ФИЗИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ И КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ГРАДИРЕН ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ВНУТРЕННИЙ ПОТЕНЦИАЛ ВИХРЕЙ БЕНАРА

АННОТАЦИЯ

В статье представляются данные Государственного учета в Российской промышленности использования водооборотной воды и, в  том числе воды, которая проходит процессы охлаждения. А также, выполняется анализ различных научных и технических методов достижения эффекта понижения температуры воды. Утверждается, что в понижении температуры воды существующие системы охлаждения воды работают на принципе поверхностного теплообмена, выраженного в прохождении процессов испарения. Модернизация современных охлаждающих систем, в основном, выполняется за счет увеличения реакционной поверхности или более интенсивного распыления частиц воды. Делается предположение, что такими методами невозможно кардинально повысить эффективность охлаждения промышленной воды. Предлагается, наравне с этими методами, рассмотреть охлаждение элементарных частиц воды на квантовом уровне, приведя ее поток в спиральное, осевое вихревое движение. Рассматриваются физические процессы, которые происходят в спиральном винтовом вихре потока воды. Предлагается эскизная конструкция градирни, которая реализует условия винтового и вихревого движения потока воды, которое позволяет повысить эффективность ее охлаждения. Приводится доказательство, что физическая суть процесса охлаждения потока воды заключается в приведение его структуры к структуре вихря «Бенара».

ABSTRACT

The article presents the data of the State accounting in the Russian industry for the use of circulating water, including water that undergoes cooling processes. It also analyzes various scientific and technical methods for achieving the effect of lowering water temperature. It is stated that in lowering the water temperature, existing water cooling systems operate on the principle of surface heat transfer, expressed in the passage of evaporation processes. Modernization of modern cooling systems is mainly carried out by increasing the reaction surface or by more intensive spraying of water particles. It is assumed that such methods cannot dramatically improve the cooling efficiency of industrial water. It is proposed, along with these methods, to consider the cooling of elementary particles of water at the quantum level, bringing its flow into a spiral, axial vortex motion. The physical processes that occur in a spiral vortex of a water flow are considered. A draft design of a cooling tower is proposed, which implements the conditions of screw and vortex motion of the water flow, which allows to increase its cooling efficiency. The proof is given that the physical essence of the cooling process of the water stream is to bring its structure to the structure of Benard’s vortex.

Ключевые слова: государственный учет водооборотной воды, модернизация, градирни, квантовый уровень, спиральный винтовой вихрь, эффективность охлаждение, эскиз градирни, вихри Бенара.

Keywords: State accounting of circulating water, modernization, cooling towers, quantum level, spiral vortex, cooling efficiency, cooling tower sketch, Benard’s vortices.

Введение. С целью обеспечения всех потребностей промышленности в воде, ежегодно забирается из водоемов около 1 000 км³ воды. В том числе, примерно 500 км³ воды затрачивается на технические системы охлаждения.

По данным Государственного учета в Российской промышленности используется порядка 200 км³ воды. Из них 20 % , а именно 40 км³ , забирается свежей воды, что составляет 50% всей забираемой воды из источников. А 80%, или 160 км³ , обеспечивается оборотной водой после охлаждения. Охлаждение воды производится : в водохранилищах – 54%, башенных градирнях – 14%, сухих градирнях – 0,8% и брызгальных бассейнах - 0,2%. Коэффициент водооборота, в среднем, составляет – 60%. В связи с недостаточной эффективностью работы охлаждающих промышленных систем, человечество планеты Земля и, в том числе, жители России ежегодно теряют громадное количество свежей пресной воды, которая систематически удаляется из водооборота, или в виде летучих элементов, либо в состоянии загрязнения. Одновременно, с ростом населения планеты растет потребление продуктов жизнедеятельности промышленного производства и, следовательно, с ростом количества промышленных предприятий, растет потребность в оборотном водопотреблении. Поэтому, в настоящее время, приходит понимание того, что необходимо разрабатывать и внедрять совершенно новую концепцию охлаждения воды, применение которой сможет исключить негативные последствия современных методов охлаждения.

Методы. Эта концепция может быть построена на основе понимания и применения внутренних возможностей воды, используя ее огромную внутреннюю силу.

Все существующие системы охлаждения работают на принципе поверхностного теплообмена, выраженного в прохождении процессов испарения, или точнее, разрыва связей молекул воды, которые преодолевают силу притяжения и переходят в атмосферу как молекулы пара. Модернизация современных охлаждающих систем, в части повышения их эффективности понижения температуры воды, во всех случаях, происходит за счет увеличения реакционной поверхности квантовых превращений и повышения интенсивности обмена воздуха. Этот эффект достигается путем создания более эффективного распыления воды, а также создания разного рода оросителей и интенсификации работы вентиляционных систем. Воздух имеет молекулы кислорода с малым энергетическим зарядом и так как молекула кислорода, находящаяся в свободном состоянии, обладает меньшим энергетическим зарядом связей своих атомов, по сравнению с молекулой воды, она становится холодным донором для молекулы воды, восстанавливая структуру порванных водородных связей. Одновременно атомы кислорода воды, да и сами молекулы воды, энергия связей которых больше их средней кинетической энергии, растягивают связи, ломают их и покидают воду. При этом средняя кинетическая энергия оставшихся молекул воды уменьшается и, кроме этого, на освободившиеся связи «садятся» доноры с еще меньшей кинетической энергией и, в результате этих квантовых процессов, температура воды уменьшается. Итак, поняв процесс охлаждения воды в современных охладительных системах, можно сделать очевидный вывод: методом увеличения поверхности квантовых превращений и повышения интенсивности подачи воздуха невозможно кардинально повысить эффективность, скорость и экономические показатели процесса поверхностного охлаждения воды. Это очевидно, так как процесс идет только на поверхности воды и происходит разрыв и образование только межмолекулярных связей, то есть в процессе участвуют, в основном, одни молекулы, а высокоэнергетические внутримолекулярные и внутриатомные связи в кластерах, клатратах и других ассоциатах, оставаясь в теле воды, не принимают участия в квантовых преобразованиях. Учеными доказано, что внутримолекулярные связи на порядок величины сильнее, чем межмолекулярные, а внутриатомные – еще сильнее, не говоря уж внутриядерных, которые самые сильные. Поэтому, для повышения эффективности охлаждения воды,  необходимо задействовать энергию всех молекул и атомов, составляющих воду, перенеся процесс квантовых преобразований в тело воды, интенсифицировав возбуждение разрыва молекулярных, атомных и, возможно, фотонных связей механическим спиральным вращением.  Квантовые преобразования элементарных частиц воды, происходящие в процессе ее охлаждения, в состоянии спирального вихревого движения, в мировой науке изучены недостаточно, чтобы, априори, разрабатывать стабильно действующие модели оборудования. В настоящее время разработка конструкций вихревых устройств осуществляется эмпирическим или экспериментальным путем из-за отсутствия систематизированных теоретических исследований.

Целью настоящей статьи является обобщение того опыта, который приобрела наука в процессе исследований и теоретического математического анализа процессов, происходящих в квантовой структуре воды, которая приведена в вихревое вращательное движение в условиях ограничения трубопроводными системами. И на базе полученных представлений показать перспективу разработки вихревых конструкций охлажденя воды.

Все вихревые установки можно разделить на две конструкции.

1. Когда движение воды по спирали задает насос. В этом случае невозможно получить большие коэффициенты преобразования квантовых превращений. На взгляд ученых предел таких установок 600 – 800 % со всеми технологическими и конструктивными ухищрениями. Два самых простых способа закрутки жидкости внутри трубы являются: - так называемые, спираль и бабочка. В первом случае, по всей длине трубы вставляется спираль из металлической проволоки с расчетным шагом, а во- втором, на внутренней поверхности трубы, по растянутому геликоиду, устанавливаются направляющие металлические элементы, имеющие винтовую насечку, которая закручивает поток жидкости. При установке внутри трубопроводов вставок (обеспечивающих закрутку внутреннего винта примерно 1:6), возможно достигнуть угловую скорость осевого вращения потока воды до 300 оборотов в минуту, в зависимости от диаметра трубы. Это, безусловно, не мало, и находится на уровне эффективности охлаждающей способности традиционных градирен, однако совершенно не сопоставимо с возможностями принудительного механического создания вращательного движения, при котором реализуются все внутренние возможности квантовых превращений элементарных частиц воды.

2. Вторая констукция - это, как раз, принудительное вращательное движение, когда движение воды по спирали задает ротор специальной формы с приводом (завихритель ). В этом случае, в режиме разрушения и образования новых связей молекул воды и составляющих молекулу атомов, а также, возможно, связей фотонов, можно получить коэффициенты преобразований до 10 000% и выше, однако, необходимая для возбуждения процессов, скорость наводится двигателем (в данном случае в пределах 12 000 - 15 000 оборотов в минуту). Такой результат лимитируется созданием в процессе квантовых преобразований реактивной составляющей движения, которая самопроизвольно возникает для сохранения энергетического заряда молекулы. В этом и заключается внутренняя сила воды, а именно, в выработке энергии молекулярных и атомных связей, необходимой для нахождения ее в равновесном состоянии. Такое состояние привнесения энергии может возникнуть, буквально, через несколько минут работы, что позволяет отключить привод, так как установка перестает потреблять энергию.

Одним из первых ученых в мировой науке, который открыл и изучил возможности воды, подверженной спиральному винтовому вихревому движению, был Ж. Ранк. В 1933 году Ж. Ранк сделал доклад на заседании физического общества, в котором пытался развить центробежную теорию вихревого эффекта. В докладе отмечено, что достигнутый в эксперименте эффект охлаждения примерно в восемь раз превышал предсказуемый теорией. Это доказывает, что научные теоретические разработки современных ученых не могут постигнуть всю глубину возможностей природы и, в том числе, внутренние силы воды. Патент США №1952281.

До настоящего времени, несмотря на всестороннее изучение вихревого эффекта, многое остается неясным и до сих пор не создана адекватная общепринятая физико-математическая модель. Поэтому только экспериментальные исследования являются основным методом разработки, производства и внедрения оборудования, которое используют в работе для закручивания потоков воды. Процессы, происходящие в спиральном винтовом вихре, ограниченном трубопроводной системой, следует относить к физическим явлениям, которые порождены внутренним взаимодействием составляющих молекулы элементарных частиц и их связей. Изучение этих явлений следует осуществлять по законам квантовой физики, а расчеты производить в статических единицах квантовой механики.

В закрученном потоке воды образуются два вихря: периферийный свободный вихрь и центральный (осевой) вынужденный вихрь. При чем, все энергетические процессы складываются из движения и превращения элементарных частиц молекул воды. Поэтому рассмотрение законов вихревого движения и его воздействие на изменение температуры жидкости, принимающей участие в физических преобразованиях, следует производить в вероятностных единицах квантовой механики.

Винтовое движение жидкости – это движение, при котором линии вихрей во всех своих точках совпадают с линией токов. Каждая частица жидкости не только движется поступательно по своей траектории, но и вращается вокруг своей оси касательной к этой траектории в точке приложения самой частицы. При этом, за счет сдвига последовательных слоев жидкости относительно друг друга, порождается движение всей ее массы. То есть возникает вращение потока вокруг своей продольной оси и одновременное осевое движение.

Причина всякого движения жидкости лежит в неравенстве давления на ее граничных поверхностях. Это неравенство давления является для воды движущей силой, направленной в сторону уменьшения давления. В спиральном водяном вихре проявляется дуализм вращательных движений левостороннего и правостороннего направлений, а именно: центростремительное и центробежное движение. При центростремительном вращении воды в трубе потоки воды стремятся к точке на оси потока, при этом, скорость растет пропорционально ½ πr и происходит само ускорение потока. Давление в этой точке падает пропорционально V²/2g . То есть возникает дополнительный, возрастающий к центру, градиент давления за счет разряжения (или проще «вакуума») в центральной части трубы в направлении оси движения. Глубина вакуума будет определяться линейной скоростью движения воды по спирали и длиной спирали, а также внутренним диаметром трубы.

При движении по спирали, вода взаимодействует с воздухом, который первоначально находится в центральной части трубы. Формирование вакуума также происходит за счет трения и движения зарядовой массы в направлении оси распространения. Этот процесс сохраняется до тех пор, пока происходит движение воды. А градиент давления можно сравнить с дополнительной силой направленной внутрь потока, в точку. Следовательно, происходит увеличение энергии потока под воздействием окружающей среды, скорость увеличивается, кинетическая энергия возрастает и накапливается потенциальная энергия элементарных частиц молекул воды и их связей. Как мы отмечали, вода проходит по двум различным дорожкам. Периферийные водные массы - по центробежному пути (вода центробежной силой прижимается к стенкам), а центральный поток имеет центростремительный путь и представляет собой единый центральный спиральный поток. Разница между величинами центростремительной и центробежными силами в теле вихря определяет его стремление восполнить потери энергии, потерянные им испусканием силы по направлению винтового движения вихря. А это стремление реализуется в сохранение линейной скорости потока за счет превышения величины центростремительной силы над силой центробежной и, в то же время, позволяет вихрю получать энергию из засасываемой массы среды. 

Исследования показывают, что имеется возможность повысить скорости и кинетическую энергию вихревого потока воды путем изгиба рабочего трубопровода. При движении потока воды по изогнутому каналу, поток, в целом, движется по описанным ранее законам. Однако на наружной стенке изгиба вся первоначальная кинетическая энергия продольного движения потока переходит в энергию потенциального давления потока. У наружной стенки возникает область повышенного давления. Набегая, по инерции, на наружную стенку изгиба трубы, поток жидкости отходит от ее внутренней стенки, вдоль, которой давление падает, образуя область пониженного давления. Это создает на изгибе разность давления, которая вызывает внутри потока новое добавочное движение в осевых сечениях трубы. Движение воды на изгибе трубопровода является винтовым движением.

Во всех случаях вихревого вращения воды в трубе возникающий процесс движения является не рабочим, то есть первоначальная энергия движения воды сохраняется. Это происходит за счет сохранения энергетического потенциала молекул воды при обмене энергиями химических связей между водой и внешним фактором. В ограниченном вихревом движении обмен происходит внутри тела водного потока. В процессе вихревого движения воды за счет разрыва химических связей и образования новых происходит переход молекул воды из одного энергетического состояния в другое или, точнее, деформация их энергетического состояния. И вот в этот момент происходит формирование циркуляции дополнительной энергии от внешней среды (тела водного потока), которая направлена на исправление деформации. Что позволяет перевести вихревое движение воды в самопроизвольный процесс (не рабочее движение), без затраты внешней механической энергии вращения. Необходимо отметить: дополнительная энергия связи – это дополнительная энергия среды, возникающая под влиянием динамического взаимного объединения потенциалов всех существующих в природе материи энергетических полей, даже таких, о которых мы и не подозреваем. Эта дополнительная энергия связи возникает только при наличии процесса циркуляции и, причин вызывающих его, и пропадает сразу после их исчезновения. Энергия связи аналогична энергии связи в химии и ядерной физике и напоминает квантование энергии.

С целью более глубокого понимания процессов квантования элементарных частиц для создания энергетических потенциалов, воздействующих на приведение потока воды в «не рабочее движение», необходимо представить себе принципы рождения сил вращения воды (центробежной и центростремительной). Согласно положениям квантовой механики ускоряемое тело излучает фотоны, то есть кусочки энергии (массы), в результате чего его потенциальная энергия увеличивается (потенция тела заключается в том, что поглощая фотоны тело сразу превращает их в свою кинетическую энергию). Фотоны это энергетические частицы, которые находятся в окружающем пространстве и в любом материальном теле (в том числе, в электроне).

Мы живем в мире фотонов. Они способствуют, своими перемещениями в элементах материальных тел и пространстве, перераспределению энергии для поддержания равновесного энергетического состояния вселенной. Все тела обладают способностью излучать и поглощать фотоны, обмениваясь ими между собой для обеспечения движения жизненных энергий. При поглощении телом (электроном) фотона, его внутренняя энергия будет конденсирована в массу электрона, а кинетическая энергия трансформируется в кинетическую энергию электрона. Все движущие силы, действующие на уровне вещества, инициированы преобразованиями, которые происходят в микромире элементарных частиц по законам квантовой механики и физики. В процессе своего движения электрон постоянно поглощает и излучает фотоны. При этом возникают инерционные силы сохранения равновесия импульса. При поглощении фотона, то есть в условиях движения, когда электрон теряет энергию на ускорение скорости, возникает инерционная сила, направленная в сторону поглощения, в окружающее пространство. Из этого следует, что центробежную силу представляют из себя инерционные фотоны, которые генерируются телом при его ускорении. Соответственно, при излучении фотона или, по сути, излишка внутренней энергии электрона,  возникает инерционная сила импульса излучения фотона. Такая ситуация, например, может произойти при критическом натяжении связи электрона с ядром атома при ускорении  движения электрона. Центростремительную силу можно представить в виде натяжения нити соединяющей ядро атома и электрон. Она возникает как ответный импульс поглощения фотона электроном. И также является инерционной силой сохранения импульса. Необходимо отметить, что такие же процессы происходят, в том случае, если роль «нити» исполняет гравитация. Просто близкодействие «нити» и тела заменено дальнодействием тела, излучающего фотоны гравитации, на притягиваемое тело. Здесь, единственно, важно, чтобы были пары (фотон-электрон). Атомная структура молекулы воды представляет собой энергетически чрезвычайно плотное образование, ее нельзя сжать. И это состояние обеспечивается поддержанием энергетического равновесия взаимодействия частиц, за счет получения энергии из пространства путем поглощения свободных фотонов.

Нагрев и охлаждение – это первый и самый простой способ использования дополнительной энергии связи. При осевой циркуляции, вблизи оси вращения, происходит охлаждение материи потока, вызванное, во -первых, понижением давления, а во-вторых, в результате разрыва в молекуле химических связей водорода и кислорода. В связи с тем, что при разрушении молекулы воды происходит резкое поглощение тепла, среда охлаждается или теряет энергию.

 Известно, что понятие температуры – это вектор наличия изменения энергетического содержания структуры в сторону повышения или понижения содержания энергии (тепла). Здесь температуру можно рассматривать, как указатель того, что в системе имеется определенный уровень квантовых превращений, а ее численное значение отображает направление и интенсивность квантовых преобразований.  Процессы молекулярных и атомных преобразований в воде под воздействием спирального винтового вращения, которые ведут к изменению энергетического содержания молекул воды в направлении понижения ее температуры, происходят следующим  образом.     

В связи тем, что вода имеет дипольную структуру с плюсом (+) в зоне водорода и минусом (-) в зоне кислорода, при вихревом движении происходит концентрация (+) в зоне  вакуума  и (-) в зоне максимального давления, или, точнее, у внутренней поверхности трубы. Диполи выстраиваются в строгой ориентации радиально по всей внутренней поверхности трубы. Молекулярная связь напрягается в результате такого движения, и начинает взаимодействовать с вакуумом, который сформировался за счет конструкции и условий движения, рассмотренных ранее. При растяжении молекулярной структуры воды, происходит изменение углового строения, то есть происходит уменьшение угла 104,5 градуса. В результате, равнобедренный треугольник взаимодействия кислорода с двумя атомами водорода вытягивается, напрягая при этом связи атомов водорода и кислорода. При растяжении молекулы происходит перетекание энергии из вакуума в зону взаимодействия кислорода и двух атомов водорода. Напряженность связи определяет температуру, потому что меняется резонансная частота взаимодействия кислорода и водорода. Связь определяет также энергетическое состояние молекулы воды. В состоянии постоянного растяжения связи энергия увеличивается на отдачу в среду, то есть, напряжение связи повышает ее энергетический потенциал и соответственно, температуру. Поэтому у внутренней стенки трубы температура воды повышается.

А при разрыве связей происходит обратный процесс с понижением температуры у оси трубы. Так, при создании усилий, превышающих прочность воды, значение которых колеблется от 280 кг/см² (для загрязненной воды) и 1500 кг/см² (для дистиллированной воды), происходит разрыв связи (она ломается) и происходит мгновенный переход энергии из связи в окружающую среду. При этом происходит мгновенное поглощение тепла из водной среды и понижение температуры, вплоть до минусовых отметок. По предположениям ученых, в момент мгновенного разрушения связи (10^-10 секунды), реальная температура в зоне бывшей связи опускается до абсолютного нуля. Для реализации условий понижения температуры до +4 градусов, во всем теле вихревого потока, требуется создать вращательное движение с   угловой      скоростью от 12 000 до 15 000 об/минуту. Надо сказать, что высокая интенсивность процессов разрушения и возникновения связей в воде определено ее особенной совокупностью молекул и наличия водородных связей. Молекулы воды расположены столь близко друг от друга, что между ними проявляются силы взаимного притяжения. Вместе с тем, в молекулярной структуре воды имеются свободные места – (дырки), и большинство молекул, обладающих большой энергией, вырываются из своего «оседлого» места и скачком перемещаются в соседнюю «дырку» на расстоянии примерно равному размеру самой молекулы. Такое физическое состояние квантовых превращений в воде подтверждает высокую эффективность внутримолекулярных процессов охлаждения воды и показывает способность воды обходиться энергетическими взаимодействиями собственных молекул.

Следует отметить, что помимо энергетической составляющей, вода, прошедшая спиральное винтовое вихревое движение и, соответственно, взаимодействие с вакуумом, имеет новые свойства. Помимо того, что меняется pH (жесткость воды) происходит очищение от химических примесей (они переходят в нерастворимое состояние и выпадают в осадок). Ученые предполагают, что процессы вихревой обработки воды на квантовом уровне приводят ее к первородному состоянию качества.

Древние инженеры использовали вихревой эффект для охлаждения «раскаленного» воздуха пустыни в колодцах специальной конструкции, эскиз которой смог изобразить инженер-исследователь Хамзя Умяров по описанию арабов. Арабы свидетельствуют, что скопившаяся вода и воздух на уровне отмостков, были очень холодными, хотя снаружи колодца стояла убийственная жара. ( Вспоминается отключение атомных электростанций во Франции, когда градирни не стали справляться с охлаждением воды при высокой температуре окружающего атмосферного воздуха. А оказывается существуют допотопные технологии древних, которые охлаждают воздух и воду при любой, высокой температуре окружающего воздуха). И это, известные всему научному миру технологии, приведения воздушного потока в вихревое вращение с целью получения разделения потока на холодное и горячее состояние, открытое Ж. Ранке. Инженеры в древности довели эту технологию до совершенства, их конструкция охладителей создавало условия для устойчивой работы вихревого образования. Охлаждающий ниспадающий осевой поток вихря отнимал тепло окружающей среды и этот эффект вихря использовался с очень высоким КПД. «Горячий» периферийный поток вихря выбрасывался наружу через входные проемы лестничных спусков в колодец.

Инженер Хамзя Умяров выполнил эскиз реконструкции колодца в пустыне, который реализует охлаждающий эффект воздушного вихря. Смотрите рисунок 1.

Рисунок 1. Общий вид колодца (реконструкция Хамзи Умярова)

Используя охладительный эффект воздушного вихря в конструкциях колодца «древних инженеров», которую реконструировал в эскизах Умяров, разработаны эскизы градирни, которая может реализовать охлаждение горячей воды в потоке вращающегося воздушного вихря. Смотрите рисунок 2.

Рисунок 2. Узел наведения спирального воздушного вихря в градирне

Атмосферный воздух посредством усилителя потока воздуха, с регулятором силы потока воздуха фирмы «EXAIR» подается в кольцевую камеру. Используя эффект Коанды, основанный на принципе флюидики, воздушные усилители являются простыми и недорогими в системах циркуляции и подачи воздушных смесей. В нашем случае, используя небольшое количество сжатого воздуха в качестве источника питания, воздушные усилители втягивают большие объемы окружающего воздуха, чтобы произвести большие объемы воздуха в виде высокоскоростных выпускных потоков через фиксированный воздушный зазор. Воздушные усилители могут создавать выходные потоки, в 25 раз превышающие их расход. Регулируя давление воздуха – инициатора работы усилителя, мы можем создавать, необходимое нам, для оформления технологического процесса создания вихря, давление и объем воздуха. В кольцевых камерах воздух проходит через каналы, ось которых не совпадает с радиальным направлением. Здесь имеется определенный угол (ориентировочно, 5 градусов) между осью каналов и радиусом свода кольцевой камеры. Таким образом, создаются тангенциальные струи. Использование струй малой тангенциальности, с доведением их числа чуть ли не до бесконечности дает возможность, при расчетных технологических условиях подачи воздуха, получение воздушного вихря осевого центробежного направления. Для его охлаждения он обязан формироваться и двигаться в форме вихрей Бенара, в кольцевой камере градирни. В нашем конструктивном представлении вихри сформируются сильным расширением типа конфузора сопла Лаваля. В результате этого процесса в центральной части градирни формируется хобот, движение которого направлено вниз. А нам известно, что хобот вихря охлаждает воздух.

Таким образом, по оси вихря поток охлаждается до нулевых температур и направляется по удлиненному кольцу с низу в верх. В этом объеме градирни холодный воздух встречается с потоком брызг горячей воды, которая подается посредством многоходовым эжектором фирмы «KOЕRTING».

Эжектор «KOERTING» работает по следующему принципу: рабочая среда /воздух и вода/ попадает в рабочее сопло, сечение потока изменяется и давление среды падает, а скорость потока увеличивается. Зона наименьшего статического давления находится сразу за рабочим соплом. Здесь всасываемая среда входит в эжектор и перемешивается с потоком рабочей среды. Кинетическая энергия рабочего потока передается потоку засасываемой среды. Далее, в выпускном диффузоре поток вновь замедляется. Это приводит к повышению давления на выходе эжектора. Для эффективной работы эжектора достаточно предварительное сжатие воздуха до гидростатического давления (то есть, давления поступающей воды самотеком) и подачу его на сторону всасывания эжектора. Смешивание со сжатым воздухом в эжекторе, в этом случае, требует очень малого давления рабочей жидкости. В тоже время, увеличивается количество воздуха в жидкости на выходе эжектора. Одновременно Рабочие сопла эжектора снабжены спиральными насадками для предотвращения засорения. Таким образом, струя рабочей жидкости рассеивает воздух на бесчисленное множество мелких пузырей, которые перемешиваются с рабочим потоком в зоне смешения. Эта воздушно-водяная смесь нагнетается в объем градирни в режиме высокой турбулентности. При этом происходит насыщение воды избыточным кислородом. Перенос кислорода зависит не только от размера пузырьков, так как обеспечивается практически полная площадь контакта между воздухом и водой, но и от обновления поверхности пузырей благодаря турбулентному течению воды. Фирмой Коертинг проведены комплексные испытания насыщения кислородом в чистой воде /ATV M-209/ методом адсорбции кислорода, которые сформировали базу для расчета эжекторов Коертинг.

Таким образом водно-воздушная смесь, в состоянии вихрей Бенара, путем воздействия на нее холодного хобота вихрей Бенара, охлаждается и сливается в сборник охлажденной воды градирни. Дальше холодная вода поступает в бассейн.

Избыточный воздух выходит через приемное устройство избыточного воздуха и выбрасывается в атмосферу через каплеуловитель . Эскизный проект вихревой градирни смотрите на листах 4 и 5.

Рис. 3.1. Принцип действия и вид усилителя EXAIR

Рис. 3.2. Эжектор KOERTING

Рисунок 4. Эскиз вихревой градирни

Экспликация. 1. EXAIR, SUPER AIR AMPLIFIERS MODEL120024. 2. Патрубок фланцевый Ду 150. 3. Труба Ду 100. 4. Крышка завихрителя. 5. EXAIR, SUPER AIR AMPLIFIERS, MODEL 120028. 6. Патрубок фланцевый Ду 350. 7. Завихритель.    8. Ферма силовая (м/конструкция). 9. KOERTING, эжектор многоходовой (расчету объема поступающей горячей воды). 10. Труба Ду по расчету объема подачи горячей воды на эжектор). 11. Рабочая емкость градирни.

Рисунок. 5. Эскиз вихревой градирни, разрез 1-1

Процесс охлаждения воздуха наводится при вращении воздушного потока внутри градирни посредством эффекта, который происходит в структуре вихрей «Бенара». Известно, что вращающийся поток уменьшает температуру среды. Это действие хорошо реализуется в трубке Ж. Ранке. Вихревое движение в трубке Ранке является разорванным вихрем Бенара. Хобот вихря уходит в одном направлении, а его переферия уходит в другом направлении. В нашем случае, после организации структуры вихря, хобот вихря Бенара уходит вниз и. соприкасаясь с частицами горячей, распыленной ижекторами KOERTING, водой поднимается во внешнюю часть вихря.В этот момент направление врашения осевого движения хобота изменяется на обратное направление вращения, что заставляет поток центробежными силами отклоняться к стенкам градирни и двигаться по ним для выхода из градирни через водоуловители. Отдельные опыты охлаждения воды в трубках Ранке приводили к охлаждению воды до температуры близкой к образованию льда.

Рисунок 6. Завихритель вихря Бенара (вариант конструкции 1)

Рисунок 7. Завихритель вихря Бенара (вариант конструкции 2)

Заключение

На основании исследований спирального винтового водного вихря можно с достаточной долей уверенности утверждать, что разработка, производство и внедрение вихревых трубчатых генераторов позволит решить проблему охлаждения любых объемов горячей воды в небольшие промежутки времени до температур приближающихся к нулю градусов с минимальной затратой механической энергии, при использования внутренних энергетических возможностей самой воды.

Список литературы:

1. Energy Evolution (Viktor Schauberger- М-Яуза, Яксмо, 2007. 320 с.
2. Холодный синтез при пламенном электролизе воды. Katrinhappy, 09.03.2011, проект заряд, рубрика: Холодный синтез. http://zarruad.com.
3. Вихревые теплоэнергетические устройства. Монографии. 2007. Пензенский Государственный университет.
4. Вода и ее ионы. Канарев Ф.М. Сайт Ф.М. Канарева.
5. Гидравлические основы физики свободных энергий В. П. Бердинских. Черкассы.
6. Кванты и фотоны. You Tube . https:// www.youtube.com.
7. Вихревые установки. Котловой Н.А. Москва. 10 сентября 2017