|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/Изобретения /Альтернативная энергетика/ |
|
НЕОБЫЧНАЯ МОДЕЛЬ "ВЕЧНОГО" ДВИГАТЕЛЯ
Автор статьи: Калинин Анатолий Анатольевич
Тема "вечных двигателей" сейчас очень сильно поднята в Интернете, и приводится уйма различных проектов. Разговоров много, но пока нет ни одного работающего двигателя. Факт печален, но это не означает, что так будет всегда, потому что потенциал этой идеи ещё не израсходован.
Начнём с закона сохранения энергии, нет, я не хочу его отрицать, просто я думаю, что надо смотреть глубже. Многие задаются вопросом, откуда энергия? И они говорят, что из ничего не может быть работы. А кто сказал, что магнитное поле, это ничего. Это даже очень чего, оно даже имеет определённое значение плотности энергии магнитного поля, которая достигает 280 кДж/куб.м.
Это потенциальная энергия магнитного поля. И в магнитном двигателе происходит преобразование потенциальной энергии в кинетическую. Данный вид преобразования уже существует: это генератор постоянного тока. Если вы будете вращать или двигать проводник, то электрического тока в нём не произойдёт, хоть вы задвигайтесь. Но когда вы сделаете это в магнитном поле, то в проводнике возникнет движение электронов: произойдёт преобразование потенциальной энергии магнитного поля в кинетическую энергию электронов.
А вот то, что магнитное поле не исчезает, и не уменьшается после произведённой работы, является, пока, за рамками знаний человечества. Ведь пока мы не знаем, какая сила вечно вращает электроны вокруг ядра, заставляет не исчезать гравитационное поле, вращает планеты, заставляет светить Солнце. Проходят века, а энергия не исчезает (сильное магнитное поле всё-таки начинает ослабевать). Даже немного смешно, когда профессор из университета, который ведёт серьёзную научную работу, на эти вопросы начинает отвечать по-детски: "ну там какая-то сила чуть-чуть подкручивает". Зато этот же профессор, не задумываясь, говорит: работать не будет, потому что такое не может быть. Очень похоже на вопрос с круглой Землёй, хорошо, что сейчас хоть не сжигают. Ясно одно, мы снова упёрлись в своё незнание мира, и скоро должен произойти очередной качественный скачёк.
Большинство скептиков магнитных двигателей приводят пример, что для того, чтобы магниты оттолкнулись, и произвели работу, необходимо затратить ту же работу, чтобы свести их вместе. Вот тут то я и хочу их расстроить, потому что в моём двигателе это правило нарушено. Но всё не так уж и хитро и страшно, всё намного проще, о чём я и хочу рассказать.
Теперь перейду к описанию процессов происходящих в моём двигателе.
В данном двигателе используется способность магнитного поля быть изолированным с помощью ферромагнитного экрана. Элементарный детский опыт: если к магниту прислонить стальную пластинку, то за пластинкой уже отсутствует магнитное поле. Правда пластинка должна быть достаточно толстой чтобы экранировать поле.
Вторая хитрость. Из физики мы знаем, да и из жизни тоже, что если сила приложенная к телу перпендикулярна перемещению тела, то эта сила не производит работы при данном перемещении.
Ну отсюда и вывод: если мы будем перемещать в магнитном поле ферромагнитный экран перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, то магнитное поле не производит работу сопротивления перемещению экрана. В тоже время, экран, перекрыв всю поперечную площадь магнита, позволит поднести второй отталкивающийся магнит без преодоления сил магнитного отталкивания, а даже наоборот, второй магнит ещё и притянется к экрану.
Когда магниты будут приближены, достаточно вытащить экран, находящийся между ними, и магниты разлетятся в разные стороны.
Оговорюсь сразу, что здесь есть немало практических нюансов, потому что на практике силовые линии не параллельны, а значит не всегда перпендикулярны экрану. Но можно создать системы очень приближённые к идеалу.
Ну а теперь факты. Я проводил данные опыты и производил вычисления, и то, что я сейчас написал, подтверждается. Привожу результаты опытов, которые я проводил на сверхсильных магнитах. Это один из вариантов, здесь было сильное вредное сопротивление на перемещение заслонки, от которого я избавлюсь на следующей модели.
В табл.1 привожу момент на валу двигателя полученный от отталкивания магнитов, а в табл.2 зависимость силы сопротивления на перемещение экрана.
Табл.1
Крутящий момент на валу двигателя | |
Позиция угла | Момент вращения, Н*м |
0 | 0,031 |
1 | 0,176 |
2 | 0,353 |
3 | 1,148 |
4 | 1,103 |
5 | 0,309 |
6 | -0,110 |
7 | -0,132 |
Табл.2
Сила перемещения заслонки | |
Перемещение, м | Сила перемещения, Н |
0,01 | 0,98 |
0,02 | 0,98 |
0,03 | 0,98 |
0,04 | 17,66 |
0,05 | 33,35 |
0,06 | 41,20 |
0,07 | 0,00 |
А теперь я хочу предложить вашему вниманию конструкцию моего магнитного двигателя, использующего вышеперечисленные принципы.
Описание двигателя
Магнитный двигатель, в корпусе которого размещены постоянные магниты, первый из которых установлен с обеспечением возможности совершения возвратно-поступательного движения под действием сил магнитного поля, в корпусе и установлен вал, соединенный с первым магнитом при помощи средства, позволяющего преобразовывать возвратно-поступательное движение первого магнита во вращение вала. Второй магнит неподвижно закреплён на корпусе оппозитно первому, оба магнита ориентированы полюсами встречно, магнитный двигатель снабжён ферромагнитным экраном, выполненным с обеспечением его перемещения в зазоре между магнитами перпендикулярно силовым линиям магнитного поля. Экран имеет привод от вала, и возвратную пружину. На валу имеется маховик для аккумуляции энергии движения первого магнита.
Принцип работы аналогичен работе двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Когда магниты сближены максимально, заслонка открывается, магниты отталкиваются, и первый магнит, удаляясь от второго, раскручивает маховик. При подходе первого магнита к
НМТ заслонка закрывается, далее продолжается инерционное движение под воздействием энергии маховика. Подвижный магнит перемещается вверх и проходит
ВМТ, после чего открывается заслонка. Цикл повторяется. Работа на перемещение заслонки значительно ниже работы
отталкивающихся магнитов.
Сразу даю ответы на вопросы, которые возникают у многих людей, в связи с плохим пониманием принципа работы.
Данные ответы доказуемы теоретически, а главное, подтверждены практически:
- Заслонка под воздействием магнитного поля сама заходит между магнитами, и не надо её с усилием туда перемещать. Усилие затрачивается на открытие, и оно сильно зависит от формы большого магнита и заслонки.
- Когда между магнитами находится ферромагнитный экран они притягиваются друг к другу без дополнительной помощи, производя дополнительную положительную работу.
- Поршень производит полезную работу в двух тактах: первый раз отталкиваясь от большого магнита, и второй раз притягиваясь к заслонке.
- Сила перемещения заслонки по сравнению с силой перемещения поршня, при относительно одинаковых перемещениях (перемещение заслонки можно сделать и меньше перемещения поршня), значительно меньше, а именно, как и доказано теоретически, на два порядка.
- Когда между магнитами находится ферромагнитный экран (заслонка) они не оказывают воздействия друг на друга, а соответственно они находятся не в одной системе тел, и согласно закона сохранения энергии, два тела, не принадлежащих одной системе тел, могут при взаимодействии производить работу.
- Если заслонка сделана из магнитомягкого материала, то она существенно не намагничивается и не влияет на работу двигателя.
- Изменяя конструкцию и материал заслонки можно свести на нет вихревые токи образовывающиеся при работе двигателя.
- Если двигатель сделать малооборотистым, то затраты энергии на инерционность заслонки будут небольшими, что попутно снизит образование вихревых токов.
Иллюстраций моего двигателя не прилагаю, они есть на моём сайте: http://kalininaa.narod.ru. Там же есть видео сюжет с демонстрацией принципа работы.
На сайте предоставлены расчёты модели со слабыми магнитами.
Привожу данные моей модели (один из изготовленных мной вариантов):
-масса магнитов поршня 220 гр.,
-масса большого магнита 275 гр.,
-ход поршня 45 мм,
-работа отталкивания поршня = 1,396 Дж,
-работа перемещения заслонки = 0,444 Дж,
-работа трущихся деталей = 0,555 Дж.
Отсюда видно, что трение в моей модели неоправданно велико (из-за сухого трения капролонового поршня о стенки капролонового цилиндра, и плохого качества изготовления деталей). Поэтому собираюсь переделывать конструкцию, с целью замены трения скольжения на трение качения.
По предварительным расчётам, можно получить за 700 $ двигатель мощностью 2 л.с., с габаритами, не превышающими габариты двигателя внутреннего сгорания на 650 куб.см (мотоцикл "Днепр").
При увеличении мощности и габаритов себестоимость изготовления будет падать.
Двигатель может использоваться для наземного и водного транспорта, а и как универсальный источник энергии, работающий в любых средах. Время работы ограничивается только качеством изготовления деталей. Двигатель не выделяет никаких полей, излучений и отходов.
При производстве малогабаритных мобильных электростанций на 2 кВт стоимость одного кВт-а для потребителя энергии 0,007$ в час, что несравненно дешевле любого из существующих способов получения электроэнергии.
На данный момент у меня есть модель двигателя со сверхсильными магнитами на стадии изготовления. Проведены испытания взаимодействия сил узлов двигателя, с последующей обработкой результатов и вычисления полезной и вредной работ.
Накоплен большой опыт в практическом изучении взаимодействия магнитных полей, что позволяет оптимизировать габариты и конструктивную схему двигателя, с последующим увеличением КПД. Есть конкретные схемы и предложения.
После того, как я увеличил верхний магнит(продолжение работы над моделью после съёмки видео сюжета), вылезли некоторые конструктивные недостатки моей конструкции, и необходимо их устранить. Это минусы качества изготовления и отсутствия расчётов для больших нагрузок. Для того, чтобы двигатель заработал, необходимо менять конструкцию поршень-цилиндр, потому что, на данный момент, здесь неоправданно растрачивается большое количество полезной энергии. Поэтому я уже разобрал данный узел, и собираюсь изготовить образец возможного варианта. Необходимо и изменить и конструкцию заслонки.
Положительную работу я получил практически, для этого проделал немало измерений, и буду продолжать проводить их дальше. Добавляю график измерения взаимодействия магнитов разных масс. Изображение получилось неудачным при переносе его из Mathcad-a, но пропорции не изменились и суть тоже. Графики похожие на гиперболы, это изменение взаимодействия магнитов от расстояния между ними. Чем больше масса магнитов, тем выше кривая. Изогнутая линия, пересекающая ось
X - это график зависимости сил сопротивления заслонки от перемещения относительно оси цилиндра. Он получен при использовании магнитов с максимальной массой (самая верхняя кривая). Кривая с наибольшими магнитами не получена до конца, потому что сила взаимодействия превышает предел моего измерительного прибора. Сразу обращу внимание на график сил сопротивления перемещению заслонки, он получен таким при использовании некоторых
ноу-хау.
По оси Y отмечены Ньютоны, по оси X метры. Работой механизма на заданном участке является интеграл функции на данном участке. Или проще: площадь ограниченная графиком.
Я, используя интерполяцию, получил формулы, и проинтегрировал их на нужном мне участке.
Полученные результаты радуют.
График измерения взаимодействия магнитов разных масс
Отвечаю на вопросы, которые могут у Вас возникнуть
1) Каким образом будет осуществляться пуск двигателя, регулирование оборотов и остановка?
Пуск, в зависимости от мощности, может производится от проворота вала рукой, до пускового двигателя. Нужно произвести всего один оборот. Регулировка оборотов и остановка двигателя осуществляется заслонкой. Мной придумано несложное устройство, выполняющее эти функции.
2) Какое max и min расстояние между магнитами в процессе работы?
Вопрос слишком абстрактен, потому что зависит от материалов магнитов и заслонки. В моих исследованиях, для тех условий, которыми я располагаю, эти значения равны:
min = 8 мм, max = 70 мм (можно и до бесконечности, но больше нет смысла, потому что сила уже значительно мала).
3) Каких max оборотов можно достичь в работе двигателя?
По поводу данного вопроса можно сказать то же, что и насчёт предыдущего, только здесь это ещё более проявляется. Если изменить материал заслонки на более лёгкий или более экранирующий магнитное поле, то инертность заслонки понизится, и можно значительно увеличить обороты двигателя. Теоретически они могут быть
5000-6000 об/мин. Но здесь присутствует совокупность факторов, которые вносят ограничения (о них я уже писал). Конкретные значения можно получить только проведением исследований.
4) Как убираются боковые магнитные поля установленных постоянных магнитов?
Всё очень просто: ферромагнитными экранами, которые и не везде надо ставить. Потому что магнитное поле очень быстро убывает с расстоянием.
Версия для печати
Автор: Калинин Анатолий Анатольевич
P.S. Материал защищён.
Дата публикации 28.08.2004гг
Created/Updated: 25.05.2018