндрический корпус, лопасти с упорами, валы, впускной и выпускной патрубки с клапанами, отличающийся тем, что он выполнен в виде сплошного с углублениями и двух пустотелых с лопастями и с отверстиями под стопорные стержни валов, соосно установленных в корпусе, выполненном со стопорными пазами, с установленными в лопастях стопорными стержнями и пружинами, причем каждый стержень снабжен установочной шайбой и двумя пружинами, нажимной и стопорной, лопасти снабжены нажимными рычагами, маховик закреплен на сплошном валу, расположен вне корпуса и снабжен грузом дисбаланса, при этом расстояние между впускным и выпускным отверстиями патрубков согласовано с расстоянием между лопастями при их совместном соприкосновении упорами, толщина лопасти равновелика диаметру отверстия, впускное и выпускное отверстия равновелики между собой, угол, образуемый сторонами упоров лопасти, равен углу между осевыми линиями соприкасающихся лопастей, а противоположный маховику конец сплошного вала снабжен приводом.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

www.findpatent.ru

Создание источников «неиссякаемой электрической энергии» на базе необратимого двигателя – утопия

В конце лета 2010 г. в редакцию поступила статья О. Тришина «Необратимые двигатели – сердце источников неисчерпаемой энергии». Как оказалось, она уже была опубликована в [2], к тому же в статье предлагалось неработоспособное устройство с КПД около 2400%. В связи с этим в «Электрике» статья О. Тришина опубликована не была, а вместо этого были опубликованы комментарии к ней К.В. Коломойцева [1]. Однако О. Тришина это не устроило, и он прислал в редакцию свои замечания к [1]. Стиль, в котором были написаны эти замечания, исключает их публикацию в журнале, однако мы публикуем ответы на них К.В. Коломойцева в формате вопрос (О. Тришин) – ответ (К.В. Коломойцев).

 

Проанализируем возможность создание автономной бестопливной электрической установки (АБЭУ) на базе необратимого двигателя Черноговора и дадим ответы на вопросы изобретателей двигателя по поводу комментариев, опубликованных в [1].

Основная идея Черноговора А.Д., Скомороха В.Г., Тришина О.М. (далее изобретатели) – это использование стандартного вторичного электрогенератора, вращаемого необратимым электродвигателем постоянного тока. Такой вторичный генератор обеспечивал бы электроэнергией и потребителей, и одновременно необратимый двигатель Черноговора, т.е. изобретатели планировали маломощным двигателем Черноговора вращать мощный обратимый обычный генератор и не использовать при этом внешние источники энергии.

В результате анализа сравнительных характеристик базового двигателя и двигателя Черноговора на основе данных, приведенных в [2], выяснилось, что их выходные мощности одинаковы, а это означает, что маломощный двигатель Черноговора не сможет крутить мощный обычный обратимый генератор, и, таким образом, декларируемая изобретателями выработка дешевой электроэнергии в огромных количествах – блеф.

Соответственно, предложенная изобретателями установка, которая сама производит электроэнергию и сама себя подпитывает, чтобы ее производить, так называемая АБЭУ, один к одному описана в [3]. Представляет она собой электромеханический perpetuum mobile – 1, т.е. относится к вечным двигателям первого рода, т.е. это самая натуральная утопия.

Источник [3] изобретателями не воспринимается, для них он неубедителен, и они рекомендуют «читать то, что они говорят».

Знакомство с принципом работы двигателя Черноговора привело к тому, что я нашел его ближайший и единственный аналог – двигатель академика Якоби Б. (рис.1), жившего в XIXвеке. Этот двигатель работает на том же принципе, что и двигатель Черноговора (притяжение разноименных магнитных полюсов и отталкивании одноименных магнитных полюсов магнитных систем неподвижной части двигателя и вращающейся части) и является вашим прототипом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При этом следует отметить, что двигатель Черноговора, при прочих равных условиях с базовым двигателем, исходя из сравнительных характеристик, приведенных в [2], потребляет из сети меньше электроэнергии. КПД его равен около 217% при равных скоростях вращения с базовым, т.е. имеет место явное нарушение первого закона электромеханики (КПД<100%). Если рассматривать график, приведенный в [2], то при мощности на валу 60000 кВт двигатель Черноговора потребляет всего из сети около 2500 кВт, т.е. имеет КПД около 2400%. К сожалению, изобретатели не могут дать вразумительного ответа на этот факт, а отделываются отпиской, что это «не противоречит природе, а противоречит нашим традиционным представлениям о ней…»

По моему мнению, при входной мощности Р1=0,575 кВт выходная мощность Р2=1,4 кВт при скорости 2375 об/мин для двигателя Черноговора – ошибка при измерениях (испытания проведены некорректно) или при расчетах. Об этом свидетельствует и тот факт, что в [2] Тришин О. сравнивает мощности двигателей при разных скоростях вращения, завышая мощность двигателя Черноговора практически в 2 раза. В идеальном случае потери в двигателе можно считать равными нулю, тогда выходная мощность двигателя Черноговора Р2 будет равна входной Р1, т.е. Р2≈Р1=0,575 кВт, и КПД двигателя составит η=1,0 – такой показатель уже реальнее. Вращающий момент двигателя Черноговора в этом случае:

МЧ=9,55·103·0,575/2375=2,31 Н·м.

В то время как момент базового двигателя:

МБ=9,55·103·1,4/2375=5,63 Н·м.

Таким образом, вращающий момент двигателя Черноговора меньше базового в 2,43 раза, поэтому использовать его в качестве «сердца», которое бы вращало мощный обратимый генератор, бессмысленно.

Поэтому величина мощности на выходе двигателя Черноговора Р2=2,1 кВт, указанная в сравнительной таблице [2], при скорости 4000 об/мин сомнительна, так как не приведен или скрыт экспериментально определенный вращающий момент на валу двигателя Черноговора М2 с помощью балансирной нагрузочной машины (рис.2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответы на вопросы изобретателей

Вопрос:Автор комментариев незнаком с патентом №91304?

Ответ:В своих комментариях ([1], пункт 1, с.30) я отметил, что в [2] Тришин О. пишет, что на их двигатели «имеются патенты Украины» (2-ой абзац статьи), однако номера патентов не приводит. В итоге, почему-то оказалось, что есть не несколько патентов, а только один, да и он оказался настолько «доступный», что в данное время отсутствует по указанному вами адресу You Tube. Таким образом, критика в мой адрес по поводу доступности вашего патента «всем желающим» выглядит очень некрасиво.

Вопрос:…на что писалась рецензия?..

Ответ:В своей статье я не рецензирую, а даю комментарии к статье Тришина О. [2], присланной также и в редакцию журнала «Электрик». Читайте внимательно мою статью. Рецензия заняла бы в 2–3 раза больше места на страницах журнала и была бы более жесткой и неприятной.

Вопрос:…мы решили трудную инженерную задачу: устранение у электродвигателей противоЭДС, и что это дает электродвигателю?..

Ответ:Перечисляю, что дает «однобокость» двигателя Черноговора:

1. Сужение функциональных возможностей электрической машины, т.е. работа только в двигательном режиме.

2.Работа электродвигателя фактически в режиме короткого замыкания, при указанных в сравнительной таблице данных изобретателями: напряжении питания 3,2 В и скрытым от читателей потребляемым током 180 А. Указанные величины – это есть фактически параметры горящей дуги сварочного трансформатора (СТЭ-34) уже при малой мощности на валу (1,4 кВт при 2375 об/мин).

А какие это будут токи при бòльших выходныхмощностях? Ясно, что они будут превышать технические возможности коммутации этих токов щетками.

3. Необходимость наличия пускового устройства, а это понижающий трансформатор с нестандартным выходным напряжением, работающий фактически в режиме короткого замыкания, выпрямитель и конденсатор фильтра, – все это масса, габариты, стоимость, эксплуатационные расходы. При этом трансформатор является потребителем реактивной энергии, а емкость конденсатора фильтра при таких токах заставляет поволноваться.

4. Невозможность работы двигателя в режиме рекуперации энергии в сеть, т.е. практически путь на электротранспорт ему заказан.

5. Невозможность работы двигателя в режиме динамического торможения или в режиме противовключения для быстрой его остановки,так как этот режим предполагает переход двигателя Черноговора в генераторный режим, который ему недоступен.

6. Невозможность реверсировать электродвигатель, т.е. якорь его вращается в одну сторону независимо от полярности поданного напряжения.Это свойство демонстрирует ваш представитель в видеоролике, размещенном на You Tube. Нереверсируемость двигателя делает проблематичным использование его на транспорте.

7. Двигатель имеет небольшой крутящий момент на валу. Там же на видеоролике You Tube ваш представитель пальцами, сжимая вал электродвигателя, останавливает его. Попробуйте остановить пальцами обычный электродвигатель. С таким слабым моментом на валу говорить о том, что двигатель сможет вращать мощный обратимый генератор и давать электроэнергию в огромных количествах не приходиться.

Вопрос:…двигатель есть, он работает.

Ответ:Я в своих комментариях нигде не отрицаю, что двигателя нет, и что он не работает, но нет ответа авторов на многие вопросы, поставленные мной в [1]:

1. На выходе двигателя изобретателей мощность в несколько раз превышает входную. За счет чего?

2. Нет ответа авторов на нарушение первого закона электромеханики. Почему?

3. Некорректно сняты характеристики электродвигателей, по сути, на это нет ответа, а есть отписка.

4. Скрыта ахиллесова пята двигателя Черноговора – его ток потребления, как и ток базового двигателя, а также вращающий момент М2 двигателя Черноговора, определенный экспериментально с помощью балансирной нагрузочной машины.

5. Отсутствуют рабочие и механические характеристики базового двигателя и двигателя Черноговора, по которым можно было бы наглядно судить об энергетических возможностях «сердца бестопливной электрической установки».

Вопрос:…обвинение изобретателей в плагиате.

Ответ: ГосподинТришин О., Вы действительно не видите разницы между понятиями «устройство двигателя» и «принципом его работы»? Ведь у меня черным по белому в [1] написано (последний абзац первой колонки), что двигатель Якоби, как и ваш,работает на принципе взаимодействия неподвижных и подвижных электромагнитов. Теперь цитата из ваших возражений на [1]: «Двигатель Черноговора работает на принципе взаимодействия электромагнитов якоря (ротора) с электромагнитными системами статора». Один к одному принцип работы. Об устройстве двигателей речи нигде нет.

Двигатель Якоби Б.С. является прототипом вашего двигателя, желаете вы этого или нет, но это так.

В 1831 г. американский физик Дж. Генри опубликовал статью «О качательном движении, производимом магнитным притяжением и отталкиванием», в которой описал построенную им модель электродвигателя.

 

 

Этот электродвигатель (рис.3) интересен тем, что впервые была сделана попытка использовать притяжение разноименных и отталкивание одноименных магнитных полюсов для получения непрерывного качательного движения. В нем подвижный электромагнит 1 поочередно притягивался к постоянным магнитам 2 и отталкивался от них, замыкая и размыкая батареи гальванических элементов 3.

Соответственно, Якоби Б.С. впервые в 1834 и 1838 гг. использовал эту возможность взаимодействия между магнитнымиполюсами для преобразования электрической энергии, подводимой к двигателю, во вращательную механическую энергию, для этого он и придумал коллектор, который вы также использовали. На рис.4 показана действующая модель электродвигателя Якоби Б.С. (1834 г.), а на рис.5 – модель электродвигателя Якоби Б.С. (1838 г.), где: 1-2 – зажимы неподвижных электромагнитов; 3 – зажим коммутирующего устройства; 4 – один из четырех электромагнитов на вращающейся части двигателя.

 

Одна статическая система полюсов двигателя Якоби Б.С. находилась на неподвижной части двигателя, которую вы назвали «магнитной системой взаимодействия», а другая – на вращающейся части. Последняя представляла собой систему магнитных полюсов с таким же количеством магнитных полюсов, как и неподвижная часть двигателя – «магнитная система взаимодействия» по-вашему, т.е. все один к одному, что у Якоби, что у Вас.

Электроэнергия подавалась на вращающуюся часть двигателя Якоби Б.С. через щетки и коллектор – то же, что и у Вас.

Двигатель не имел проводников на вращающейся части, в которых происходит преобразование энергии по классической схеме. Соответственно, он не имел общепринятых обмоток (петлевых, волновых и т.д.) и работал за счет притяжения и отталкивания («взаимодействия» по-вашему) между двумя магнитными системами – то же, что и у Вас.

Каждый полюс обмотки ротора двигателя Якоби Б.С. находился в зоне одного полюса неподвижной части двигателя (см. [3], с.93 или рис.5 этой статьи).

 

 

Таким образом, способ получения вращательного движения или принципработы двигателей, что у вас, что у Якоби Б.С. – одинаков.

Способ получения вращательного движения, предложенный Якоби Б.С., был, есть и будет. Однако двигатели, работающие по этому принципу, в дальнейшем не получили развития, развитие электромашиностроения пошло по другому пути.

Вопрос:Как разобраться в принципахработы двигателя Черноговора?

Ответ:Нужно читать или ваш патент или «то, о чем говорите вы…», но это выходит за пределы поданного материала вашей статьи (статьи Тришина О.) в редакцию. Если серьезно, то впервые за свою бытность встречаюсь снесколькими принципами работы одного двигателя, в данном случае двигателя Черноговора, с которыми нужно «разбираться» и читать патент.

Вопрос:…как быть с отчетами о патентной чистоте?

Ответ: Никак. Это еще не истина в последней инстанции – считайте, что вам повезло.

Вопрос:Почему эксперты не обратили внимание на слово «необратимый»?

Ответ:Эксперт обращает внимание на то, что он считает главным, нужным и весомым в данной ситуации. Вопрос необратимости не затрагивался мною в [1], поскольку этот вопрос в данной ситуации – второстепенный. Но если электрическая машина необратимая у вас, как вы утверждаете, и нажимаете все время на это, то вы сузили ее функциональные возможности.

Вопрос: В своих замечаниях к [1] изобретатели утверждают, что современный электродвигатель тратит на нейтрализацию противоЭДС около 82% подводимой к ним электроэнергии, а оставшиеся 18% непосредственно создает крутящий момент. Как это понимать?

Ответ:Такое утверждение – блеф. Громадное достоинство электрической энергии, как и механической, – это то, что они могут быть преобразованы друг в друга с очень высокой эффективностью. Качество такого превращения принято характеризовать коэффициентом полезного действия (КПД). В нем отражено, какая доля подведенной к преобразователю энергии переходит в другой вид. Для электрических машин это отношение выходной мощности к входной, т.е. КПД=Р2/Р1=1,4/1,92=0,73, или 73% для вашего базового двигателя, исходя из ваших же табличных данных (указывается на двигателе). КПД современных двигателей достигает примерно 98%, в то время как паровоза – 8%, двигателя внутреннего сгорания (ДВС) – 30%. О каких 18% идет речь?!

Утверждать, что КПД электродвигателя ниже КПД ДВС – нелепость. Если КПД современного двигателя 98%, то какой смысл бороться с противоЭДС, усложняя сам двигатель, снижая его надежность, сужая его функциональные возможности, увеличивая его стоимость, эксплуатационные расходы и вводя дополнительные устройства для его пуска?

Вопрос:…относительно некорректности сравнительных характеристик базового двигателя и двигателя Черноговора… Изобретатели пишут: «У серийного двигателя 3ДТ31 якорные пазы выполнены в виде открытых пазов, что не позволяет форсировать обороты электродвигателя, поскольку уложенные в пазы прямые обмотки фиксировались только бандажами из полимерных нитей, и при переходе к оборотам свыше 4000об/мин под действием центробежных сил обмотки могли легко оборвать бандажи, и якорь был бы безнадежно поврежден».

Ответ:Такой ответ изобретателей – некомпетентность. Кто вас заставляет сравнивать характеристики двигателей при скорости 4000 об/мин? В [1] мною поясняется, что сравнивать характеристики двигателей необходимо при одинаковых скоростях вращения, иначе мощность двигателя Черноговора удваивается. Если базовый электродвигатель 3ДТ31 имеет 2375 об/мин, то и снимайте показания двигателя Черноговора при этой скорости вращения, т.е. 2375 об/мин, и ваши «бандажи из полимерных нитей» останутся невредимыми.

Пересчет выходной мощности двигателя Черноговора при скорости 4000 об/мин (из ваших данных) к скорости 2375 об/мин дает выходную мощность двигателя Черноговора в 1,25 кВт, т.е. фактически ту же, которую имеет базовый электродвигатель. Это еще раз подтверждает, что выходные мощности базового двигателя и двигателя Черноговора одинаковы, и говорить о последнем, как о «сердце источников неиссякаемой электрической энергии», не приходится. С другой стороны, и эта выходная мощность двигателя Черноговора, как было показано выше, под сомнением, так как отсутствует экспериментально определенный вращающий момент М2 двигателя Черноговора при той же скорости, что и у базового двигателя.

 

Вывод

Энергетической революции, обещанной Черноговором А.Д., Скоморохом В.Г. и Тришиным О.М., которые настойчиво проталкивают заведомо неработоспособную установку АБЭУ, в ближайшее время не произойдет.

 

Литература

1. Коломойцев К.В. Еще раз о «необратимом» двигателе // Электрик. – 2010. – №9. – С.30–31.

2. Тришин О.М. Необратимые двигатели – сердце источников неисчерпаемой энергии // Электротема. – 2010. – №16.

3. Бродянский В.М. Вечный двигатель – прежде и теперь. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

electrician.com.ua


Смотрите также