Виноградов Юрий Евгеньевич : другие произведения.

Знакомьтесь с секретом создания вечного двигателя второго рода

Самиздат: [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь|Техвопросы]
Ссылки:
Оценка: 3.44*12  Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Оставаясь в рамках догм термодинамики показана их противоречивость и предложен способ создания монотемпературного преобразователя, который не нарушает догм.

  
   Меня попросили написать статью о заблуждениях, связанных с практикой применения второго начала термодинамики.
   Заявляю: второе начало термодинамики, как и любой специальный инструмент, следует применять по назначению. Умный человек не станет микроскопом забивать гвозди, а палец не станет толкать туда, где есть возможность получить травму.
  

Второе начало термодинамики и формулы С.Карно -

не более, чем примитивные и иногда, удобные инструменты.

  
   В 2002 году в Сан-Диего проходила международная конференция по практике применения второго начала термодинамики. Присутствовали более 100 учёных от разных наук из 26 стран мира.
   По окончанию конференции было проведено анкетирование участников конференции и выяснилось, что более 75% учёных не поддерживают практику распространения второго начала термодинамики на все стороны человеческой деятельности.
   Этого следовало ожидать, поскольку тот, кого считают основоположником термодинамики, в своей работе: "Рассуждения о движущей силе огня и машинах, способных развивать эту силу" говорил о том, что он, С.Карно, собирается рассуждать об "обычных" тепловых машинах, состоящих из "...парового котла, парового цилиндра, поршня и холодильника..." (С.Карно. "Размышления о движущей силе огня и машинах, способных развивать эту силу", 1824 г. sadi\Phys_Web_Ru , . Сб. //Под ред. А. К. Тимирязева, М.--Л., 1934).
   Насколько же С.Карно был мудрее сегодняшних академиков и членкоров РАН от термодинамики! Сдавшие, но не понявшие философию академики из РАН уверены, что, разобравшись с природой тепла от пламени свечи, можно запретить протекать на солнце ядерным реакциям, которые тоже выделяют тепло. Они, на основании широкого толкования второго начала термодинамики пытаются запретить майскому жуку летать!
   К моменту написания С.Карно своей единственной работы, уже 15 лет как был известен двигатель пастора Р.Стирлинга и регенератор теплоты, входящий в состав этой машины. Но, ни в перечне элементов, составляющих "обычную" тепловую машину, ни далее в тексте, С.Карно не упоминает о регенераторе и двигателе Стирлинга, не упоминает о примерах из природы, которые выпадают из контекста его рассуждений.
   Потому и выводы из рассуждений С.Карно должны относиться только к этому классу тепловых машин: к обратимым и не эффективным машинам.
   Если у кого-то появится желание не согласиться с этим тезисом, то можно попытаться попросить несогласных, с данным тезисом, вспомнить, как же доказывается невозможность создания монотемпературного преобразователя теплоты в механическую работу.
   Авторы - популяризаторы, Р.Фейнман и В Бродянский (Фейнмановские лекции по физике, Стр.122, вып. 4, изд. 4-е, испр. - М, Едиториал УРСС, 2004. - 264с.) и (В.М.Бродянский, "Вечный двигатель прежде и теперь", Москва, Физматлит, 2002г.), стр. 110 и 133, соответственно, в попытке доказать недоказуемое, объединяют две тепловые обратимые машины, работающие между температурой подвода теплоты Тподв. и температурой холодильника Тхолод. так, что машина, включенная в прямом направлении, производит много бросовой теплоты и немного механической работы, а тепловая машина, включенная в обратном режиме, должна выносить из-под первой машины всю бросовую теплоту в нагреватель, причем приводиться в действие вторая машина должна частью выходной работы первой машины.
   Далее доказывается, что работа газа равна работе привода теплового насоса.
   Во избежание кривотолков можно ещё раз пройти по пути доказательства.
   Формула для оценки КПД обратимой тепловой машины в режиме прямом, следующая:
   Кпд = (Тподв. - Тхолод.) / Тподв. , где (1)
   Кпд - всегда меньше единицы, Тподв. - температура подвода теплоты; Тхолод. - температура холодильника тепловой машины.
   Тогда:
   Qпитания = Авых + Qбросовой , где (2)
   Qбросовой - это теплота, оставшаяся в отработавшем теле, тогда работа на выходе тепловой машины, а Авых = механической работой на выходе тепловой машины.
   Авых = Кпд * Qпитания = Qпитания * (Тподв. - Тхолод.) / Тподв. , (3)
   Qбросовой = Qпитания - Кпд * (Qпитания) (4)
   Обратная формула С.Карно определяет холодильный коэффициент теплового насоса (обратимой тепловой машины, включенной в обратном режиме):
   Эфт.н = Qбросовой /Апривода = Тхолод./ (Тподв. - Тхолод.), где: (5)
   Qбросовой. -> количество теплоты перенесённой от тела с температурой Тхолод.;
   Апривода -> количество механической работы затраченной на процедуру перенесения теплоты.
   Или, из (5) следует, что:
   Апривода = Qбросовой / Эфт.н (6)
   Если в (6) подставить значения Qбросовой, Эфт.н и Кпд :
   Апривода = Qбросовой / Эфт.н = (Тподв. - Тхолод.) / Тподв. . (7)
   , где: Qбросовой = Тхолод. / Тподв. ; а Эфт.н = Тхолод./ (Тподв. - Тхолод.),
   Из (7) следует, что затраты на привод теплового насоса точно равны количеству (3) выработанной работы прямой тепловой машиной, работающей в том же интервале температур, где теплота перемещается тепловым насосом от Тхолод. к Тподв. .
   По сути, выше доказана невозможность создания монотемпературной тепловой машины из обратимых тепловых машин.
   Теплородисты с этим выводом будут согласны и могут спросить: "Зачем печатать банальности?"
   Можно задать им встречный вопрос: "Вы уверены, что обратимое, а по сути, универсальное, - всегда работает лучше специального?".
   Если они ответят так же, как и Р.Фейнман на стр.110, указанной книги, что "...нет такой машины, которая бы работала лучше, чем обратимая", тогда следует усомниться, знают ли теплородисты, что человечество создаёт специальные инструменты, специальные машины и специальные компьютерные программы для специальных видов деятельности, знают ли они, что не на гермафродитах мир держится, а на специальных женских и мужских организмах!
   А могут ли теплородисты ответить по-другому на вопрос о эффективности обратимых машин? Если теплородист признает, что обратимые машины работают не эффективнее специальных, значит ему придётся отказаться от примитивной термодинамической математической модели, на которой базируется вывод формулы КПД от С.Карно, придётся прекратить стучать дубиной широкого применения второго начала термодинамики по головам авторов топливосберегающих технологий!
   Признав за специальным машинами и организмами большую эффективность, чем у универсальных, придётся нарабатывать навыки скрупулёзного расчёта термодинамических циклов, отдельно выходной работы, отдельно затрат и потерь... Все расчёты придётся проводить на основе знания газовых законов и особенностей поведения веществ и их свойств, на основе закона сохранения энергии?
   Теплородист на это, как Папанов из "Бриллиантовой руки" "пойтить не может!" Уж больно не комфортной станет его профессиональная деятельность (научная бездеятельность). Теплородист быстрее согласится на обвинение его в гомосексуализме, чем признает, что общение со специальным (женским) организмом приятнее и полезнее для продолжения рода человеческого!
   Итак:
   Приводить устоявшееся доказательство невозможности вечного двигателя второго рода пришлось для того, чтобы показать: работа, затраченная на привод теплового насоса точно равна работе производимой тепловой машиной. Если теплородист не научился строить такие тепловые машины и тепловые насосы, которые бы по эффективности подходили к этой границе - то это лишний повод говорить о том, что Российских термодинамистов следует пороть, и батогами в том числе, на лобном месте и плакать не давать!
   Если бы удалось заставить теплородистов подойти вплотную, при конструировании своих машин к соответствующему порогу (равенству работы машины и затрат на привод теплового насоса), а потом научить экономить, например, на затратах на привод теплового насоса, то сэкономленную энергию можно было бы передать внешнему пользователю и доказать возможность существования пользы от монотемпературного преобразователя теплоты не только теоретически.
   Далее, опять, будут представлены сведения, знакомые каждому теплоэнергетику.
   Опять банальности, может подумать теплородист. Пусть потерпит немного, он же нам "пудрил" мозги 170 лет преимуществом обратимого над специальным!
   Конструкторами паровых энергоблоков, например ТВМ-300 на Каширской ГРЭС, предусмотрен поэтапный нагрев рабочего тела. Сначала питательная вода подогревается отобранным паром, который идёт на турбину привода питательного насоса (нагревается вода до 270оС). Потом рабочее тело поступает в самый последний, по пути следования печных газов, теплообменник и отбирает теплоту у дымовых газов (подогревается вода до 321оС), потом вода поступает к топке и охлаждает форсунки топки (нагреваясь дополнительно до 406оС). Потом пар поступает в створ движения топочных газов, нагревается до 655оС и подаётся на турбину высокого давления.
   Вопрос: Почему подобную процедуру нельзя предусмотреть при нагреве рабочего тела в первой, прямой тепловой машине монотемпературного преобразователя?
   Ответ: Подобную схему не только можно применить, но и нужно!
   Для реализации этой идеи следует применить сложный тепловой насос, у которого холодный радиатор будет общий, а горячих радиаторов теплового насоса может быть несколько, например, четыре. Только четвёртый радиатор теплового насоса должен выносить теплоту на температуру подвода теплоты к тепловой машине Тподв.. Три горячих радиатора должны выносить теплоту на более низкую температуру и передавать теплоту в нагреваемое рабочее тело. В таком случае, будет требоваться, на привод сложного теплового насоса, меньше энергии, чем, если бы работал один тепловой насос и выносил бы он бросовую теплоту в нагреватель.
   Следствие из ответа на вопрос:
   Применив такой сложный тепловой насос в схеме монотемпературного преобразователя теплоты в механическую работу, придётся признать, что затраты на привод такого распределённого теплового насоса окажутся меньше теоретических, появится некоторая экономия выходной работы тепловой машины преобразователя и эта экономия может составлять ВЫХОДНУЮ ПОЛЕЗНУЮ РАБОТУ ДЛЯ ВНЕШНЕГО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ!!!
  
   Апологеты веры в допустимость применения второго начала термодинамики, как "во все дыры затычка", применяя доказательство (1...7), последние 170 лет доказывали, что внешнему пользователю от монотемпературного преобразователя теплоты не будет проку, поскольку на поддержание работоспособности искусственного холодильника уйдёт, как минимум, вся выходная мощность преобразователя.
   Это так и есть, если для создания монотемпературного преобразователя используют обратимые тепловые машины, а бросовую теплоту из-под тепловой машины тепловой насос выносит в самую высокую температуру в цикле - в нагреватель тепловой машины. Арифметика говорит, что это так, а с арифметикой трудно спорить.
   Хорошо, что майский жук умнее термодинамистов из России, не знает второе начало термодинамики и летает, вопреки законам аэродинамики, но в соответствии с законом сохранения и преобразования энергии. Феномен майского жука стал объяснимым только после появления открытия (О. И. Кудрин, А. В. Квасников, В. Н. Челомей. Открытие 314 СССР Явление аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струей / // Открытия и изобретения. 1951.).
   Оказалось, что, рядом с работающим реактивным двигателем с пульсирующей струёй и струями от крыльев летящего майского жука, работает фантомная тепловая машина с внешним подводом теплоты от окружающей среды. Затраты на её активизацию много меньше работы, которую фантомная тепловая машина присоединяет к тяге двигателя или к подъёмной силе крыльев жука.
   Как должны поступить в науке, если обнаружилась нестыковка в математической модели и новых выводов, сделанных с её помощью? Следует определиться с причиной этой нестыковки.
   Варианта нестыковки два: или не верна математическая модель и, как следствие - формулы С.Карно, или то, что получилось из сложного теплового насоса - не попадает в разряд "обычных", как говорил С.Карно, обратимых машин!
   В термодинамике нет чётких определений понятий обратимой машины и не обратимой. За 170 лет существования термодинамика не разработала методик определения этого параметра (так же как не обследовала термодинамические характеристики других возможных рабочих тел для тепловых машин).
   С.Карно оставил завещание, но кто читает С.Карно? "Если бы нашлось в большом количестве жидкое тело, испаряющееся при другой температуре, чем вода, - тело, пар которого при том же объеме имел бы меньшую теплоемкость, не действовал бы на металлы, идущие на постройку машины, то оно заслуживало бы предпочтения; но природа не дает нам подобного тела."
   "Мы закончим, показав, как мы далеки при современных средствах от возможности использовать всю движущую силу топлива.".
  
   Медики тоже не прояснили: гомосексуалисты это обратимые машины, или не обратимые, но не эффективные? .
   Почему медики? Потому, что закон сохранения и преобразования энергии, в своё время, сформулировал врач Юлиус Роберт Майер. Занятно конечно, что не физики сформулировали закон, которым пользуется вся наука во всём мире (кроме теплородистов).
   В других науках не обиделись на врача, но теплородисты обиделись на Юлиуса Роберта Майера и постановили: следует молиться на своё, второе начало термодинамики (2НТ). Причина этого в том, что 2НТ им удобен, хоть и противоречит положению закона о сохранении энергии, в части допустимости преобразования одного вида энергии в другой вид с минимальными потерями. Удобен потому, что 2НТ позволяет теплородистам не менять концепцию представления о теплоте и обосновать отсутствие стремления к полному преобразованию теплотворной способности топлива в механическую работу.
   В силу приближенности медиков к науке о живой природе, как к области знаний наиболее не соответствующей второму началу термодинамики, мнение медиков сбрасывать со счетов не следует!
   Но, уж если даже медики не могут определить, где обратимая машина, а где не обратимая, то техникам следует просто согласиться с тем, что нужно скрупулёзно считать, например, выгоду от предлагаемого способа экономии затрат на привод теплового насоса при обсуждении вариантов построения монотемпературных преобразователей и не "отбаяриваться" фразами типа: "Этого не может быть, потому, что этого не может быть никогда".
   Одной из целей данной статьи - показать необходимость веры в выводы из математических формул, а если выводы не нравятся, то обосновывать и менять физико-математические модели, в рамках которых производятся расчёты, пока модели не станут отражать и природу, в том числе и полёт майского жука.
   Сегодня создалась в термодинамике парадоксальная и не научная ситуация. Математическим выводам теплородисты верят только тогда, когда математические выводы показывают то, что теплородисты уже умеют делать, но не верят математическим выкладкам, если они требуют приложить усилия для достижения, математикой разрешенных действий.
   Примеры:
   1. В формуле С.Карно нет параметра, такого как температура окружающей среды. Математика разрешает говорить о холодильнике для тепловой машины с температурой любой, в том числе и ниже температуры окружающей среды. Почему запрещено говорить на эту тему? Только потому, что официальная термодинамика (но не наука и математика) запрещает?
   Теплородисты не хотят учиться у майского жука и не верят математике.
   2. Все понимают, что идеальный тепловой насос, это не тот который тратит топливо на привод, в количестве, определяемой формулой С.Карно. Идеальный тепловой насос не должен быть выполнен из неэффективных обратимых машин и тратить топливо на перемещение теплоты из холодного резервуара в горячий. В науках есть прецедент. Электрическому току нет разницы - при какой температуре находится нагреватель - он приносит туда ток и теплоту.
   В турбодетандерных разделителях воздуха С.Л.Капица получил холодильный коэффициент даже больший, чем рассчитанный по обратной формуле С.Карно.
   Теплородист станет придумывать, почему ему нельзя думать на тему построения истинно идеального теплового насоса методами термодинамики, но не станет брать ситуацию с электрическим током за аналог или прототип будущего изобретения и не станет пытаться изобретать новый термодинамический цикл!
   В России, в среднем по РАО ЕЭС, коэффициент использования теплотворной способности топлива, с учетом внутренних потребностей электростанций, составляет не более 26%.
   Формула КПД от С. Карно специально не модифицируется так, как позже будет показано, чтобы из неё следовало, что в механическую работу должна превращаться вся теплотворная способность сжигаемого на электростанции топлива!
   С.Карно писал: "Воздух представляется более пригодным, чем пар, для использования движущей силы падения теплорода при высоких градусах; при низких градусах водяной пар может быть более подходящ. Одно и то же тепло может последовательно воздействовать на воздух и на водяной пар. Воздух надо оставить после его употребления при достаточно высокой температуре и вместо непосредственного выбрасывания в атмосферу заставить обойти около парового котла, как если бы он непосредственно исходил из топки."
   С.Христианович в пятидесятых годах прошлого века удосужился прочитать внимательно работу С.Карно и запатентовал, предложенную С.Карно идею в виде патента на парогазовый цикл.
   Последние 50 лет, до 75% новых электростанций за рубежом строятся по парогазовому циклу, а имеют эти электростанции КПД в 1.5 раза выше, чем средний КПД по РАО ЕЭС!
   Официальная термодинамика, не исключено, что силами экспертов, которые сегодня отбирают материал для научных журналов по теплофизике, вытеснила С.Христиановича, с его патентом из СССР.
   В России в 2006г. построена одна электростанция по парогазовому циклу и одна по бинарному циклу, но из зарубежных комплектующих.
   Следующих возмутителей спокойствия, которых теплородистам СССР удалось выдавить из страны - это авторы патента на бинарную технологию (С.Кутателадзе и Л.Розенфельд). Величина КПД бинарной технологии в 2 раза выше, чем в РАО ЕЭС.
   Потому Россия и тратит до 4 раз больше топлива на выпуск единицы ВВП, что в экспертных советах теплофизических журналов пользуются услугами Э.Э.Шпильрайна, В.М.Бродянского, Г.Г.Ольховского, Я.Б.Данилевича, С.В.Алексеенко, Ю.М.Петина, А.С.Дмитриева, П.П.Безруких - ярых и бескомпромиссных теплородистов, которые уверены, что теплоту в механическую работу нельзя превратить без значительных потерь теплоты.
   Казалось бы, при выборе экспертов должен применяться не столько критерий наличия научного звания, сколько польза, которую эксперт принёс в дело уменьшения отставания России по экономии топлива. Что сделали перечисленные эксперты для того, чтобы Россия прекратила тратить в 6 раз больше топлива на выпуск единицы продукции, чем другие страны?
   Невольно вспоминается эпиграмма А.С.Пушкина:
   В Академии наук
   Заседает князь Дундук.
   Говорят, не подобает
   Дундуку такая честь;
   Почему ж он заседает?
   Потому, что жопа есть.
   А.С.Пушкин.
  
   Экономия топлива за рубежом обеспечивается, плюс к высоким КПД электростанций, широким применением тепловых насосов. В России, где тепловой насос не возвращает теплоту, потраченную на его привод, применение тепловых насосов с приводом от энергосетей РАО ЕЭС - преступно, с точки зрения расхода топлива. Потому нет правительственных программ по широкому внедрению тепловых насосов.
   В странах с повышенным КПД электростанций, тепловой насос не только возвращает теплоту, затраченную на привод теплового насоса, но и обеспечивает превышение от 1.6 до 2.4 раз!
   Мне понятна судьба моей статьи - она никогда не будет опубликована потому, что попадёт на рецензию к экспертам от термодинамики, которые или участвовали в гонениях на возмутителей спокойствия - С.Христиановича, С.Кутателадзе и Л.Розенфелда, или обучались у тех, кто участвовал в гонениях. Если же статья будет опубликована, то пусть будет указана фамилия эксперта, который взял на себя грех отступничества от широкого применения второго начала термодинамики, чтобы мы все его стали уважать за гражданское мужество!
  
   Выводы из этой статьи:
   1. Предлагается, с этого момента, не вкладывать уничижительных мотивов в отношении лиц, которые конструируют монотемпературные преобразователи теплоты - вечные двигатели второго рода!
   2. При технической экспертизе проектов топливосбережения никогда не пользоваться вторым началом термодинамики. В данной статье показано, что даже средствами обратимых машин можно сэкономить на затратах привода теплового насоса, а сэкономленную энергию передать внешнему потребителю.
  
  
   От имени авторов - Виноградов Юрий.
   Часть 1. Сэкономим на аппетите 9 из 9
  
  
  
Оценка: 3.44*12  Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
О.Болдырева "Крадуш. Чужие души" М.Николаев "Вторжение на Землю"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"