proatom.ru - сайт агентства ПРоАтом
Журналы Атомная стратегия 2024 год
  Агентство  ПРоАтом. 27 лет с атомной отраслью!              
Навигация
· Главная
· Все темы сайта
· Каталог поставщиков
· Контакты
· Наш архив
· Обратная связь
· Опросы
· Поиск по сайту
· Продукты и расценки
· Самое популярное
· Ссылки
· Форум
Журнал
Журнал Атомная стратегия
Подписка на электронную версию
Журнал Атомная стратегия
Атомные Блоги





PRo IT
Подписка
Подписку остановить невозможно! Подробнее...
Задать вопрос
Наши партнеры
PRo-движение
АНОНС

Вышла в свет книга Б.И.Нигматулина и В.А.Пивоварова «Реакторы с тяжелым жидкометаллическим теплоносителем. История трагедии и фарса». Подробнее 
PRo Погоду

Сотрудничество
Редакция приглашает региональных представителей журнала «Атомная стратегия»
и сайта proatom.ru.
E-mail: pr@proatom.ru Савичев Владимир.
Время и Судьбы

[28/03/2024]     К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша

Ю.Ю.Рыкачев

Из многочисленных гипотез, пытающихся объяснить вихревой эффекте Ранка-Хилша, особого внимания заслуживает «теория взаимодействия вихрей» А.П. Меркулова [1], выдвинутой им в 1964 году, а также гипотеза «холодильных циклов», в рамках этой же гипотезы, поддерживаемая видными учеными в этой области, такими, как Азаров А.И. [2], Пиралишвили Ш.А. [3], и многими другими. Основные положения вышеозначенной гипотезы заключаются в следующем. Ключевой фигурой, является понятие «жидкого моля», или «микровихря», которое впервые ввел Хинце И.О. [4]. Этот термин подразумевает достаточно протяженную часть жидкого континуума, состоящую из когерентного конгломерата жидких частиц, при этом размер жидкого моля сравним с интегральным масштабом турбулентного движения, причем обмен его с окружающей средой определяется влиянием мелкомасштабных турбулентных движений.


Наиболее вероятным местом и условием зарождения микровихрей является граница между вынужденным и свободным вихрями, после чего микровихри под действием турбулентных пульсаций перемещаются по всему объему вихревой трубы в поле значительных радиальных градиентов давления. В зависимости от направления движения, микровихри, попадая в слои газа, отличающихся по давлению, сжимаясь или расширяясь по адиабате (или политропе), совершают микрохолодильные циклы, предавая тепло из одного слоя в другой.

В данной работе с помощью численного эксперимента, основанного на общеизвестных уравнениях термодинамики, сделана попытка промоделировать некоторые положения вышеописанной гипотезы, и полученные результаты сравнить с имеющимися экспериментальными данными, причем, при создании математической модели пришлось пойти на некоторые допущения, в надежде, что они не повлияют на достоверность расчета.

Так, понятие «микровихрь» в нашем случае будет иметь собирательное значение, которое объединяет некую массу элементарных микровихрей, имеющих схожую геометрию, близкие термодинамические параметры и векторы скоростей. Слои газа, с которыми реагируют микровихри, условно обозначим «горячим» – это периферийный, высокого давления, и «холодным» – это приосевой, низкого давления.

Как уже указывалось, ввиду скоротечности процессов сжатия-расширения микровихрей, предполагается, что они протекают по адиабате (или близкой к ней политропе), до установления общего давления контактирующих объектов, и, затем, по изобаре, до установления общей температуры тех же контактирующих объектов, что, по сути, является обратным циклом Брайтона.

Исходя из желаемой симметрии процесса, в модели задействуются два типа микровихрей, условно обозначенных mR и mL, каждый из которых, вначале находясь в своем слое газа, затем транспортируются навстречу друг-другу, в противоположный слой.

Алгоритм математической модели будет более понятен, если рассмотреть некую гипотетическую установку, изображенную на рисунке 1, в попытке имитации вышеописанного «микрохолодильного цикла» с помощью механического аналога.



Рис. 1. Схема некоторой гипотетической установки, имитирующей «холодильный цикл». 1 – корпус; 2 – полость холодного потока; 3 – крестовина с цилиндрами и с поршнями; 4 – полость горячего потока; 5 и 7 – поршни; 6 и 8 – пружины; 9– вставка; 10 – цилиндрик-микровихрь; 11 – поршень цилиндрика; 12 – ручка; 13 – штуцер.

Две полости 2 и 4 корпуса 1, имитируют холодный «c» и горячий «h» слои газа вихревой трубы. Полости, каждая со своей стороны, закрыты поршнями 5 и 7. В полостях можно поддерживать заданные давления либо с помощью специально оттарированных пружин, либо подачей газа через штуцеры 13.

На крестовине 3 (для лучшего понимания изображенной полупрозрачной), разделяющей полости, закреплены цилиндрики 10 с подвижными поршнями 11, имитирующие микровихри. Крестовина может вращаться, и цилиндрики попеременно находятся то в левой, то в правой полостях, имитируя соответствующую транспортировку микровихрей; также крестовина может перемещаться внутри корпуса, имитируя изменение соотношения массовых долей слоев газа.

При вращении крестовины, при полном ее обороте, каждый из цилиндриков-микровихрей по одному разу посещает каждую из полостей, где выполняются процессы сжатия-расширения и теплообмена в соответствии с нашими предположениями, что соответствует одному расчетному циклу.

Возможны следующие варианты: если поршни закрепить неподвижно, штуцера закрыть и корпус теплоизолировать, то получим замкнутую систему, и при вращении крестовины, газ в полостях, реагируя на изменения параметров в цилиндриках-микровихрях, также будет соответственно изменять свои параметры – объем, давление, температуру. Как показали расчеты, с каждым циклом параметры в полостях будут выравниваться, пока не придут в установившееся состояние – равенство всех параметров в обеих полостях (чего и следовало ожидать).

Вышеописанная картина не соответствует реальной работе вихревых труб, так как система подвода и окружающая среда восстанавливают изменения давления слоев газа, вызванные посещениями микровихрей, что же для установки, то это будет соответствовать либо свободному положению поршней 5 и 7, где пружины 6 и 8 поддержат давления, либо подачей необходимого давления через штуцера 13.

Если же в полостях поддерживать заданные давления вышеперечисленными способами, то получим незамкнутую систему, где микровихри будут адиабатически сжиматься или расширяться до давления соответствующего слоя газа, а сам же слой будет сохранять свой объем и давление, но не температуру.

Получается, что полный цикл Брайтона оказывается справедливым только для микровихрей, так как изменения объемов и давлений слоёв газа, близлежащих к контактирующим с ними микровихрями, не распространяются на весь слой, а тотчас же парируются «сторонними силами» – как уже говорилось, системой подвода, и окружающей средой.

Таким образом, для микровихрей термодинамический цикл будет состоять из двух адиабат и двух изобар, а для контактирующих с ними слоев газа, которые в дальнейшем будем называть «потоками» – только из двух изобар

Зависимости для принятых термодинамических циклов, можно представить в некотором «обобщенном» виде, где символ «m» принадлежит микровихрю, символ «П» - потоку, а цифры указывают точку и ветвь цикла. Адиабатические ветви цикла для микровихря имеют обозначение 1m-2m и 3m-4m, а для изобарических ветвей2m-3m и 4m-1m, и соответствующие точки цикла: для адиабат – точки 2 и 4, а для изобар – точки 3 и 1, и уравнения в «обобщённом» виде будут выглядеть следующим образом:

Полный текст статьи читайте здесь.

 

 
Связанные ссылки
· Больше про Атомная наука
· Новость от proatom


Самая читаемая статья: Атомная наука:
Интуиция в законе

Рейтинг статьи
Средняя оценка работы автора: 0
Ответов: 0

Проголосуйте, пожалуйста, за работу автора:

Отлично
Очень хорошо
Хорошо
Нормально
Плохо

опции

 Напечатать текущую страницу Напечатать текущую страницу

"Авторизация" | Создать Акаунт | 14 Комментарии | Поиск в дискуссии
Спасибо за проявленный интерес

Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 29/03/2024
я так и знал


[ Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 29/03/2024
Турбулентность мутна ибо нелинейна ;)


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 30/03/2024
В любом вихре тепература в центре ниже, чем на периферии. Ибо градиент температуры, создасно уравнению Менделева-Клапейрона, прямопропорционален градиенту давления. В центре вихря давление меньше, чем на периферии. Поэтому градиент давления направлен от центра к периферии. И градиент температуры направлен в том же направлении. И этот градиент тем выше, чем выше угловая скорость вращения вихря и чем меньше радиус вихря. В итоге в центре вихря получается холодный воздух, а на периферии горячий.


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 31/03/2024
В центре находятся менее массивные молекулы в том смысле, что они удерживают меньшую фотонную массу чем те молекулы, которые находятся на периферии - именно они более горячие потому, что удерживают большую фотонную массу. Всё правильно - в центре более холодные молекулы - они излучают менее массивные фотонные волны, которые и характеризуют эту "холодную" температуру. А на периферии находятся более "массивные", более горячие молекулы, которые излучают более массивные фотонные волны, которые и характеризуют эту "горячую" температуру. ===== Это реализовано в гидроволновой технологии. ==== Пояснения можно почитать здесь - Переписка Черепанова А.И. с С. Беловым и Е. Авшаровым 22-24 марта 2024 года - https://cloud.mail.ru/public/DSbF/Kv6UUC5Jd ==== Черепанов Алексей Иванович


[ Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 31/03/2024
Более массивные молекулы за счёт центробежной силы перемещаются на периферию... Так объясняет классическая физика... Но... Но не понятно на уровне микромира ЧТО именно реализует центробежную силу..., т.е. как она генерируется... ==== Над этим следует всем подумать... ==== Объяснения типа - "В центре вихря давление меньше, чем на периферии. Поэтому градиент давления направлен от центра к периферии." - это сегодня детский сад и на уровне 19 века... Это не объяснение - это словоблудие... Но многим это нравится и даже устраивает... Это их дело... Они остановились в своем развитии и их устраивает то, что физика в этом вопросе не развивается... ==== Я пишу для тех кто хочет развиваться сам и развивать науку. ==== Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 31/03/2024
+++ Я пишу для тех кто хочет развиваться сам и развивать науку. +++

Черепанов, ты молодец.  Только вихревая физика что в 18, что в 21 веке одна и таже. Твоя твёрдолобая черепная коробка не даёт развиваться новым извилинам в твоём мозге.

Ты бы вместо критики чужих идей лучше высказал свои предположения. Больше пользы было бы. И мне интересно. А то высрал критику, а где данные для развития других пытливых умов?


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 31/03/2024
+++ А на периферии находятся более "массивные", более горячие молекулы, которые излучают более массивные фотонные волны, которые и характеризуют эту "горячую" температуру. +++

Ускорение  "свободного" падения не зависят от массы молекул. Поэтому к периферии с одинаковой скоростью будут стремиться молекулы с любой массой.В итоге ничего у тебя, Черепанов, не получится. 


Если забыл, то посмотри в справочнике уравнение Менделеева-Клапейрона. Там чётко показана связь между давлением газа и его температурой. Обработай левую и правую часть уравнеия оператором градиент (grad). Ты увидишь связь между градиентом давления и градиентом температры. Заодно получишь силу, которая зависит от градиента давления и силу, равную первой, которая зависит от градиента температуры.


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 31/03/2024
Очередной Аноним прорезался... Умник пишет - "Ускорение  "свободного" падения не зависят от массы молекул." ==== Для Вас Умник Козлов поясняю, а то так и уйдете из жизни не ведая истины... ==== Ясно же написано - "именно они более горячие потому, что удерживают большую фотонную массу."... Это не масса самих молекул, а присоединённая масса - фотонная масса. Это первое. Второе. Потрудитесь вычислить ускорение свободного падения сгорающего космического объекта, который входит в плотные слои атмосферы... Так вот ничего Вы не вычислите, так как данное ускорение напрямую зависит от присоединенной фотонной массы. ===== Уравнение Менделеева-Клайперона Вам в этой ситуации не поможет. ==== Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 31/03/2024
Извиняюсь конечно... Какая-то злость поперла, читая безграмотные комментария Анонима Умника Козлова.... Как же достали ЭТИ глупцы, которые залезли на сайт умных проатомщиков и пытаются тут рулит своими безмозглыми тыквами... ==== Кипит мой разум возмущенный... Кто Вас учил безмозглые Анонимы ? Вы не в состоянии понять простую вещь - нельзя использовать уравнение для идеального газа в гидроволновой технологии - там где ротор вращает водопаровую смесь и за счёт тех самых эффектов, о которых я писал выше, происходит отделению холодного солевого раствора от пара с температурой 80 гр. Цельсия... ==== Уроды ! Когда же Вы заткнетесь и начнёте учить физику ! ===== Накипело ==== Черепанов Алексей Иванович


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 01/04/2024
Извиняюсь, конечно. Проатомщик А.И.ЧерепаноВ, когда ты заткнёшья и начнешь учить физику? Вначале, дядя, научишь ходить по ровному месту и в унитаз, а потом варежку раззевай.


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 01/04/2024
Не трогайте ЧАИ. Он один за нас радеет. Ему одному открылась ИСТИНА. Правда, мелькал тут еще один от межзвездного союза, но что-то примолк, наверное на стационарном ... ;)


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 08/04/2024

Подкину дровишек в огонь. А то тема интересная, а комментарии примитивные. Ниже школьного уровня. 
Могли бы вспомнить устройства, использующие этот эффект. А их много. Их характеристики. Потапова наконец.

А за меня не волнутесь. Тарелку починю и появлюсь. Пока не вижу ничего здесь интересного. 
С уважением, АлС


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 17/04/2024
Как это ничего интересного, а фотонная масса которая прицепилась к спускаемому аппарату? Это же новое слово в науке. За это положена Нобелевская премия, или Шнобелевская.


[
Ответить на это ]


Re: К вопросу о микрохолодильных циклах в вихревом эффекте Ранка-Хилша (Всего: 0)
от Гость на 02/04/2024
Мой материал Вам в помощь... ==== Я записал 4 ролика, в которых Вы найдете мою критику Зателепина Валерия Николаевича —  По следам вебинара Климова-Зателепина от 27 марта 2024 года, часть 1 – https://www.youtube.com/watch?v=KXwkR8cN0I0 По следам вебинара Климова-Зателепина от 27 марта 2024 года, часть 2 – https://www.youtube.com/watch?v=ltk5RRdtVDo По следам вебинара Климова-Зателепина от 27 марта 2024 года, часть 3 – https://www.youtube.com/watch?v=zDLTTtw5TXg По следам вебинара Климова-Зателепина от 27 марта 2024 года, часть 4 – https://www.youtube.com/watch?v=byqDspxx--8 Чат семинара 27 марта 2024 года - https://cloud.mail.ru/public/7AUV/FzEuvyRaB ==== Черепанов Алексей Иванович


[ Ответить на это ]






Информационное агентство «ПРоАтом», Санкт-Петербург. Тел.:+7(921)9589004
E-mail: info@proatom.ru, Разрешение на перепечатку.
За содержание публикуемых в журнале информационных и рекламных материалов ответственность несут авторы. Редакция предоставляет возможность высказаться по существу, однако имеет свое представление о проблемах, которое не всегда совпадает с мнением авторов Открытие страницы: 0.09 секунды
Рейтинг@Mail.ru