СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Новые Промышленные Разработки О ДВИГАТЕЛЯХ С КПД >>1.

 

О ДВИГАТЕЛЯХ С КПД >>1.

© Бурдин Б.Ю

Контакт с автором: burdin@hnet.ru

 

 

Основные характеристики любого двигателя это создаваемый двигателем момент силы Мс= FR, где F- сила создаваемая в двигателе и R- радиус (плечо) приложения силы; выходная механическая полезная мощность (нагрузка) Pвых= FV= FwR, F- сила создаваемая в двигателе, V-линейная скорость, w-частота вращения, R- радиус (плечо) приложения силы; потребляемая мощность двигателем Рпот.

______________________________________________________

Рассмотрим двигатель (Рис.1) следующей конструкции: на диске (ротор) закреплён реактивный двигатель РД или любой другой с отбросом массы. РД создает силу тяги F=mv/t, где m – масса топлива, v- скорость реактивной струи, m/t – массовый расход топлива, потребляя при этом какую-то мощность Рпот. Создаваемый в двигателе момент будет равен Мс= FR, где F- сила создаваемая РД и R- радиус ротора. Выходная мощность двигателя будет Pвых= FV= FwR, F- сила создаваемая РД, V-линейная скорость, w-частота вращения ротора, R- радиус ротора. Пусть КПД в данном случае равно КПД= Pвых /Рпот =0,55 или 55%.

 

Увеличим радиус ротора в два раза. Сила, создаваемая РД не изменится и не изменится потребляемая мощность Рпот (расход топлива), т.к. за один и тот же промежуток времени (например: за один оборот t=1/w – частота вращения не измена) импульс силы Ft=mv и расход топлива m/t постоянны и не зависят от радиуса R, но момент силы создаваемый в двигателе и выходная мощность увеличатся в два раза Мс= 2FR и Pвых= 2FwR, следовательно КПД составит КПД= Pвых /Рпот = 1,1 или 110%.

Увеличивая радиус ротора в 10 раз соответственно получаем следующие значения Мс= 10FR, Pвых= 10FwR и КПД= Pвых /Рпот = 5,5 или 550%.

Увеличением затрат на доставку топлива по радиусу к РД можно пренебречь, т.к. доставка топлива по радиусу не требует дополнительной кинетической энергии для придания угловой скорости массе m топлива (m(wR)²/2), т.к. прямолинейное движение топлива по радиусу (для стороннего наблюдателя) – это движение топлива по вращающемуся со скоростью w спиральному топливопроводу. Форма спирали топливопровода должна соответствовать скорости вращения w и обеспечивать прямолинейное движение топлива. Следовательно, при постоянном расходе топлива m/t не играет роли на какой радиус подавать топливо, т.е. затраты на доставку топлива на более большой радиус R будут определяться только потерями на трение в топливопроводе при увеличении радиуса R.

При постоянном расходе топлива m/t при любом радиусе R, линейная скорость движения v топлива по радиусу неизменна, а значит потребляемая топливным насосом мощность, так же неизменна и требуется увеличение мощности только для компенсации потерь на трение в топливопроводе, что несравнимо с начальными затратами энергии для придания топливу кинетической энергии mv²/2, где v – линейная скорость топлива в топливопроводе.

Следовательно, можно принять мощность потребления неизменной Рпот= mv²/2t = const, при любом радиусе R, но при увеличении радиуса R будет увеличиваться выходная мощность Pвых= FV= FwR= wRmv/t, F- сила создаваемая РД, V-линейная скорость, w-частота вращения ротора, R- радиус ротора, m/t – массовый расход топлива, v- скорость реактивной струи.

КПД= Pвых/Рпот= 2wRmvt/tmv²= 2wRv/v², следовательно увеличение радиуса R или частоты вращения w позволяет увеличить КПД и выходную мощность двигателя без увеличения потребляемой мощности.

Форма спирали топливопровода может быть фиксированной для конкретной частоты вращения w или переменной, если двигатель работает при разных частотах вращения w.

Переменную форму спирали топливопровода (только для гибкого) может обеспечить набор одинаковых грузов, размещенных по радиусу R, которые отклоняют спираль топливопровода в соответствии с текущей скоростью вращения w и местом расположения грузов по радиусу. Грузы, расположенные ближе к центру будут отклоняться меньше грузов расположенных на периметре, т.к. на них действует сила f= мrw², где м – масса груза, w- частота вращения, r- радиус размещения груза по радиусу R. Следовательно, при любой частоте вращения w будет форма спирали топливопровода, обеспечивающая линейное движение v топлива по радиусу R.

Как видно такая конструкция двигателя позволяет получить КПД>>1, но это относится только к стационарному режиму, т.е. к вращению с постоянной скоростью w.

В режиме запуска (разгона) данный двигатель не будет отличаться от всех современных двигателей, т.е. его КПД будет меньше 1 (Pвых/Рпот<1) при любых радиусах ротора, т.к. в режиме запуска выполняется работа (есть ускорение и есть не равенство сил – соответствует процессу сжатия пружины).

В стационарном режиме (постоянная скорость вращения и равенство сил – соответствует сжатой пружине) не выполняется работа, а потребляемая мощность Рпот требуется только для подержания равенства сил F (тяга – нагрузка) при любой выходной мощности самого двигателя Pвых.

В данном двигателе используются различные точки опоры для входной (потребляемой) и выходной мощности (силы), что позволяет использовать правило рычага (плеча) без изменения потребляемой мощности. В любом двигателе с одной точкой опоры невозможно создать КПД>1.

 

Дата публикации: 17 июня 2009
Источник: SciTecLibrary.ru

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.