Механика работы кольцара

Устройство кольцара Лазарева было дано мною в предыдущей статье «Как построить простейший вечный двигатель». А сейчас я объясню, на каких принципах работает этот прибор. Итак...

Когда кольцар заливают рабочей жидкостью, она через древесные капилляры пропитывает всю перегородку, и воздушная прослойка под перегородкой оказывается со всех сторон окружена жидкостью. Под действием наружного тепла начинается испарение части жидкости. Но одновременно с этим начинается и конденсация части испарившейся жидкости. Наконец наступает равновесие, когда количество испарившихся молекул равно количеству молекул сконденсировавшихся.

Если в системе отсутствует посторонняя сила, тогда любая паровая молекула имеет одинаковую вероятность уйти назад в жидкую фазу как вверх, так и вниз. Но если имеется посторонняя сила (например, сила гравитации), тогда на беспорядочное броуновское движение паровых молекул накладывается их медленный дрейф в сторону посторонней силы. То есть в нашем случае вниз. И все молекулы пара из парового объема с более высокой вероятностью уйдут в жидкость вниз, чем вверх. Если в паровую фазу поступит, скажем, по 100 молекул снизу и сверху, то вниз уйдет 101 молекула, а вверх 99. Начинается медленный переток жидкости из верхнего отсека в нижний. Поэтому уровень жидкости в нижнем отсеке повышается, жидкость сдавливает пар и тот выдавливает жидкость в трубку, по которой она поступает в верхний отсек. Потом капает из трубки вниз, просачивается снова через перегородку, испаряется и так до бесконечности.

В таком девайсе идут сразу два процесса: перенос вещества гравитацией вниз и перенос тепла теплопроводностью вверх. Так как на нижней поверхности перегородки превалирует испарение, температура в этом месте слегка опускается. А на зеркале жидкости под воздушным зазором превалирует конденсация и температура в этом месте слегка повышается. Возникает внутренний поток тепла, направленный снизу вверх, который испаряет новые порции жидкости. Чем больше будет тепловой поток, тем больше испарится жидкости и тем лучше станет работать кольцар.

Увеличить тепловой поток можно увеличением теплопроводности среды. Воздух и пар имеют довольно низкую теплопроводность. Зато металл (особенно медь) имеют теплопроводность намного больше. Вот для этой цели и требуется вкручивать в дерево снизу максимальное количество медных болтов. Расчеты показали, что если занять медью всего 10% поверхности перегородки, интенсивность теплопереноса возрастет в две тысячи раз с небольшим. Конечно, металл занимает определенную площадь и тем самым сокращает площадь испарения, поэтому должна быть некая оптимальная доля занимаемой металлом площади, когда производительность максимальна. Но эта доля оказывается столь велика (чуть более 99%), что в реальности такое недостижимо. Поэтому следует просто вкручивать в дерево так много металла, как получится.

Есть еще один способ, как можно значительно увеличить производительность кольцара: надо поставить под падаюшими каплями колесико с легким моторчиком и от моторчика провести провода в нижнюю часть колбы на светодиод. Почему в нижнюю часть, а не в верхнюю? Потому что установка светодиода в верхнем отсеке остановит работу.

В прошлой статье я уже писал, как определял влияние разности температур на работу кольцара, поднося свою ладонь к его нижней и верхней половине: нагрев инфракрасным излучением ладони нижней половины кольцара улучшало работу, зато нагрев верхней половины работу ухудшало. Поэтому размещая светодиод под перегородкой, мы повышаем давление и температуру в нижнем отсеке и повышенное давление начинает интенсивно выдавливать жидкость в трубку. Таким приемом мы фактически заставляем работать обратную положительную связь, когда увеличение одного параметра ведет к увеличению другого параметра, который в свою очередь увеличивает первый параметр.

Если обратная положительная связь работает без ограничений, она разгоняет работу прибора так, что прибор даже ломается. Но, как правило, в технических установках рано или поздно начинают действовать некоторые ограничения, препятствующие такому разносу установки. В кольцаре тоже есть ограничение: скорость просачивания жидкости через капилляр. Если в трубку снизу выдавливается слишком много жидкости, а через дерево столько просочиться не успевает, уровень жидкости в нижнем отсеке опускается до такой степени, что в трубку поступает уже пар с воздухом. Поэтому давление в нижнем отсеке сразу падает и работа останавливается. Потом работа снова возобновляется и снова останавливается из-за прорыва воздуха. И так несколько раз, пока воздуха под перегородкой не останется совсем. Тогда жидкость заполняет весь нижний отсек и работа останавливается полностью.

Построенный мною кольцар работал около месяца. Начинал работать во второй половине дня и вечером останавливался. Причина остановки состояла в том, что с уменьшением окружающей температуры из кольцара уходило тепло, играющее роль своебразного катализатора для протекания реакции. Убедившись в работоспособности такого спсоба извлечения энергии из гравитационного поля и разобравшись в механике, я кольцар разобрал. А по словам одного из моих интернет-знакомых у него кольцар работал более трех лет. Потом жене надоело каждую субботу вытирать пыль с непонятной штуковины и она потребовала аппарат выбросить. Так останавливается научно-технический прогресс по вине женщин.

Возможно ли создать на основе кольцара практический вечный двигатель? Я в этом сомневаюсь. Дело в том, что любой агрегат имеет нормативный срок работы, после которого его надо заменять. Следовательно, чтобы стать экономически выгодным, кольцар должен за нормативный срок своей работы (это порядка 30 лет для энергетических установок) выработать энергии больше, чем было потрачено на изготовление его деталей. И вот в этом я как раз сомневаюсь. Все же температурный напор, создаваемый в самом кольцаре гравитацией, слишком мал, чтобы обеспечить заметную мощность. Но если температурный напор создавать посторонними агрегатами, тогда можно увеличить производительность в сотни и даже тысячи раз, и ситуация может кардинально измениться. Такая установка называется гравитационной электростанцией и я буду писать о ней отдельно.

Однако есть у меня подозрение, что в далеком прошлом кольцар все же использовали в качестве светильника. А об этом в следующей статье.