Вихревая модель Букреева
Ответить
Букреев
Участник
Баланс:253
 
Сообщения: 30
Регистрация: 18.03.2020

Античная сверхтекучесть

Букреев » 06.04.2020 22:24

+
0
-
В античном мире вино, масло и им подобные жидкости хранили в своеобразных амфорах.

Изображение

Современная наука считает, что амфоры готовились пористыми. Через поры испарялась жидкость, что охлаждало содержимое и препятствовало порче. Но тогда зачем нужна столь неудобная для хранения форма амфор? Концы с концами как-то не сходятся.

Вспоминаем, что структура всех жидкостей и газов сформирована из элементарных вихрей. А элементарным вихрям в форме вихрей Бенара покой может присниться только в дурном сне. Поэтому своё движение элементарные вихри согласовывают с формой сосуда, в котором они находятся. Вновь вспоминаем, но уже сопла Котоусова «Исследование скорости водяных струй на выходе сопел с различной геометрией» (ЖТФ, том 75, вып.9; с. 8-14).

Изображение

Из сопел Котоусова нам сейчас интересны только нижние сопла. Смотрим на угол. По случаю вспомним и сопло Лаваля.

Изображение

И надо же такой пакости случиться, угол диффузора сопла находится в пределах 9-120. А это становится уже слишком горячо. Примерно такие же углы наблюдаются и у античных амфор. Таким образом, мы можем сделать вывод, что подобные углы (правда границы диапазона указать не могу) заставляют элементарные вихри любых жидкостей формировать в амфорах вихри Бенара. А мы знаем, что хобот вихря среду охлаждает, что от амфор и требовалось античным предкам.

Угол же конфузора сопла Лаваля находится в диапазоне 30-600. Конфузор же сопла Лаваля также создаёт вихри Бенара. Существует ли какая-нибудь разница между вихрями, создаваемыми углами конфузора и углами диффузора? А для этого вспомним о вводе Шкандюка Михаила Петровича.

Изображение

Тангенциальный ввод среды может осуществляться как справа, так и слева. В одном случае ввод Шкандюка будет формировать вихри правого направления вращения, а во втором вихри левого направления вращения.

Естественно считать, что основание амфоры создавало вихри одного направления вращения, а вершина амфоры (угол которой явно находится в диапазоне 30-60)) формировала вихри другого направления вращения. Ведь мы не должны забывать о том, что направление вращения в хоботе вихря Бенара должно быть противоположным направлению вращения на его периферии. Только в этом случае в амфоре будет существовать вихрь Бенара. Поэтому вершина амфоры произвольной быть не может. Таким образом Лаваль переоткрыл то что было известно за много веков до него. Кстати, мы можем конфузор поменять местами с диффузором и вновь получим сопло Лаваля, что следует из работы Котоусова. Только оно явно будет неработоспособным из-за неизбежного отрыва потока от стенок.

Но последовательность вихрей мы можем получить и другим способом. Ведь скорость движения хобота вихря отличается от скорости движения периферии. Используя это свойство вихря Бенара можно построить пару типов эжектора.

Изображение

В одном случае уменьшается скорость течения во внутренней трубке, а во втором случае уменьшается скорость течения в зазоре между трубками. И в том и в другом случае создаются вихри Бенара.

Для объяснения механизма формирования эжекторами вихрей Бенара мы можем рассмотреть следующую картинку.

Изображение

Вверху размещена картинка Сировича, демонстрирующая траектории движения системы из вихрей Тейлора по поверхности твёрдого тела в пограничном слое. Внизу показаны траектории двух потоков в трубке после эжектора. В одном случае мы имеем половинку верхней картинки с одним углом наклона, а во втором случае картинка демонстрирует другой угол наклона. Естественно, что эти случаи будут формировать вихри Бенара с разными направлениями вращения.


В одном случае была изготовлена приставка к карбюратору Жигулей, которая позволила уменьшить расход топлива примерно на 15-20%. Во втором же случае по моей наводке в интернете был изготовлен эжектор, испытания которого позволили получить следующую картину.

Изображение

На рисунке чётко видны границы между вихрями. Испытания проводились в частном секторе на маломощном насосе. При замене насоса на более мощный длины ванной не хватило для замера разницы дальности полёта с эжектором и без него.

Кстати, подобная же логика используется и в пожарном стволе Пурга конструкции Куприна Г.Н. Но разность скоростей потока пены создаётся в нём не расходом в потоках, а кратностью пены, также подаваемой двумя потоками. Это позволило как увеличить дальность полёта струи пены, так и эффективность тушения пожаров. Ведь создаваемая последовательность вихрей по горящей поверхности катится, эффективно изолируя её от воздуха.

Но практически античные предки сумели отметиться ещё одним применением вихревого движения. Первое описание этого явления сделал Хамзя Умяров [1]. Сделанный им рисунок

Изображение

гуляет по интернету, правда в более красочном виде по сравнению с оригиналом. Но предложенный им механизм формирования вихрей искусственный и не имеет никакого отношения к действительности. В жарких странах, даже в той же пустыне Сахара влажность находится примерно на уровне 30%. Т.е. хоть и небольшие запасы влаги, но всё же имеются. И скажем среднеазиатская сардоба

Изображение

действительно могла выполнять функцию сбора воды из воздуха.

Как известно, воздух практически не нагревается солнцем. Его нагрев осуществляется поверхностью земли. Поэтому непосредственно у поверхности наиболее жарко. Сардоба же заглублена в землю на 6-12 м. Соответственно температура в сардобе ниже температуры окружающего её воздуха. И горячий воздух с поверхности врывается в сардобу через окна, которые видны на рис 9 справа. А как мы уже знаем, для формирования вихря Бенара конфузор должен иметь угол в диапазоне 30-600. Сардоба правого рис 9 явно имеет вершину с углом в этом диапазоне. Поэтому в её центральной части формируется хобот, движение которого направлено вниз в направлении горки из камней. Мы уже знаем, что хобот вихря воздух охлаждает, что конденсирует влагу. Часть осушенного воздуха выходит через один или два лестничных спуска в колодец. Другая часть участвует в движении периферии (если бы весь воздух выходил бы через спуски, то вихря не было бы). Таким образом существенным элементом сардобы является заглубление колодца в землю.

Интерес представляют и иранские бадгиры.

Изображение

Ветряная башня улавливала ветер с одной стороны и выбрасывала его с противоположной стороны. Гидродинамический закон Бернулли позволяет создать в помещении небольшой вакуум, что позволяет по каналу в земле подавать воздух в помещение. Но простая подача воздуха никакого эффекта практически не даёт. Для его охлаждения он обязан двигаться в форме вихрей Бенара, которые должны формироваться на входе в подземный канал. Вихри же могут сфломироваться либо небольшим расширением типа основания амфор тис 1, либо более сильным расширением типа конфузора сопла Лаваля рис 3. Подобный вид имеют и следующие колодцы древности, повторяющие форму ввода Шкандюка М.П.,

Изображение

которые позволяли формировать вихри Бенара. Хоботы последовательностей вихрей охлаждали воздух. И в качестве приятного бонуса позволяли собирать влагу, которую и можно было использовать в хозяйственных целях. Т.е. при подобной технологии создания холода акведуки рис 10 оказываются без надобности.

Букреев В.С.
https://bvs1940.wixsite.com/mysite/anti ... htekuchest
Поделиться:

Ответить    ПОМОЩЬ по форуму!