Энергетика

Светопоглощающее многослойное покрытие с расширенным диапазоном поглощаемого им солнечного излучения и с уменьшенным коэффициентом отражения во всем его спектре предложено А.Есманом и В.Кулешовым из Института физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси (патент Республики Беларусь на изобретение №15113, МПК (2006.01): G02B5/22, B82B1/00, G03C1/00; заявитель и патентообладатель: это Государственное научное учреждение). Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано в солнечных коллекторах и приборах-тепловизорах для повышения их коэффициента полезного действия. 

Предложенное светопоглощающее многослойное покрытие содержит расположенные специфическим образом и чередующиеся в определенной последовательности два вида слоев: 1) слои из плотноупакованных металлических частиц (их средний размер — от 2 до 50 нм); 2) диэлектрические слои. Нижний слой металлических частиц «посажен» на подложку.

На поверхности верхнего диэлектрического слоя выполнены специальные дисперсионные элементы в виде пирамид, соединенных основаниями, пространственно распределенные по предложенному авторами математическому закону, учитывающему длины волн из спектра электромагнитного излучения, падающего на светопоглощающее многослойное покрытие, и показатель преломления верхнего диэлектрического слоя. Толщины слоев строго определены, исходя из физических законов «поверхностного плазмонного поглощения слоев».

Развитие гелиотехники, обусловленное стремлением использовать даровой неисчерпаемый энергоресурс – солнечное излучение – связано, в частности, с требованием уменьшения капитальных и текущих затрат на действие этого типа энергетики.

Известны многочисленные конструкции зеркальных рефлекторных устройств для усиления светового потока, подаваемого на теплоприемник, благодаря сбору лучей в фокусе на теплоприемнике. Можно указать на параболоцилиндрический гелиоконцентратор, который в последнее время начинает использоваться в ряде стран. Он представляет собой зеркальный желоб достаточной длины, в поперечном сечении является параболой, в фокусе которой монтируется теплоприемник в виде трубы различной конструкции. Этот гелиоконцентратор имеет механизм поворота его в вертикальной плоскости для слежения за высотой Солнца, продольная его ось, вдоль которой образуется цилиндрическая поверхность, устанавливается неподвижно в направлении  восток-запад.

more_horiz Читать полностью

ИЗ ПИСЕМ ДЕЛОВОМУ ЧЕЛОВЕКУ

Видно, не всё в порядке в «датском королевстве» фундаментальной науки. Иначе с чего бы Российское патентное ведомство несколько лет назад решило рассматривать проекты «вечных двигателей» и даже рассмотрело несколько сотен проектов.

Деловому человеку не с руки изучать нюансы штурма «perpetuum mobile» или вникать в ожесточённые сражения на этом «поле боя». Деловой человек сказал: «Меня не интересует внешний диаметр ваших труб. Дюймовая труба должна иметь диаметр в один дюйм внутри!» —  и как отрезал: с тех пор такая труба и имеет диаметр в среднем33 миллиметра. Всё правильно: «Любишь свою музыку – люби денежки платить!».

Здесь мы, однако, лишь слегка, но прикоснёмся к теме «избыточной» энергогенерации. Теплогенератор Потапова (патент России 2045715, патент Украины 7205) вроде бы противоречит законам термодинамики. Он производит тепла больше, чем потребляет его насос. На него имеется даже техусловие ТУ У 24070270. 001 – 96. Теплогенератор уже с успехом применяется и получил сотни похвальных отзывов. Несмотря на то, что в генераторе протекает фундаментально обруганный холодный ядерный синтез, деловые люди говорят: «Не моё это дело —  объяснять, почему ЭТО не происходит в ваших токамаках и коллайдерах. Главное – это приносит прибыль! А объяснять – пусть учёные толкуют и рвут друг на друге рубашки и галстуки!» .

more_horiz Читать полностью

Мощность ветроэнергоустановки (ВЭУ) определяется, в основном, площадью восприятия ветрового напора и скоростью ветра. Следовательно, увеличить мощность необходимо увеличением размеров поперечного сечения воздушного потока, действующего на ветровоспринимающие органы ВЭУ, при прочих равных условиях (скорость и повторяемость ветра, механические и аэродинамические характеристики ВЭУ, место расположения и т.д.).

Размеры общепринятых лопастных ВЭУ ограничены рядом обстоятельств: прочность длинных лопастей при действии центробежных и изгибных ветровых сил, недопустимые скорости концов лопастей, ведущих к вибрациям и генерации инфразвука, сложность изготовления, монтажа, эксплуатации, ремонта как подвижных частей, так и башен, электрогенераторов, систем управления.

Особенно усложняется работа редукторов, передающих вращение оси ВЭУ на электрогенераторы, а так же установка «на ветер» при перемене его направления.

more_horiz Читать полностью

Повысили эффективность концентрирования солнечной энергии и преобразования ее в электрическую В.Пилипович, В.Залесский, А.Конойко и А.Поликанин посредством придуманного ими устройства more_horiz Читать полностью

Система впрыска в цилиндры ДВС спирта позволит за менять им бензин и прочие продук­ты перегонки нефти круглый год, приблизив широкое применение двигателей внутреннего сгорания, не использующих традиционное топливо.

Пока широкое применение в автомобилях сол­нечной , водородной и другой экологически чистой и возобновляемой энергии остается проблематичным. О более реальной в ближайшее время замене бен­зина, керосина и дизтоплива спиртом мечтают многие, особенно сегодня, когда постепенно ис­черпываются запасы все дорожающей нефти и все больше загрязняется атмосфера. Ведь это топливо не только чистое, но и возобновляемое, пока еще не всю растительность на земле извели. И серьезной переделки существующих ДВС не требует.

Впрочем, конструкторы и изобретатели не только меч тают о такой замене, но и действуют. Уже разработано не мало двигателей для этого, топливо-воздушных систем, смесей. Понятное дело, о замене бензина спиртом мечтают и те, кого глобальные экологические и экономические проблемы волнуют меньше всего: мол, тогда на АЗС можно заправлять не только автомобиль, но и водителя. Впрочем, применение технических спиртов и всевозможных специализированных добавок, будем надеяться, от­вратит от них любите лей припасть губами к топливному бачку. Однако же, как полагает изобретатель из Марийского государственного технологичес­кого университета в Йошкар-Оле канд. техн. наук А.Егоров, внедрению спирта в качестве топлива для ДВС мешает пока сложность его использования в условиях отрицательных температур. Традиционная система впрыска зимой распыляет спирт так, что он конденсируется на внутренней поверхности впуск­ного трубопровода и на его элементах. А в топливо-воздушную смесь его попадает недостаточно для ее устойчивого воспламенения.

Сегодня пытаются решить эту проблему, добав­ляя к спиртовому топливу запальные дозы бензина. Особенно это актуально, учитывая что даже подержанные автомобили в Минске стоят не малых денег, однако если сравнивать с другими странами ТС, то цена в РБ будет ниже. Но во-первых, и они могут вполне серьезно загряз­нить окружающую среду, а во-вторых, от дорогого углеводородного топлива все-таки не избавляют окончательно.

Егоров предлагает провести небольшую мо­дернизацию системы впрыска, которая полностью решит проблему зимней эксплуатации спиртовых двигателей. На впускном коллекторе, по которому подается воздух, уста­навливается так называемая топливная рама, в ко­торой под избыточным давлением (0,28 — 0,4 МПа) находится спирт. На входы форсунок он поступает через подогреваемые соединительные каналы, в которых спирт разогревается почти до кипения при этом избыточном давлении.

После впрыска топлива из форсунки в рабочий цилиндр ДВС оно находится в полости впускного коллектора в перегретом состоянии при темпе­ратуре, превышающей температуру его кипения при давлении воздуха в коллекторе. Спирт при этом, естественно, интенсивно испаряется в основном за счет своей же внутренней теплоты и в составе топливовоздушной смеси его паров более чем достаточно. Так что никаких проблем с запуском не возникнет.

Егоров полагает, что при не значительных доработках су ществующих топливных систем ДВС можно будет применять чистые спирты и в них (повторяю, технические, пить их нельзя). Например, подсчи­тал изобретатель, движок ВАЗ-2115 мощностью 57 кВт будет расходовать электроэнергии на подогрев спирта всего не более 2,1 кВт. Прав да, потребует­ся в полтора раза больше топлива, чем обычного бензина, но себе стоимость спирта даже сегодня гораздо ниже, чем чистого бензина, и он неизме­римо чище.

Мы как-то уже знакомили читателя с чудесами немецкого ЖКХ. Это когенерационные установки, вырабатывающие не только тепло и электроэнер­гию, но еще и охлажденный воздух, заменяющий кондиционер, и вакуум вместо пылесоса, и сжатый воздух. Все это — в каждый дом, в каждую квартиру. А для полноты счастья каждого экономного немца (и равномерного в течение суток спроса) ввели ночной тариф на электроэнергию вдвое ниже дневного.

Не скрою, позавидовал я тогда немец кому обывателю. А тут как-то получаю по почте солид­ный пакет от ЦОПЭНЕРГО (Центр обслуживания продаж энергии). Читаю и глазам не верю. Вместо уже привычного очередного повышения тарифа — предложение перейти на трехтарифную оплату, при которой ночной киловатт (с 23 до 7 ч) аж вчетверо дешевле пикового (с 7 до 10ч и с 17 до 21 ч). Осталь­ное время считается полупиковым и оплачивается тоже дешевле пикового на 16%.

Не в силах совладать с жаждой наживы, не медля заплатил требуемые за установку нового трехтарифного счетчика 3 тыс. руб. и начал новую жизнь.

По моей конституции я отнюдь не сова, а потому самое выигрышное время про вожу во сне. Обидно стало. Попробовал стирать, гладить, пылесосить по ночам. Пристрастился ненадолго даже к ночно­му телевидению. Однако внутренний дискомфорт и непонимание соседей заставили отказаться от желанного обогащения. Через 2 мес. подсчитал барыш. Получилось, что я сэкономил около 770 руб. в расчете на год. Значит, мой бизнес станет рента­бельным только через 4 года.

А вот у немцев предлагаемая услуга обеспе­чена и технически: аккумуляторы запасенную за ночь энергию направляют в комнаты через раздвижные экраны. Одним из удачных  примеров такой системы является сплит-система E9NKD, которая с каждым годом становится всё популярнее. Нам же приходится работать над собой, переходя в другой вид пернатых, рас­трачивая энергию невосполнимую. Хотя, напомню еще раз, все технические возможности для реали­зации всего энергетического комплекса ЖКХ-услуг у нас есть. Такая совершенная установка, как ЭРА, изобретателя Н. Егина, немцам и не снилась. Есть у него и аккумулирующее устройство. Простой, экономичный и долговечный тепловой вентилятор ТЕВЕН легко трансформируется в ТЕВЕК (тепловой вентилятор комбинированный). Для этого перед потоком горя чего воздуха монтируется радиатор, со единенный с большой емкостью (хоть с бочкой для простоты), заполненной раствором солей с фа­зовым переходом. Ночью накапливаете задешево, днем расходуете даром.

Та же проблема технической реализации льготного тарифа и у промышленных предприятий, учреждений, офисов. Ведь не загонишь всех в ночную смену.

Я понимаю, что стране нужны масштабные амбициознные проекты. Может быть, и форма в виде госкор­пораций выбрана пра­вильно. Возможно, это приведет когда-то к научным и техническим прорывам.

Не понимаю, по­чему не получается ре­ализовать простые, не требующие огромных затрат идеи, гарантирующие быструю и существен­ную отдачу, вполне соизмеримую, а то и превышаю­щую щедрые вложения в госкорпорации? Только у Н. Еги на таких идей, доведенных, как правило, до уровня промышленного внедрения, найдется не­мало. А сколько таких светлых умов в России, ра­ботающих в основном в корзину!

Изобретатель А. И. Кузьмин разрабатывает проект принципиально нового высокоскоростного морского корабля.

«Важнейшей особенностью, — указывает автор проекта, — такого судна является способность не следовать профилю волны, а пронзать ее на­сквозь. Чтобы судно не всплывало на волне, оно должно быть узким, длинным и тяжелым». Пра­вильность этой посылки несомненна для каждого, кому посчастливилось купаться в море в ветреную погоду. Самое большое, по мнению многих, удо­вольствие — получить здоровенный удар по всему телу водой при входе в на бегающую волну. Сила удара, согласно непреложным законам гидро­динамики, пропорциональна квадрату скорости сближения пловца и воды. У судна она будет раз в десять больше.

Соответственно, гидравлический удар в сто раз сильнее. Конечно, корпус необходимой проч­ности окажется тяжелым настолько, что вызывает сомнение его плавучесть на тихой воде при тех изящных формах. Однако сомнения напрасны: автор предусмо­трел подводные крылья и реданы, создающие подъемную силу. Скорость и КПД любого транспортного средства, особенно высо­коскоростного, определяет сопротивление среды. Для его снижения предлагается «газовая смазка», подача в зареданное пространство выхлопных газов двигателя. Способ не слишком простой, не очень обследованный теоретически, но по мнению многих специалистов, многообещающий. Гораздо труднее будет преодолеть неустойчивость корабля при выходе из волны, как показывает опыт проек­тирования и испытаний двухсредных аппаратов. Их теория преподается на кафедре, созданной в МАИ В.И. Патрушевым.

На полном ходу корабль действует, как самолет. На стоянке его для устойчивости еще утяжеляют, набирая в балластные цистерны воду. Осадка увели­чивается. Благодаря особой форме корпуса, архимедова сила увеличивается, наступает статиче­ское равновесие, как у обычного корабля. Парадокс?

Нет, великолепное инженерное реше­ние. О некоторых нелегких пробле­мах мы упомянули не для того, чтобы кого-нибудь испу­гать трудностями, без которых новая техника не созда­ется, а чтобы вероятные инвесторы понимали, что затраты на НИОКР не рвачество конструкторов, а насущная необходимость. А также чтобы подска­зать, где, вероятно, можно получить по мощь при разрешении возникающих ежедневно в проектной работе заковык.

Из сообщения автора ясно: проект осу­ществим. заявленные характеристики, скорее всего, достижимы. Если это так, экономическая эффективность несомненна. Автор, приводит не­которые конкретные данные: скорость 40 узлов «в условиях сильного волнения моря» (сильное — это сколько баллов или какая высота волны?). «Имея запас топлива 15 м3, корабль способен за 4 дня пересечь Атлантический океан. При полном бункере радиус действия достигает 2400 миль (4500 км). Спасенные в море будут благодарны вовремя при­шедшим на помощь». Это, вероятно, самое главное применение нового судна: самолет и вертолет, ко­нечно, на место катастрофы прибудут раньше, если смогут взлететь в штормовую погоду, но вряд ли им удастся поднять на борт терпящих бедствие, даже если у них будут новейшие средства спасения. Для экипажа рекомендуемого корабля эта задача тоже не из легких. Но вероятно, проще. Особенно если у него будут эффективные спецсредства. Наде емся, наши читатели их создадут. А предприниматели за­пустят в производство.

Если предпочитаете действительно хорошие мультфильмы, то стоит смотреть мультфильмы советские онлайн бесплатно, тогда вы сможете сэкономить уйму времени.

Жаль, не сообщил автор, ведутся ли НИОКР. Если они идут — где и как удалось их организовать? Если нет, то почему? Особенно интересно узнать нашим читателям, защищен ли проект патентами? Надеемся когда-нибудь покататься на таком кора­бле. Это состоится довольно скоро, если найдутся в России дальновидные предприниматели, желающие долго и хорошо зарабатывать на хай-теке.

Компактный лазер нового типа позволяет получать излучение с различной комбинацией длин волн в импульсе. Это дает возможность значительно увеличить эффективность его при­менения в медицине, для защиты окружающей среды, в картографировании и некоторых других областях.

Сегодня лазер все настойчивее проникает чуть не во все отрасли промышленности и сферы нашей жизни. Например, он значительно упрощает и делает куда более эффективным дистанционный мониторинг окружающей среды. Отраженный лазер­ный луч, просвечивающий атмосферу или водное пространство, попадает в приемник, и там с помо­щью спектрографа анализируется состав воздуха или воды, сквозь которые он прошел: изменения его спектра зависят от содержащихся там веществ. Но традиционные лазеры обычно выдают импульсы только с одной длиной волны. Стало быть, если требуется применять излучение с разны ми длинами волн, разных цветов, приходится использовать не­сколько весьма громоздких установок, что далеко не всегда и не везде возможно.

more_horiz Читать полностью

Разработан генератор водорода для ди­зельных установок, позволяющий получать газ прямо на транспортном средстве, что повышает безопасность и эффективность применения этого перспективного вида топлива.

Многие специалисты утверждают, что еще не­давно казавшиеся фантастически ми цены за баррель нефти скоро могут стать печальной реальностью. Нефтепродукты становятся все дешевле, но воздух и воду они продолжают отравлять столь же исправно, как и тогда, когда они были сравнительно дешевы. Из множества предлагаемых альтернативных источ­ников энергии и топлива водород представляется одним из наиболее перспективных: недорог, за пасы его в воде, например, кажутся неисчерпаемыми, при сгорании образуется лишь чистая вода. Только вот текуч он больно да и взрывопожароопасен — хранить его сложно и дорого. Сегодня водород получают в основном с помощью электролиза воды, что весьма энергоемко, да и оборудование для этого чересчур громоздко. Кроме того, как полагают не которые ученые, массовый выпуск автомобилей и других транспортных средств с водородными двигателя­ми может оказать весьма негативное влияние на озоновый слой атмосфе­ры. Поэтому пока что все­возможные устройства, с помощью которых можно применять водородное топливо на транспорте, существуют в основном в виде опытных образцов или не больших серий: широкого применения эти дорогостоящие и небезопасные устройства не на­ходят.

Куда более перспективными представляются гибридные двигатели, использующие водород лишь в виде добавки к традиционным углеводород­ным топливам. Но опять-таки откуда его добавлять — из баллонов или специальных блоков хранения? Но мы уже говорили, что это сложно и опасно.

На проходившей в Москве выставке на­учно-технического творчества молодежи аспирант Самарского государственного университета путей сообщения А. Мишкин продемонстрировал модель изобретен ной им под руководством докт. техн. наук Д. Носырева установки для получения водорода не­посредственно на транспорт ном средстве, скажем на тепловозе. Никакого электролиза и баллонов не требуется. Водород получают с помо­щью воздействия щелочи NaOH на алюминий. В качестве твердого реагента в этом генераторе используется алюминиевый порошок, покрытый легко раствори мой в воде пленкой (ноу-хау). Уда­лить такую пленку при эксплуатации очень просто, в отличие от часто применяемой при транспорти­ровке алюминия оксидной пленки, для разрушения которой приходится добавлять в воду гидроксид натрия. При взаимодействии очищенного от пленки алюминия и щелочи образуется практически чистый водород (99%), который сразу же подается в дизель­ный двигатель.

Было разработано два вида генераторов водо­рода — периодического и непррывного действия (п.м.50660,60508 и 62992). Генератор периодиче­ского действия представляет собой цилиндр, в ко­тором находится раствор щелочи и куда добавляется алюминиевый порошок, «от мытый» от пленки. Идет реакция, начинает выделяться водород. Количе­ство его регулируется как высотой столба жидкой щелочи, так и концентрацией NaOH. По лученный газ проходит по трубопроводам, сквозь клапан и направляется в ре сивер, а оттуда в двигатель.

В генераторе непрерывного действия, работаю­щем по такому же принципу, производительность регулируется с помощью изменений количества подаваемого в него алюминиевого порошка. В отличие от генератора периодического действия, время от времени включаемого машинистом или ав­томатикой, этот действует постоянно, так что можно выбирать тип генератора, наиболее эффективный для конкретных условий и разных видов транспор­та: пригодится не только железнодорожникам, но и водникам.

Что касается применения этих новаций на те­пловозах, то Мишкин подсчитал, что за сутки непре­рывной работы локомоти ва при мизерных расходах алюминия и щелочи и при подаче всего 0,5—1 г водо рода на 1 кВт-ч получаемой энергии удельный расход дизельного топлива снижается до 5—8% и значительно уменьшаются выбросы в атмосферу вредных примесей.

Генераторы компактны, действуют очень бы­стро, позволяют легко регулировать количество подаваемого водорода и, главное, куда безопаснее обычных установок. На железнодорожном транспор­те и теплоходах их можно использовать уже сегодня. А для автомобилей и самолетов придется разрабо­тать более компактное устройство, работающее на этом же принципе. Предлагается подумать.