Phedotikov / 1 / FreeEnergy_27.01.08 / Гравитационные / Гидро-мельницы / Гидравлическая мельница / Мельница_1

Мельница Гидравлическая мельница

В блужданиях по просторам интернет наткнулся на очередной вариант самовращаещегося колеса. (Где увидел - даже и не вспомню. Если кто знает - сообщите, а то нехорошо как-то получается) Вот я и задался вопросом, почему до сих пор такие конструкции придумывают и попытаться "просчитать" теоретическую возможнось работы этого двигателя.

Схема двигателя примерно такая.

Если словами - в воду погружено колесо, по окружности которого размещены поплавки, одна стенка которых подвижна и представляет собой груз. Когда этот груз находиться внизу поплавка, обьем вытесняемой жидкости увеличивается, когда вверху - уменьшается. На разных сторонах колеса создается разность выталкивающей силы и колесо крутится. Что особенно интересно в этой конструкции так это использование энергии гравитационного поля, причем сразу в двух местах. Во первых - при перемещении грузов, во вторых - при создании силы Архимеда.

При проведнии анализа я принял несколько допущений.

Изменение центра тяжести поплавка при перемещении груза не учитывается. Для принятия этого допущения было проведено отдельное исследование, в результате которого выяснилось, что перемещение груза под действием силы тяжести в системе, подобной исследуемой, хотя и вносит некоторые искажения в закон движения, однако сумма действующих на систему моментов (за один полный оборот системы) равна нулю.

Силы трения и инерция системы не учитываються. Среда, в которой происходит движение (жидкость) сама по себе исключает быстрое вращение, поэтому влияние инерционных сил бесконечно мало. Силы трения в точке вращения колеса не учитываються, т.к. не оказывают никакого влияния на результаты расчета моментов, действующих на систему. Силы трения, препятствующие свободному передвижению груза в поплавке, можно значительно уменьшить либо вообще исключить инженерными методами, поэтому они также не учитываються.

Масса всех элементов системы, кроме грузов, принята равной нулю. На свойства системы влияет только масса поплавков. Прочая же масса распределена так (в системе с несколькими поплавками), что ее центр тяжести находится в центре вращения колеса и, следовательно, влияет только на инерционные характеристики системы. То же можно сказать и про обьем всех вспомогательных элементов системы.

Далее представлены исходные данные и формулы, использованные для расчета. Размерности используемых величинЕденица длинны - метр

Еденица массы - грамм

Еденица силы - ньютон

Еденица давления Н/м^2 - паскаль

Еденица обьема - м^3

Плотность - гр/(м^3)

Константы и переменныеВеличина g - ускорение свободного падения

Vg - обьем груза

V - обьем газа в поплавке

S - площадь мембраны

P - атмосферное давление. начальное давление газа в поплавке

gl - глубина погружения центра колеса

R - радиус колеса

Mgp - вес груза в жидкости Значения констант и расчет начальных значенийЗначения констант взяты из справочников (плотность, атмосферное давление и.т.д.). Все значения размеров конструкции взяты с "потолка" и служат лишь для качественной, а не количественной оценки системы.

Зависимости величин от угла поворотаЗависимость давления на мембрану со стороны жидкости, Pa

Зависимость давления мембраны на газ, Ра

Зависимость обьема газа, м^3

Зависимость вращающего момента

Интегрированием этой формулы по а за один полный оборот получаем значение отличное от 0, что свидетельствует о наличии нескомпенсированого вращающего момента или, по другому, о возможности самовращения такой системы.

Также была исследована качественная зависимость величины нескомпенсированного момента от других переменных:

gl- с увеличением значения итоговый момент уменьшается R - с увеличением итоговый момент увеличивается Mgp - с увеличением итоговый момент увеличивается S - значение не влияет на результат Р - уменьшение давления увеличивает момент

Для определения необходимого для самовращения минимального числа поплавков формула зависимости момента была преобразована для получения общего суммарного момента нескольких поплавков, равномерно распределенных по окружности.

На следующей круговой диаграмме показаны изменения моментов при вращении систем с 1-й, 2-я, 3-я, 4-я, 6-ю и 12-ю поплавками, равномерно распределенными по окружности. Из нее видно, что для обеспечения самовращения системы достаточно 3-х поплавков, а дальнейшее увеличение их количества приводит к большей равномерности и увеличению тягового усилия.