Основная цель любого термодинамического цикла состоит в том, чтобы создать направленное движение молекул. Это движение преобразуется в механическую работу. в цикле Карно рабочее тело сжимается до максимально возможного давления, затем подводится энергия топлива. При максимальном давлении и температуре ско­рость молекул Броунского движения значительно увеличивается. возникающая разность давлений давит на поршень, перемещая его. Часть под­веденной энергии преобразуется во вращение коленчатого вала, а неиспользованная энергия сбрасывается в холодильник. Это примерно две третьих части энергии, которая расходуется на обогрев окружающей среды.

 

В цикле Ренкина за счет подведенной энергии происходит испарение рабочего тела, в большинс­тве случаев это обычная вода. значительно реже в паровых турбинах используется фреон. При испаре­нии рабочего тела происходит увеличение объема пара, а это приводит к росту давления пара в котле. Пар разгоняется в соплах и поступает на рабочие ло­патки турбин. Кинетическая энергия рабочего тела преобразуется во вращение турбины. В этом случае примерно сорок процентов подведенной энергии преобразуется в механическую работу. Остальная энергия сбрасывается в конденсатор. Пар конденси­руется в жидкость, которая закачивается насосами в паровой котел. И в этом случае огромная энергия сбрасывается в окружающую атмосферу.

Существуют и другие термодинамические циклы, но они являются лишь разновидностями вышеопи­санных циклов. Например, цикл теплового насоса является обратным циклом Карно, или Ренкина. В тепловом насосе тепла выделяется примерно в три раза больше, чем затрачивается механичес­кой энергии. На первый взгляд кажется, что очень выгодно отапливать помещения тепловыми насо­сами. Но чтобы получить механическую энергию, необходимо затратить в три раза больше тепловой энергии. С энергетической точки зрения никакого выигрыша нет, но если сравнивать с электрическим обогревом, то тепловым насосом обогревать помещения в три раза экономичнее.

По циклу Карно для получения максимального к.п.д. необходимо в нагревателе создать максимально возможную температуру. В цикле Ренкина необходимо создавать максимальное давление пара. При высоких параметрах теплоносителя часть тепла неизбежно вытекает в атмосферу через корпуса котлов, турбин, а в поршневых машинах в систему охлаждения. Эти невозвратимые потери существенно снижают к.п.д. любой энергетической установки.

Если рассматривать тепловую машину земли, то у нее используется низкотемпературное тепло. Солнце прогревает низкие слои атмосферы до тридцати-сорока градусов по Цельсию. Вода в озерах, реках, морях и океанах прогревается еще ниже. На таком низкотемпературном потенциале работает тепловая машина атмосферы. Тысячи тонн воды испаряется в атмосферу, водяной пар поднимается вверх, преодолевая притяжение земли. Молекулы пара, по мере подъема вверх, преобразуют кинети­ческую энергию в потенциальную. Охладившись на высоте, пар превращается в воду.

За счет неравномерного прогрева атмосферы Солнцем, образуются перепады давления. Возни­кающий ветер разносит воду в виде облаков в раз­личные точки земли. При этом движении возникает электричество, которое преобразуется в молнии. Пополняются водой полноводные реки, которые вращают мощные турбины. И вся эта энергия возникла из-за разности температур всего в несколько десятков градусов. Природа приду­мала очень экономичную тепловую машину с высоким к.п.д.. Если создать тепловую машину по этому принципу, то жители земли получат неограни­ченную энергию, которая рассеяна на земле в виде низкотемпературных источников. Да и существую­щие энергоносители можно использовать гораздо экономичнее.

Предлагаемый инерционный термодинами­ческий цикл рассчитан на низкотемпературные источники тепла. Рабочее тело, например фреон, сжимается в компрессоре. В теплообменнике от него отводится тепло. Сжатый и охлажденный газ расширяется в сопле до окружной скорости враще­ния конденсатора. Это цикл холодильной машины, но там кинетическая энергия срабатывается на тур­бине. В предлагаемом цикле кинетическая энергия рабочего тела не срабатывается на турбине.

Пар через каналы попадает во внутреннюю по­лость вращающегося конденсатора. Их скорости равны, поэтому в относительном движении пар неподвижен в полости конденсатора. Струя пара движется по инерции прямолинейно, а полости конденсатора движутся по окружности. значит, струя пара прижимается к внутренней стенке конденса­тора. Пар начинает сжижаться, быстрые молекулы выбиваются из жидкости.

Движущиеся к оси вращения молекулы будет прижиматься к перегородке ротора силой Кориолиса, выделяя свою энергию на создание вращающего момента. Если у молекулы достаточно энергии, чтобы вылететь к оси вращения ротора, то она будет откачиваться компрессором. Молекулы, у которых недостаточно энергии, чтобы достичь оси вращения ротора, начинают падать на поверхность жидкости. Как только молекула изменила направление движе­ния, сразу же сила Кориолиса меняет свой знак на противоположный.

Молекулы будут прижиматься к противопо­ложной стенке ротора. В полости вращающегося конденсатора образуется зона пониженного давления, а вдоль перегородок ротора возникнет зона повышенного давления. Интенсивное испарение жидкости будет происходить в зоне пониженного давления, а силой Кориолиса эти молекулы будут прижиматься к перегородке. за счет откачивания части пара через ось ротора, в конденсаторе будет конденсироваться рабочее тело. Вращающийся кон­денсатор изолирован от подвода тепла из внешней среды. Конденсатор соединен жестко с испарите­лем, но между ними установлена тепловая изоляция. По каналам рабочее тело, жидкость, поступает в испаритель. Наружная поверхность испарителя является теплообменником. Теплообменник, испа­ритель и конденсатор являются единым ротором, который вращается на подшипниках.

Теплообменник подогревается отработанным паром, или за счет любого другого источника тепла с низкой температурой подогрева. Жидкость в испа­рителе кипит за счет подвода тепла. Молекулы пара испаряются с поверхности жидкости, и устремляются к оси вращения ротора. Испарение жидкости является упорядоченным движением молекул. Этот поток мо­лекул прижимается к перегородке испарителя силой Кориолиса, выделяя свою кинетическую энергию в ротор в виде вращающего момента.

Все молекулы, которые изменили направление движения в результате столкновений, силой  Кориолиса будут прижаты к противоположной стенке ис­парителя. Здесь также образуется зона пониженного давления, где происходит интенсивное испарение жидкости, и зоны повышенного давления на перего­родках. По мере продвижения испарившегося потока молекул к оси вращения ротора, энергия их постоян­но уменьшается, она расходуется на преодоление центробежной силы. Вся эта энергия выделяется в ротор, создавая вращающий момент. Охлажденный пар откатывается через ось вращения компрессором, обратно сжимается и охлаждается до температуры близкой к окружающему воздуху. Пар расширяется в сопле и снова попадает в конденсатор. Цикл повторяется. 

С помощью описанного инерционного термо­динамического цикла можно переработать все сбрасываемое теплоэлектростанций в полез­ную работу, а это столько энергии, сколько ее вырабатывают все электростанции мира. В этом цикле можно использовать тепло морей и океанов, геотермальных вод. Тепловые насосы, основан­ные на этом принципе, очень эффективно будут обогревать любые помещения, откатывая тепло из воздуха с очень высоким к.п.д.. Наша страна имеет ограниченные энергетические ресурсы. По­купать их за границей дорого. Применяя предлагае­мый инерционный термодинамический цикл, можно решить очень многие энергетические проблемы.

Если вы в ближайшее время посетите Азербайджан, то рекомендуем вам купить шины нового производства, ведь при их создании была задействована похожая концепция термодинамики.