 |
Генерация полезной энергии в диффузоре при течении газа с высокой теплопроводностю
|
|
|
|
Литература
[1]. Бальян С. В. –Техническая термодинамика и тепловые двигатели. Учебное пособие для студентов неэнергетических специальностей втузов. Изд. 2-е, переработ. И доп. Л., “Машиностроение”, 1973, -304. стр.
[2]. Дейч М. Е. – Техническая Газодинамика. Изд. 2-е, переработ. М. -Л. Госэнергоиздат, 1961, -670 стр.
[3]. A. Aptsiauri – The T-s diagram and friction. Falling of entropy at acceleration of gas in channels//" Problems of Mechanics ", Tbilisi, N 3 ( 40 )/2010, pp. 52-63
[4]. A. Aptsiauri -The conflict of organic laws of thermodynamics in isolated systems and kinetic energy of relative movement // " Georgian Scientific News ", # 3/ 2009, pp. 7-13
[5]. A. Aptsiauri – Non-equilibrium thermodynamics – Monography, 2011, 180 p.
Дата публикации: 28 января 2012
Источник: SciTecLibrary. ru
ГЕНЕРАЦИЯ ПОЛЕЗНОЙ ЭНЕРГИИ В ДИФФУЗОРЕ ПРИ ТЕЧЕНИИ ГАЗА С ВЫСОКОЙ ТЕПЛОПРОВОДНОСТЮ
© Апциаури А. З.
д. т. н., профессор
Контакт с автором: kneu2012@gmail. com
Кутаисский Национальный Университет
В статье на конкретном примере показана справедливость Ge-теоремы о возможности генерации полезной энергии из тепла окружающей среды в условиях температурного равновесия. В частности, предложено моделирование одномерного течения идеального газа, который имеет высокую теплопроводность, и демонстрируется возникновение сильного сосущего эффекта в расширяющемся канале (диффузоре), что позволяет обеспечить самостоятельное, стабильное течение газа из области низкого давления в область высокого давления с затратой энергии только на начальном этапе создания такого потока.
____________________________________________________________________________________
|
|
|
1. ВВЕДЕНИЕ
Если бы наш воздух имел высокую теплопроводность - к примеру, 
w/(m*K), то путём применения диффузора диаметром 7-10 см при его длине 60-70 см можно было бы создавать сильный стабильный поток газа, позволяющий генерировать бесплатную электроэнергию мощностью 2-2. 5 кВт и этим удовлетворить энергопотребности для каждой семьи нашей планеты лишь за счёт тепла атмосферы! Сказанное легко можно доказать путем моделирования процесса течения в диффузоре с соблюдением всех фундаментальных законов.
С другой стороны, второй закон термодинамики не допускает генерацию энергии из равновесного пространства из-за зависимости эффективности тепловых процессов от температурного неравновесия, а теорема Карно гласит, что предельная эффективность преобразования тепла не зависит от свойства рабочих веществ, а следовательно, не имеет смысла поиск газа с высокой теплопроводностью.
Таким образом, налицо явный конфликт законов, который требует своего решения.
2. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Известно, что при течении в диффузоре давление возрастает, но на выходе из него как статическое, так и полное давление всегда ниже, чем полное давление на входе. Однако, наверное, не всем известно, что если газ имеет высокую теплопроводность, то данная закономерность нарушается. Для доказательства сказанного предлагаем расчёт течения газа внутри диффузора. Результат получается в условиях соблюдения общепринятых законов сохранения массы, энергии и импульса, одновременно строго соблюдается и закон теплопроводности (закон Фурье). При таких условиях получается результат, который нарушает второй закон, принцип перманентного нарастания энтропии и тем самым ставит под сомнение теорию Карно: например, «странный» диффузор позволяет качать поток из одного объёма в другой объём с более высоким давлением при сохранении температуры торможения газа - следовательно, диффузор позволяет выработать полезную энергию при одновременном снижении температуры торможения отработанного газа.
|
|
|
Представим себе, что мы имеем обыкновенный воздух со следующими калорическими свойствами: 
J/kg*K, 
J/kg*K, 
. Воздух подчиняется уравнению состояния 
. На начальном этапе суждения допустим, что вязкость воздуха пренебрежимо мала. Для такого газа уравнения сохранения массы, энергии и импульса позволяют точно определить параметры одномерного потока. Решение является фундаментальным, и на его основе разработаны широко известные газодинамические функции, которые внесены во всех учебниках гидро-аэромеханики [1, 2]. Эти функции позволяют с достаточной точностью анализировать течения в каналах, включая сопла и диффузоры:
|
|
|
