Юный техник, 2000 № 03 - страница 20

ЭНЕРГИЯ ИЗ ПОТОКА

Несложное устройство — маховик да ленточная петля смогут извлечь электроэнергию прямо из реки.

Леонид Аверин

Внимание редакции привлекли письма Леонида Аверина из города Волгодонска, где он предлагает интересный способ извлечения энергии из водных потоков, а проще сказать — из реки.

Его устройство имеет маховик, установленный на основании, и ленточную петлю. Один конец ленты укреплен неподвижно, за основание, а второй — подвижный. Он крепится за установленный на маховике кривошипный палец. Весь механизм погружается в речной поток. Набегающая вода заполняет петлю, лента натягивается и прокручивает маховик. Кривошипный палец проворачивается в нижнее положение и складывает ленту. А дальше работает инерция — маховик крутится, палец возвращается в верхнее положение, вновь раскрывая ленточную петлю — цикл повторяется.

Такова, судя по рисункам, суть работы предлагаемого устройства.

Толком Леонид его не описал. Но в письме он предлагает увеличивать массу маховика, длину ленты и другие конструктивные элементы для увеличения мощности. Например, в ткань ленты вмонтировать полые трубки, придающие верхней части ленты плавучесть.

Однако заметим, мнение Леонида об увеличении снимаемой мощности при увеличении длины ленты неверно. Сама длина ее играет отрицательную роль, поскольку сила трения потока о ленту тормозит вращение маховика.

Кроме того, при слишком большой длине она не будет охлопываться в достаточной мере — скорость обтекания снаружи верхней части полотнища больше, чем изнутри, а значит, будет действовать подъемная сила, препятствующая схлопыванию.

Тянущее усилие, как известно из курса физики, равно произведению скоростного напора на величину миделева сечения — площадь проекции препятствия в сечении, перпендикулярном направлению движения потока. Оттого несхлопнувшаяся петля ленты будет тянуть маховик назад.

А все это означает, что длина ленты должна быть минимальной.

Если приглядеться к рисунку, то становится ясно, что длина ее должна быть равна удвоенному радиусу ее закрепления плюс расстояние до точки неподвижного крепления.

Гидропривод:

_{>1 — маховик; 2 — лента.}

Примерно та же ситуация и с массой маховика. Леонид подчеркивает необходимость максимальной массы. Между тем масса маховика, наоборот, должна быть минимальной, обеспечивающей проворачивание системы от положения А до положения Б и не более того.

Попробуем оценить порядок величины мощности, получаемой таким способом. Примем скорость потока воды равной 1 м/с при сечении препятствия равном 1 кв. м и радиусе вращения точки крепления ленты равном 1 м. Окружная скорость маховика не может быть больше скорости течения, и тогда маховик делает 1 оборот примерно за 12 с.

Учитывая, что тянущее усилие не всегда направлено по касательной, получим на валу маховика мощность порядка 250 Вт.

Точно такая же конструкция может быть использована для добывания энергии из потока воздуха (только мощность будет меньше, пропорционально плотности). А ось маховика при этом совсем не обязательно располагать горизонтально — устанавливать генератор на воздухе вертикально даже удобнее. В целом же конструкция Леонида Аверина вполне работоспособна, и наши читатели могут попробовать использовать ее на модели.

ТЕПЛО И ХОЛОД ИЗ ОДНОЙ ТРУБЫ

Вихревую трубу можно использовать и как нагреватель, и как холодильник.

Ринат Мазиков

Ринат Мазинов из города Азнакаево, что в Татарстане, предлагает построить паровой автомобиль с необычным паровым котлом. Необычность его в том, что для нагрева воды в нем он предполагает применить вихревую трубу, а полученный пар использовать как для движения автомобиля, так и для привода компрессора. Таким образом, считает Ринат, энергии, заключенной в исходном воздухе, будет достаточно.

К сожалению, предлагаемый им энергетический цикл невозможен, а само предложение основывается на распространенном мнении, что в вихревой трубе высвобождается какая-то избыточная энергия.

Французский инженер-металлург Жорж Ранк занимался исследованием циклонных сепараторов для очистки газов и обнаружил, что на выходе из циклона центральные слои газа имели более низкую температуру по сравнению с исходной.