|
РЕВОЛЮЦИЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА –
БЕЗВИНТОВЫЕ БЕСТОПЛИВНЫЕ ДВИЖИТЕЛИ И ЭКОНОМИЧНАЯ СИСТЕМА ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СУДОВ
НА НОВЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ПРИНЦИПАХ
Дудышев В.Д., академик , д.т.н.
Этот e-mail защищен от спам-ботов. Для его просмотра в вашем браузере должна быть включена поддержка Java-script
http://www.energy21.ru/
Статья посвящена анализу и обоснованию грядущей революции водного транспорта на основе внедрения нового перспективного типа эффективного энергоснабжения судов и внедрения безвинтовых бестопливных движителей водного транспорта , основанных на полезном использовании электрогидравлического эффекта Юткина, явления кавитации и магнитогидродинамического эффекта
Эти физические принципы весьма эффективны для малозатратного получения тепловой, механической и электрической энергии, на борту любого водного судна Это позволит радикально усовершенствовать и упростить существующие силовые и теплоэнергетические установки для всех видов водного транспорта.
Технологии апробированы в лабораторных условиях и запатентованы.
Цель статьи
Целью статьи является краткий анализ причин низкой эффективности мирового водного транспорта и привлечение внимания специалистов –энергетиков и широкой аудитории к этим проблемам водного транспорта и предлагаемым путям их эффективного решения и создания нового эффективного водного транспорта с аномально эффективной энергетикой на основе новых физических принципов и изобретений автора
Статья написана доступным языком для широкой аудитории , хорошо иллюстрирована
Введение
Известно, что Мировой океан, а также моря и реки в совокупности занимают по площади более 70 процентов поверхности нашей красивой планеты, Поэтому водному транспорту заведомо и исторически отведена огромная роль в существовании и развитии цивилизации, разбросанной по разным континентах планеты – как важное средство коммуникации . Водные пространства морей, артерии рек соединяют отдельные регионы и стран. Неудивительно поэтому, что именно на долю мирового водного транспорта нынче приходится почти 50 процентов всех грузоперевозок в мире. И хотя грузовые перевозки водным транспортом относительно дешевы по сравнению с иными видами транспорта, но все же пока водный транспорт, и особенно его движители крайне энергетически несовершенны, что повышает стоимость транспортные расходы, ограничивает время доставки грузов, и тем самым существенно тормозит повышение его эффективности по сравнению с другими видами транспорта. С развитием альтернативной энергетики назревает революционная ситуация быстрого прорыва в радикальном энергетическом совершенствовании водного транспорта
Радикальный прогресс в водном транспорте в мировом масштабе возможен только при внедрении на нем принципиально нового вида эффективного бестопливного и вообще безвинтового движителя нового поколения .
Безусловно, от совершенства гидродинамических и энергетических показателей самого водного судна и от эффективности его движителей зависит эффективность этого важного вида транспорта в целом. Движение водного судна обеспечивает автономная энергетическая силовая установка, работающая в широком диапазоне режимов в зависимости от разных условий. Поэтому прогресс судна должен начаться именно с нее .
Почему, за счет чего и с какой эффективности движется водное судно ?
Всем известно, что практически у любого водного транспорта есть гребной винт , который и приводит судно в движение .Но вот что и как эффективно заставляет вращаться винт –известно не всем ! Для того чтобы совершенствовать энергетическую установку и движитель водного транспорта - нам надо с этим всем немного разобраться .Блок – схема ЭСУ показана на рис.1
Известно, что существующая энергетическая силовая установка (ЭСУ) практически всех большегрузных судов идентична по своей структуре –и состоит из двух главных узлов :»мотор –генератора» или иначе говоря из «дизель –электростанции» 10 и силового привода 11, состоящего из приводного регулируемого электродвигателя 4 соединенного валом с гребным винтом 5 судна 6 . Такая энергосистема пока крайне неэффективна и по энергетике (с кпд не более 10 процентов) и по надежности и по многим иным показателям. Обсудим причины ее неэффективности вкратце ниже
Современная ЭСУ (рис.1)состоит из последовательной энергетической цепочки силовых агрегатов разного назначения, основная функция которых состоит в обеспечении движения судна с заданными параметрами путем вращения силового гребного винта с требуемой скоростью и мощностью «первичного силового агрегата 2.– теплового двигателя –дизеля, в который подают органическое топливо из накопительной емкости 1,
На валу дизеля которого размещен электрический генератор2, питающий электроэнергией мощный электродвигатель. который и приводит во вращение гребной винт 5, который и обеспечивает движение судна .
Рис.1 Блок-схема типовой энергетической силовой установки водного судна
К сожалению, такая типовая автономная энергетическая силовая установка . ЭСУ малоэффективна, потому что расходует чрезмерно много топлива Приходится констатировать что пока суммарный коэффициент полезного действия (кпд) ЭСУ не превышает и 10 %
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ КПД ЭСУ
Посудите сами, уважаемые читатели. насколько пока низка эффективность существующих водных движителей .Как известно суммарный кпд существующих ЭСУ равен произведению кпд отдельных звеньев ЭСУ .Так вот кпд силовой тепловой машины(мощного дизеля) реально составляет 30%, усредненный кпд электрогенератора, работающего в разных режимах -80 %, усредненный кпд электродвигателя, работающего на разных оборотах на судне равен примерно 80%, кпд гребного винта реально составляет 40 %. Тогда суммарный кпд существующих на судах флота ЭСУ равен всего порядка 8 %
Суммарный кпд ЭСУ К = 0,3х 0,8 х0,8х0,4=0,077 =8 %
С учетом существенных гидродинамических потерь судна при движении его в воде – его кпд не более 50% тогда суммарный кпд судна всего около 3 %
Удивительно но такое энергетическое несовершенство водного транспорта мы наблюдаем и сейчас, уже в 21 веке Кроме того. современные винтовые гребные силовые установки весьма ненадежные потому что гребной винт критичен к динамическим ударам при столкновении с топляком, часто запутывается в сетях и прочее. По мере усугубления мирового энергетического, экологического и экономического кризиса Короче , водному транспорту нужны новые прогрессивные технологии которые в разы смогут поднять его эффективность и энерговооруженность
Вначале рассмотрим варианта прямоточных эффективных электрогидроударных движителей
ЭЛЕКТРОГИДРОУДАРНЫЕ ДВИЖИТЕЛИ НА НОСУ ВОДНОГО СУДНА
Электрогидроударом (ЭГД-ударом) можно ускорять воду в специальных проточных устройствах за счет электрических разрядов в воде и создания мощных циклических гидроударных волн и тем самым в итоге силы отдачи получать их реактивное движение в воде .Общий принцип их работы –это по сути реактивный принцип движения медузы за счет реактивной отдачи ускоренной струи воды ,а именно :всасывание воды в рабочие полости с одной скоростью – скоростью движения судна и выстреливание струй воды из ЭГД -камер(ы) ее с иной – намного большей скоростью и как следствие отдача в толкатель
ПРИНЦИПЫ РАЗМЕЩЕНИЯ РЕАКТИВНЫХ ЭГД-ДВИЖИТЕЛЕЙ НА СУДНЕ
В случае размещения ЭГД- движителя на носу судна – появляется дополнительная маневренность водного транспорта и снижение носового гидродинамическое сопротивление сопротивления (рис. ) В этом случае – наиболее предпочтительна конструкция водного судна в виде катамарана , причем этот ЭГД -движитель пульсирующего типа и размещается в носовой части катамарана непосредственно в воде
Благодаря наличию постоянных магнитов и импульсного электрического блока высоковольтных импульсов – в зоне магнитов возникает вращающаяся дуга которая и приводит к возникновению циклических ударных волн в воде и образованию высокоскоростной реактивной струи воды с выходного сопла движителя и движению катамарана вследствии реакции отдачи и возникновения силового импульса количества движения его в противоположную от струи сторону .
 
.
ПРЯМОТОЧНЫЕ РЕАКТИВНЫЕ БЕСТОПЛИВНЫЕ ЭГД - ДВИЖИТЕЛИ ДУДЫШЕВА
Наиболее привлекательно применение этого эффекта Юткина для создания прямоточных бесконтактных реактивных бестопливных ЭГД-движителей с получением прямой реактивной тяги струи жидкости вообще без турбины. Такие электрогидрореактивные движители весьма перспективны для осуществления эффективной реактивной тяги нового типа водометных реактивных двигателей водного транспорта и воздушного транспорта, а также для применения их в качестве насосов нового поколения (рис.7).
Простейший вариант этого двигателя показан на рис.7. Устройство такого реактивного водометного движителя содержит полый корпус 1 в котором размещена коническая полая камера с соплами 3, 4 и электроразрядная камера 2, содержащая центральный осевой электрод 5, введенный в нее через электроизолятор 6 и второй кольцевой электрод 7.
Снаружи электроразрядной камеры 3 размещен постоянный кольцевой магнит 11, причем центральный электрод 5 электрически присоединен к реверсивному преобразователю знакопостоянного напряжения 8, с возможностью регулирования параметров электрической дуги посредством устройства управления 10 присоединенного на вход управления напряжения блока 8, работающего от автономного источника электроэнергии 9. Отметим, что магнит 11 сориентирован полюсами относительно кольцевого электрода 7 так чтобы его силовые линии были перпендикулярны электрической дуги 12 для создания эффекта кругового вращения электрической дуги по периметру кольцевого электрода 7. Магнитное поле в плоскости перпендикулярной плоскости кольцевого электрода, необходимое для вращения электрической дуги, может быть создано и специальным соленоидом с его определенным размещением в пространстве в немагнитном герметичном корпусе (на рис. 7 не показан).
Принцип создания вращения электрической дуги был пояснен ранее на примере вихревого ЭГД-ТГ /1/. Устройство содержит также подвижные диафрагмы 13 для создания отражения и для регулирования потока жидкости через канал полого движителя, а также зарядо-сборные электроды 14, присоединенные к электрической автономной нагрузке 15. Рассмотрим вкратце работу этого необычного прямоточного электрогидрореактивного движителя.
Принцип работы прямоточного полого реактивного ЭГД-движителя под днищем судна
После подачи напряжения от блока 8 на электроды 5 и 7 в электроразрядной камере 2 возникает электрическая дуга 12 между ними. Вследствие силового электромагнитного взаимодействия электрической дуги 12 с магнитными силовыми линиями 17 ПМ 11 - дуга начинает вращаться по окружности кольцевого электрода 7 с звуковыми скоростями. Ее направление и скорость вращения регулируем по цепи регулятора 8. Одновременно по всему периметру кольца 7 возникает мощная волна давления вследствие непрерывного ЭГД- эффекта. Эта электрогидроударная волна давления в жидкости вследствие определенной конической конфигурации корпуса 1 и наличия диафрагм 13 порождает однонаправленную реактивную струю жидкости 16. Действительно, реактивная струя жидкости возникает в коническом сопле 4 после возникновения в жидкости непрерывного электрического разряда и при вращении электрической дуги 11 возникает непрерывная мощная ударная волна в направлении перпендикулярном плоскости вращения дуги 11 вследствие появления эффекта электрогидравлического удара жидкости и ее механической реакции воздействия на корпус 1 движителя. В результате судно 1 приходит в движение за счет этой реактивной струи жидкости 16 со скоростью V. При этом, вполне закономерно, согласно третьего закона Ньютона, возникают сила отдачи ударной волны от отражателей 13 и корпуса конического сопла, которая дополнительно повышает тягу реактивного движителя. Таким образом, можно сразу и непосредственно преобразовать энергию ЭГД-удара в реактивную струю жидкости, т.е. создать бестопливный электроводометный реактивный двигатель или малозатратный бесконтактный ЭГД-насос нового поколения. Подчеркнем , что этот режим создания максимальной реактивной тяги завихренной струи жидкости по всему объему конического выходного сопла наиболее эффективен именно в случае реализации эффекта вращающейся электрической дуги в постоянном магнитном поле силой Ампера. Причем, данное устройство в случае использования его для морской воды может быть одновременно обеспечить и получение и электроэнергия посредством магнитогидродинамического генератора. В этом случае устройство дополняется системой зарядосборных электродов 14 по боковым краям сопел, а часть электроэнергии используется в электрической автономной нагрузке 15 или для подзарядки автономного источника 9. В результате данное устройство может работать-после выхода на режим –в полностью автономном режиме Оно может быть использовано для полностью автономного режима работы данного насос-мотор-генераторного устройства, который представляет собою в данном конкретном случае новый тип разомкнутого энергетического и теплового насоса.
Возможны и иные различные иные комбинированные конструкции такого прямоточного ЭГД-движителя в сочетании с кавитаторами для одновременного получения и тепловой энергии..Такой кавитатор показан условно сетчатым на поз.4 рис.7.
Таким образом, предлагаемые варианты оригинального бестопливного прямоточного реактивного ЭГД-движителя, вследствие малого потребления электроэнергии на создание гидравлического давления обеспечат экономичное поступательное реактивного движение водного транспорта, например, морского судна, вообще без топлива на борту транспорта.
КОРМОВЫЕ ЭЛЕКТРОГИДРОУДАРНЫЕ ДВИЖИТЕЛИ ДЛЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА
Как уже показано автором в более ранних статьях , электрогидроударный эффект Юткина обладает аномальной энергетикой в связи с извлечением внутренней энергии из воды.
Вполне логично использовать гидроударную волну от этого циклического удара в воде за кормой судна – с дополнительным отражением ее от параболического отражателя -для эффективного безвинтового движения водного транспорта. И такой простейший электрогидроударный движитель показан упрощенно в виде действующего макета на рис.2 
Видео работы такого самого первого простейшего макета водного судна с элементарным ЭГД- движителем вообще без отражателя гидроударной волны дано на моем сайте http://www.energy21.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=371&Itemid=179
ПРЯМОТОЧНЫЕ ПОЛЫЕ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ДВИЖИТЕЛИ
ДЛЯ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Как известно, вода в Мировом Океане и практически во всех морях планеты соленая- то есть Природа нам сама и бесплатно приготовила готовый природный водный раствор электролита поистине в огромных масштабах. Вполне логично поэтому использовать этот водный электролит. не просто в качестве арены для перемещения морально устаревшего малоэффективного водного морского транспорта а и именно еще и в рабочего тела для его ускорения путем ускорения в полых магнитогидродинамических водометных движителях, размещенных почти по всей длине водного судна, этого водного природного электролита .В принципе, эффект движения электролита посредством электромагнитной силы, действующей на него в скрещенных полях магнитном и электрическом поле-давно
известен в науке (Рис.) Думаю, что и в некоторых природных явлениях этот магнитогидродинамический эффект движения -вращения воды тоже работает
Например, по моему все глобальные океанические течения тоже возникают и существуют как естественное проявление данного эффекта движения морской воды в Мировом Океане как результат воздействия на эту огромную массу морской соленой воды силы Лоренца, возникающую вследствие протекания кругового электрического тока в толщах природного электролита этого Океана и воздействия на него в геомагнитном и геоэлектрическом полях Как показана на рис. сила Лоренца электромагнитного силового воздействия на электролит по направлению своего воздействия находится в квадратуре с напряженностями постоянного тока и вектора магнитного поля
Магнитогидродинамические насосы также давно известны т применяются в технике для перекачки электропроводящих жидкостей и даже расплавленных металлов. Они представляют собою полый параллелепипед, на параллельных гранях внутри него размещены прямоугольные электроды (на рис. они не показаны )а на двух иных его гранях размещены постоянные сильные магниты – противоположными магнитными полюсами навстречу друг другу( на притягивание друг к другу )Суть данного МГД- эффекта состоит в том что при пропускании электрического тока через электролит, которым заполнен полый канал –возникает однонаправленная струя э
Причем направление движения электролита можно изменить и на противоположное при смене либо направления электрического тока изменением полярности напряжения на пластинах или разворотом магнитов.
Считаю, что вполне логично данное устройство МГД гидроускорителя природного электролита- по сути МГД насоса соленой морской воды -применить и в качестве полого безвинтового движителя морских судов .
И вот такое их необычное применение в качестве водометных МГД движителей для морского транспорта – предложено мною впервые, и по моему вполне заслуживает внимание специалистов . На рис. 6 а показана упрощенно конструкция такого полого МГД- движителя – по сути метателя – ускорителя
Резюме по разделу
- показана совершенно низкая (порядка всего несколько процентов ) эффективность существующих энергосиловых установок водных судов
- Предложены эффективные безвинтовые бестопливные движители водного транспорта на основе электрогидроударного ЭГД эффекта – эффекта Юткина и на основе магнитогидродинамического эффекта –МГД- движители
Предлагаемые полые электрогидроударные ЭГД- движители и полые магнитогидродинамические (МГД-)движители Дудышева обеспечат экономичное и эффективное перемещение водного транспорта в Мировом океане и в соленых морях Причем в качестве источника электроэнергии безусловно надо тоже использовать низковольтный электрохимический аккумулятор работающий на соленой морской воде. Причем можно использовать для этого в качестве электродов и металлические неизолированные от морской воды,пластины требуемой толщины и площади , размещенные вдоль по всей длине судна, и укрепленные на сам корпус судна, погруженный в морскую воду.- из расчета требуемой электроэнергии такого электрохимического аккумулятора для движителя и автономных нужд корабля
Таким образом , получаем схему и конструкцию полностью автономного энергетического узла водного судна на любую полезную мощность, содержащего электрохимический восполняемый аккумулятор на проточной морской воде,и с использованием в качестве реактивного движителя -полый бестопливный МГД движитель, работающий на бесплатной электроэнергии, вырабатываемой этим мощный электрохимическим аккумулятором. Таким образом, в настоящем разделе данной статьи мною предложен новый водный морской прямоточный движитель на основе известного МГД-насоса движение морского судна. В этом случае однонаправленного ускорения морского электролита в этом полом МГД- ускорителе в одну сторону , реактивное тяга и движение судна будет направлено в противоположную сторону. Причем , в таком варианте полезно используем в нем и для него эту морскую воду -дважды -
1. для получения электроэнергии из Мирового океана электрохимическим способом
2. в качестве рабочего тела -для движения этого водного морского транспорта =посредством ускорения морской воды в одну сторону и реактивного движения посредством полых МГД- движителей - в противоположную сторону
Сами подумайте -и согласитесь что такому безвинтовому и бестопливному водометному движителю и водным судам катамаранного типа с такими МГД- полыми движителями принадлежит будущее. Ниже приведено несколько рисунков по существующим реальным водным катамаранам и по компановке на них полых МГД- движителей
Альтернативная энергетика на водном транспорте-
эффективная аномальная энергетика нового поколения
Рассмотрим вкратце варианты эффективного электроснабжения и теплоснабжения водного транспорта с использованием электрогидроударных технологий /1/
Более подробно об этой прогрессивной технологии в моей статье по адресу
http://www.energy21.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=43&Itemid=92
ДЕШЕВАЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИЯ НА БОРТУ ИЛИ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КАЧЕСТВЕ ЭКОНОМИЧНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ «ВЕЧНОЙ «ЭЛЕКТРОГИДРОУДАРНОЙ ТУРБИНЫ
Предложена суперэкономичная энергетическая установка –электрические «мотор- генератор» нового типа на основе оригинальной центробежной водяной гидротурбины и с использованием электрогидроударного эффекта –эффекта Юткина. Она предназначена для выработки дешевой механической и электрической энергии порознь или одновременно путем ее извлечения и преобразования из внутренней химической энергии воды или иной жидкости.
Ее конкретные конструктивные исполнения могут быть разными, но она должна быть выполнена в замкнутом объеме и должна содержать электрогидродинамический нагнетатель давления в ней путем электрических разрядов в воде, присоединенный тангенциально к внутренней полости этой турбины. Это может быть например, обычный модернизированный центробежный водяной насос дополненный электрогидроразрядной камерой с тангенциальным вводом в рабочую полость насоса и вторым заглушенным осевым входом. Этот простой оригинальный автономный обратимый центробежный насос, содержащий улиточный статор, лопаточный ротор и гонный электродвигатель, дополненный электрогидроразрядной камерой, позволяет осуществить прямое преобразование химической энергии воды и водных растворов в иные виды полезной энергии и вырабатывать раздельно или одновременно механическую, электрическую и тепловую энергию из воды посредством эффекта электрогидроудара в воде, залитой в рабочую камеру устройства.
Этот положительный эффект достигается благодаря введению в классическую конструкцию центробежного насоса дополнительной электрогидроразрядной камеры, соединенной гидравлически с одним из его рабочих отверстий, например с тангенциальным выходным отверстием в спиральной улитке корпуса насоса при полностью заглушенном входном осевом отверстии корпуса насоса, через ввернутую в нее электроразрядную свечу зажигания электрического разряда –электрически при соединенной к дополнительному импульсно частотному преобразователю напряжения, присоединенного электрически к аккумуляторной батарее и к статорным обмоткам гонного электродвигателя. Причем гонный электродвигатель, входящий в состав центробежного насоса превращается в данной автономной энергоустановке в автономный электрогенератор и вырабатывает электроэнергию при самопроизвольном вращении данной электрогидротурбины. На рис. 1 и 2 упрощенно показано предлагаемое устройство электрического мотор генератора нового типа , выполненное конструктивно в виде модернизированного центробежного \лектронасоса
Рис. 3
Предлагаемое устройство на базе стандартного, но доработанного центробежного насоса позволяет извлекать и полезно использовать химическую энергию из воды посредством электрических разрядов в воде с последующим образованием в ней электроударного эффекта (эффект Юткина).
Устройство, реализующее этот способ, обратимая электрогидравлическая турбина (ЭГТ), состоит по существу из трех узлов:
1. Стандартной гидротурбины, например, центробежного насоса с тангенциальным патрубком его корпуса , врезанного в рабочую полость гидротурбины.
2. Полой электрогидроразрядной камеры, вынесенной за пределы гидротурбины(корпуса центробежного насоса), заглушенной с внешней стороны и соединенной с ней гидравлически со второй рабочей стороны через этот тангенциальный полый патрубок в корпусе насоса, с внутренней полостью корпуса насоса, причем вся эта рабочая камера, содержащая два упомянутых элемента, заполнена водой или водным раствором.
3. Электрической части, содержащей аккумуляторную батарею, гонный электродвигатель, используемый в обратимом режиме в качестве электрического генератора и высоковольтный импульсно- частотный преобразователь напряжения, присоединенный по выходу к центральному электроду электрической свечи зажигании, ввернутой в эту электрогидроразрядную камеру, а по входу электрически присоединенный к аккумуляторной батарее и статорным обмоткам упомянутого гонного электродвигателя.
Описание конструкции ЭГД- турбины
Стандартный центробежный насос 1, состоящий из спиралевидного улиточного полого корпуса (статора) 2, вставленного внутрь него лопаточного ротора 3 с осевым подводом жидкости в него через осевой впускной патрубок 4, дополненный электроразрядной полой камерой 5 с рабочим цилиндром 6, заглушенным с внешней стороны, и выходным соплом 7, гидравлически плотно соединенным с впускным патрубком 4 насоса 1, причем на заглушенном торце цилиндра 6 электроразрядной камеры 5 размещена(ввернута) электрическая свеча зажигания 8, содержащая электроизолятор 9 и высоковольтные электроды 10(для простоты показан только один электрод) электрически присоединенные через управляемый повышающий импульсно-частотный преобразователь напряжения 11, к аккумуляторной батарее 12 и через реле(не показано) к обмоткам гонного электродвигателя 13, размещенного на общем валу 14 с ротором 3 насоса 1, причем тангенциальный вывод 15 улиточного корпуса 2 насоса 1 герметично и прочно закрыт заглушкой 16, а все рабочего пространство полой замкнутой камеры, включая полый корпус 2, ротор 3 и полую электроразрядную камеру 5, заполнено жидкостью, например, водой.
В другом варианте выполнения устройства на базе модернизированного центробежного насоса 1 –электроразрядная камера 5 может быть гидравлически присоединена к тангенциальному патрубку 15, а заглушки 16, в этом варианте устройства размещена на входном патрубке 4, для образования полностью замкнутой рабочей камеры с водой.
Устройство работает следующим образом.. Вначале присоединяют аккумуляторную батарею 12 к импульсно -частотному преобразователю напряжения 11 подают импульсы высокого напряжения ос его высоковольтного выхода, через электрическую свечу зажигания 8 с электродом 10, погруженным в воду, электроразрядную камеру 5, заполненную водой. В результате при электрических разрядах в воде достаточной величины электрического тока и мощности искры в камере 6, возникает электрогидравлический удар жидкости (воды, и образуемая от него мощная волна давления воды передается через фокусирующее сопло 7 и входное отверстие 4 на лопатки ротора 3 в полости насоса 1, приводя ротор 3 во вращение. Регулированием величины тока электроразряда, частоты и длительности электрических разрядов в камере 6 от блока преобразователя напряжения 11 силу и мощность электрогидроударов в воде и как следствие - регулируют мощность, момент вращения ротора на валу 14 и скорость вращения ротора 3. При этом электрическая машина 13, вращаясь вместе с ротором 3 и от энергии ротора начинает работать в обратимом генераторном режиме (узел самовозбуждения и регулирования параметров генератора не показан) и начинает вырабатывать электроэнергию, преобразуя часть кинетической энергии вращения ротора 3 в электрическую энергию электрогенератором 13. Статорная обмотка электрогенератора 13 электрически присоединена через реле (не показано)к преобразователю напряжения 11 и к автономному источнику 12 (не показано для подзарядки этой аккумуляторной батареи. Поскольку вода при этом процессе электрических разрядов и электрогидроударах интенсивно нагревается в замкнутой рабочей полости, то ее тепло можно полезно использовать путем выведения его посредством дополнительных внешних теплообменников (не показаны) с поверхности корпусов 2 насоса и электроразрядной камеры 5.
Таким образом, предлагаемый автономный обратимый центробежный насос позволяет обеспечить эффективное прямое преобразование химической энергии воды посредством электрогидравлического эффекта от электрических разрядов в воде -в иные виды полезной энергии.
КОНСТРУКТИВНОЕ СОВМЕЩЕНИЕ ГИДРОЭНЕРГОУЗЛА И ВИНТА
В случае конструктивного совмещения ЭГД- камеры и гидротурбины появляется возможность совместить силовой привод +гребной винт + электрогенератор в обном блоке .Для предельного упрощения конструкции такой автономной гидротурбины и электрогидроударной гидроэлектростанции и устранения в принципе всяких клапанов в ней нужно конструктивное совмещение ЭГД-ударной камеры и реактивной гидротурбины (см рис.3).
Этот совмещенный гидротурбинный энергоузел состоит из корпуса , гидротурбины и эл. разрядника, содержащего свечу электрическую, укрепленную непосредственно на лопастях гидротурбины и блок высоковольтного напряжения, вынесенный вне этой камеры и электрически соединенный с этой свечой через скользящий токосъем. А также совмещенный в ней электрогенератор на постоянных магнитах и с обмоткой.
 Рис.5
Для устранения пиковых скачков давления в корпусе такой гидроударной реактивной турбины надо добавить в ее корпус и воздушный демпфер-успокоитель. В самом простом варианте – это просто верхняя полусферическая крышка-колпак со сжатым воздухом.( на рис. она не показана). Этот сжатый исходно воздух будет служить демпфером и будет сглаживать скачки давления в воде на лопатки гидротурбины при электрических разрядах в воде.
Внутри корпуса реактивной гидротурбины на рис показана уникальная конструкция, в которой есть одновременно и совмещение его с электрогенератором – поскольку к турбине прикреплены и постоянные магниты а генераторная обмотка размещена на статоре – корпусе гидротурбины.
Но это совмещение гидротурбины с электрогенератором необязательно, потому что вполне можно эл. генератор вынести за пределы этой ЭГД камерной гидротурбины и соединить его валом с серийным электрогенератором - такая конструкция гидроударного энергоузла намного проще.
Устройство работает следующим образом.
Высокое напряжение к электрической свече подводится через токосъемные щетки и кольца укрепленные на валу турбины. В моменты эл. разрядов в воде возникает ударная волна в воде, которая отражается от параболических отражателей и приводит во вращение гидротурбину. Возникает крутящий момент вращения приложенный через лопатки турбины к ее валу; скорость вращения турбины и ее крутящий момент регулируют частотой эл. разрядов и силой эл. тока в них. В результате такой гидроударный турбо-электро генератор вырабатывает дешевую электроэнергию из внутренней энергии воды. Причем сначала блок ВН запитывается от бортового источника электроэнергии например от аккумуляторной батареи АБ а потом электроэнергия на него подается на этот блок от эл. генератора. Эл.потенциалы от блока ВН напряжения подводятся скользящими контактами - один к валу-оси вращения ЭГД камер – а второй потенциал к внутреннему диску внутри цилиндрической ЭГД камеры.
Дуговые ПМ – магниты, закрепленные на платформе (не показана) служат одновременно ротором магнито- эл. генератора и заодно предназначены для вращения эл. дуги в примененной тут магнитной свечи, с вращением эл. дуги. Желтый шарик на этом рисунке - это светящаяся вращающаяся электрическая дуга.
Автономная экономичная система теплоснабжения на принципе электрогидроударной кавитации воды для водного транспорта
Для автономного бестопливного теплоснабжения на водных судах вполне подойдут экономичные электрогидроударные водные радиаторные нагреватели . основанные на эффекте Юткина /1,8/
В принципе, можно эффективно нагреть воду и циклическими электрогидроударами (ЭГД- нагреватель)в ней , но для этого надо иметь высоковольтный источник электроэнергии и специальную электрогидроударную камеру .Конструкция такого оригинального ЭГД-теплонагревателя предложена мною ранее и упрощенно показана ниже на рис. /1/
Рис.2-1 Электрогидроударный нагреватель воды Дудышева
Как показано ниже в статье/1/, такие уникальные ЭГД теплогенераторы для получения тепловой энергии вполне могут быть совмещены с автономными энергоузлами, работающими от кинетической энергии воды в реке и ветра.
Варианты конструкций кавитационных ЭГД- теплонагревателей раскрыты в патентах РФ /4,5/.В качестве высоковольтного электрогенератора миниГЭС целесообразно применить в том случае электрофорную машину с выработкой электроэнергии с напряжением 60-100 киловольт, достаточного для осуществления мощной кавитации воды посредством циклических электрических разрядов и мощных электрогидроударов в ней.
На данном фото показана простейшая конструкция такого экономичного радиаторного нагревателя воды , содержащая радиатор с водой , импульсный высоковольтный блок напряжения, электроразрядную камеру с кавитаторами и запорным подвижным клапаном, соединенную пропускными трубками с радиатором /8/
Фото простейших электрогидроударных кавитационных теплонагревателей
ВЫВОДЫ ПО СТАТЬЕ :
1.Показано , что суммарный коэффициент полезного действия энергетической установки и силовых движителей любых водных судов морского флота пока не превышает 10 %
2. Обоснована возможность и перспектива создания безвинтовых судовых движителей на основе современных достижений электрогидроударных и магнитогидродинамических технологий
3.Предложены и обоснованы различные бестопливные электрогидроударные движители разных конструкций для водного транспорта, том числе электрогидроударные турбины а также безвинтовые ЭГД- движители
4.Для морского флота предложены также простые безвинтовые реактивные полые магнитогидродинамические движители , разные по конструкциям и по компановке на водных судах ,причем в качестве рабочего тела в которых использована непосредственно морская соленая вода –природный электролит
5. Показана перспектива применения на флоте предлагаемых безвинтовых бестопливных движителей любых судов на основе ЭГД- и МГД-энергетики с энергетической эффективностью в несколько раз выше чем у существующих силовых приводов
6. Показано , что энергозатраты таких безвинтовых движителей нового поколения на движение водного транспорта станут на порядок ниже существующих винтовых движителей при прежней тяге и при одновременном увеличении их маневренности, экологичности и повышении надежности таких движителей
7. Вполне логично производить дешевую электроэнергию и тепловую энергию на борту водного транспорта простыми кавитационными теплонагревателями на основе ЭГД- и МГД-энергетики/ 1,8/.
Литература :
- Дудышев В. Д. Новый метод преобразования энергии электрогидравлического удара -эффект Юткина в тепло и иные виды энергии -«Новая Энергетика».1/2005
- Дудышев В. Д. Революционные открытия, изобретения и технологии для решения глобальной эколого-энергетической проблемы цивилизации -«Новая Энергетика»,1/2005 г.
- Дудышев В. Д. Способ преобразования энергии электрогидравлического удара в механическую энергию — пат РФ № 2157893
- V.D.Dudyshev New Fuelles Spage Pover Engineering -New Energy Technologies -decemder 2002
- Дудышев В. Д. Способ электромеханического преобразования энергии -пат РФ № 2182398
- Дудышев В. Д. Методы преобразования магнитной энергии постоянных магнитов и принципы работы преобразователей энергии магнитного поля -«Новая Энергетика»4/2004 г,
- Дудышев В.Д. Автономный обратимый центробежный насос –патент РФ на полезную модель № 62683 от 26.09.06 г.
- Дудышев В.Д. Электрогидроударный теплогенератор - патент РФ на полезную модель № 72308 от 13.11.07 г.
|
