ИХ НАДО ЗНАТЬ  |  Мой Израиль #14 - Апрель 2017  |  Мой Израиль #13 - Январь 2017  |  Мой Израиль #12 - Октябрь 2016  |  Мой Израиль #11 - Август 2016  |  Мой Израиль #10 - Июнь 2016  |  Женский мир - январь #175  |  Незабываемые события и яркие эпизоды из биографии Рены Левиевой  |  БУХАРСКИЕ ЕВРЕИ // КНИГА ПАМЯТИ // Р.А. ПИНХАСОВ  |  Видео-энциклопедия  |  Энциклопедический справочник  |  Связаться с нами  |  Encyclopedia in English  |  

Лента новостей
15/07/2018 19:06
Театр прокурорского абсурда
15/07/2018 13:40
Безумство храбрых: безногий теннисист упал, спасая мяч на Уимблдоне, поднялся и забил
15/07/2018 13:54
Американец решил сжечь жилой дом, чтобы сгорели "все эти гребаные евреи"
15/07/2018 14:16
Выглядящая на 70 лет 16-летняя беззубая эфиопская легкоатлетка поразила Сеть
15/07/2018 15:18
Белый дом наказал CNN за "неуважение к Трампу"
14/07/2018 19:30
Яаков Гутерман: "Польский народ – и жертва, и палач". Интервью по субботам
14/07/2018 19:35
Классический торт "Медовик"
15/07/2018 16:05
Землетрясение обетованное (новость "Бесэдера")
15/07/2018 16:12
Ашкелон - столица фортуны?
15/07/2018 16:17
Кто ты, Америка?



Отдых в Израиле и за рубежом
 

“Укрощение строптивого”

Back
Домашняя >> Научные проекты >> “Укрощение строптивого”



Юрий Абрамов

 
Поймать и укротить ветер – задача оказалась не столь простой, как могло показаться вначале.
Чтобы ветер не бултыхался, пришлось вникнуть в формулы для проектирования настоящих крыльев.
Спасибо интернету, я нашел инструкции для таких расчетов и запрограммировал формулы, конечно, с учетом нужных свойств.
Получился такой профиль: cid:image002.png@01CE23BB.051DD220
Этого оказалось недостаточно. Обтекающий ветер, все равно бултыхается (возникают нестационарные турбулентности). Это крыло нужно выставить не в лоб ветру, а под скошенным углом, как у боевых истребителей. Тогда удалось существенно подавить турбулентности.
Из таких хитрющих крыльев сконструировал (пока только теоретически) систему раструбов и заказал расчет потоков воздуха на суперкомпьютере.
Получилось вот что.
cid:image002.png@01CE2400.B69633E0  
Желтый цвет соответствует скорости обычного ветра слева направо. Там, где зеленое, – это торможение ветра; а  там, где красное, -- это ускорение (примерно в 2 раза). Если раньше мы видели картинку с красным пятнышком, то теперь удалось получить широкую красную полосу – это достаточно «массивный» ровный стабильный поток диаметром 2.5 метра. Уже можно качать электричество.
Этим результатом я еще не удовлетворен. Мне хочется, чтобы ветер ускорился в 4.64 раза и, соответственно, мощность потока локально увеличилась в 4.643 = 100 раз!!! 
 
Yuri_GIF
 
 
 
= = =
 
Краткое содержание предыдущих серий
 
Патент 8,268,030 «Wind Energy Use» рассказывает и о добыче воды, и о более продуктивной добыче электричества из потока (ветра или водного течения).
 
Если вкратце, то идея сводится к предварительному ускорению потока.
 
// Например, гидроэлектростанции используют предварительное ускорение потока за счет падения воды вниз. – Но воздух трудно заставить падать, да и морскую воду уже не уронишь; разве что в Мертвое Море, уровень которого ниже уровня мирового океана. //
 
Ускорить поток можно за счет самого потока с помощью каскада раструбов, имеющих стенки с крылообразным профилем.
Что дает такое (конвективное) ускорение и стоит ли «огород городить»?
 
Заметим, что конвективное ускорение, если нет падения вниз, происходит с понижением температуры, т.е. происходит увеличение кинетической энергии за счет тепловой энергии. Это означает, в частности, что добытое электричество от ускоренного ветра – это электричество, добытое также и из тепловой энергии воздуха.
 
Мощность добываемого электричества пропорциональна кубу скорости ветра. Это очень важное замечание. Т.е. если удалось ускорить ветер до двойной скорости, то снимаемая мощность электричества увеличивается в 8 раз. А если увеличить скорость в 4.64 раза, то мощность добытого электричества увеличится в 100 (цифра прописью: «сто») раз!!!
 
Для дальнейших оценок примем локально увеличенную в 100 раз мощность добытого электричества за 100% и учтем, что мощность снимаемого электричества пропорциональна площади фронта потока и что порция ускоренного воздуха имеет соответственно [в 4.64 раза] меньший по площади фронт, чем фронт той же порции изначального ветра. Тогда увеличение производительности в (100/4.64) =21.55 раз означает в частности, как это ни покажется странным, что вклад в эту мощность за счет изначальной [не увеличенной] кинетической мощности ветра широкого фронта составляет только 4.64% , тогда  как  100-4.64 = 95.36% электричества  добыто за счет тепла воздуха (!), предварительно переведенного в кинетическую мощность. Тепло воздуха -- это совсем другой источник добычи, причем, как видим, намного более эффективный!!!
 
Поскольку упомянутое ускорение воздуха сопровождается его охлаждением, то при «хорошем» ветре можно достичь точку росы. Таким образом, ветер становится еще и неисчерпаемым (возобновляемым) источником «дождевой» воды (если кому надо).
 
Механизмы ускорения и замедления…
Когда поток (ветер) встречает раструб, он и ускоряется в сужающемся сечении из-за инерции ветра, и замедляется из-за лобового сопротивления и вязкого трения. Инерция пропорциональна объему порции воздуха. Эффекты замедления пропорциональны площадям. Таким образом, для достаточно больших конструкций увеличение объема начинает играть доминирующую роль и возникает положительный совокупный эффект. Дальнейшее увеличение размеров приводит к увеличению рентабельности.
 
Но что, если мы построили конструкцию из серии раструбов, чтобы ускорить ветер в 4.64 раза, а ветер дует не в ту сторону? Мы предполагаем, что конструкция может иметь большие размеры, тогда ее за ветром так просто не повернешь. И что, если вообще ветра нет?  Практична ли такая «электростанция» с перебоями, на столько зависящими от погоды???
 
--  Не будем так пессимистичны, а обратим внимание на то, что упомянутое увеличение производительности в (100/4.64) раз означает, в частности, как и это ни покажется странным, что мы можем тратить мощность, чтобы создать искусственный ветер, который затем без дополнительного потребления электричества будет ускорен раструбами [напомню: за счет тепла самого воздуха]. Коэффициенты полезного действия и вентилятора, и турбо-генератора примерно 50%.  Тогда, если «выбрасываем на ветер» электрическую мощность 2 х (4.64 х 2) = 18.56%, то возвращаем 100%.   Я, конечно, извиняюсь, но на эту разницу можно жить (!!!).   
= = =
   
 
= = =
Занимательный Эксперимент
Уместно описать занимательный эксперимент с которого, впрочем, и родилась идея качать воду и электричество.
Этот занимательный эксперимент может легко проделать каждый.

Каждый может дыхнуть теплым и влажным воздухом. Для этого нужно выдохнуть, непременно широко раскрыв рот. Чем шире раскрыт рот, тем теплее и влажнее воздух. Оно и понятно. Внутри легких воздух нагревается до 37С градусов и насыщается влагой.
 
Но стоит нам сложить губы и подуть, выдувается воздух прохладный и сухой. Куда девалась насыщенная влага? -- Осталась во рту.
Эффект как будто очевиден. Чтобы очки «запотели», очкарик дышит на них, раскрыв рот, но не дует сквозь сложенные губы. И мы не найдем чудака, который бы пытался согреть руки, дуя на них, вместо того, чтобы подышать на них, широко раскрыв рот.
 
Зададим вопрос: а может быть, прохлада выдуваемого воздуха – это только субъективное ощущение(?), а реальная температура как была 37С, так и осталась?
 
Физик понимает, что если ускорить воздух в раструбе [а когда мы дуем, мы «конструируем» губами раструб с узкой щелью на выходе], то по школьному принципу Бернулли так-называемое «статическое давление» воздуха падает. И по школьному газовому закону Шарля, уменьшение статического давления сопровождается охлаждением. Но на самом ли деле можно так просто охладить воздух сколь либо существенно? Тот же физик понимает, что для ощутимого эффекта нужно разогнать воздух до ураганных скоростей(!).
0511-0812-1716-2159_Child_Blowing_Out_His_Birthday_Candles_clipart_image
Ваш покорный слуга не поленился и посчитал [прикинул] с какой скоростью выдувается воздух. Как? Да просто.
Широко открытый рот имеет площадь примерно 5х5=25 см2 = 2500 мм2 = 0.0025 м2 (пардон за анатомическую подробность) .
Щель между губами, когда мы дуем, очень маленькая, но какая? Сложим губы, чтобы подуть и к удивлению обнаружим, что щель между сложенными губами настолько мала, что ее можно заткнуть обычной зубочисткой; причем затыкается выдувание уже наконечником(!) зубочистки  с диаметром сечения примерно 1 мм и площадью сечения порядка 1х1 =1 мм2 = 10-6 м2.
Сравним времена выдыхания и выдувания. Примерно, выдыхаем 1 секунду, выдуваем 4 сек.
Далее, медицинская справка: объем выдыхаемого воздуха = 0.5 литра = 0.0005 куб.м (если глубокий вдох, то 1 литр) .
Таким образом, если выдыхаем 1 секунду, то скорость равна v = Volume / (time x Square) = 0.0005 / (1х0.0025) = 0.2 м/sec = 20 см/sec. Если выдуваем 4 сек, то скорость равна v = 0.0005 / (4x10-6) = 125 м/сек (!!!!!!).     125 м/сек – это быстрее , чем ветер самого мощного урагана (!!!!!!), и хорошо, что только узенькой струйкой(!), если, конечно, дует не Соловей-Разбойник.
Если даже я и ошибся немного в предполагаемом объеме выдуваемого воздуха и/или площади наконечника зубочистки, все равно получается внушительная скорость.  Теперь все становится понятным, и расчет по формулам Бернулли и Менделеева-Клапейрона  показывает, что выдуваемый воздух может оказаться более, чем на 10С градусов прохладнее воздуха в легких. Вот и вся «арифметика».
 
= = =
Лирическое отступление-1
Если много людей подуют общим фронтом 10х10 м2 в течение 1 минуты (60 секунд т.е. 15 раз по 4 секунды), то можно вырвать дерево с корнем. Для этого понадобится организовать (60/4) х 100 / 10-6 = 1.5 миллиарда людей. Для сегодняшней демографии, это не так уж и много, но спасает, что «Зеленые» не позволят дуть на дерево.
= = =
 
= = =
Лирическое отступление-2
Вопрос. Почему, когда ветер вырывает дерево с корнем, листья остаются на ветках??? Ответ. Потому, что листьев много. Причем так много, что можно «слегка» [как это смог бы сделать один (или несколько) человек] подуть на каждый из них (правда, строго одновременно) и, таким образом, вырвать дерево с корнем !!!
= = =
 
Yuri_GIF
 
 
Юрий Абрамов
 

Национальная кухня

Долгое время предки Центрально-азиатских(бухарских) евреев проживали среди азиатских народов. Соответственно произошло взаимопроникновение разных сторон культуры евреев и окружающих народов, в том чис
На портале Asia-Israel публикуются материалы без редакторской правки. 
Редакция портала может не разделять точку зрения авторов.

 
 
 

© 2008 - 2018 Asia-Israel. Все права защищены.
При использовании материалов ссылка на «AsiaIsrael» обязательна.