Техника - молодёжи 1964-03, страница 21

док — емкость минимальная; уходит дальше — емкость возрастает.

Таким образом и создается переменное электрическое толе. Удобнее всего строить гидрогенераторы электростатические, такие, у которых рабочая поверхность обкладок представляет собой часть цилиндрической поверхности. А в турбогенераторе лучшие обкладки будут дисковыми.

ГЕНЕРАТОРЫ ЧУДЕС

С помощью даже несложных подсчетов убеждаешься, какую огромную экономию принесут в недалеком бу-

ЛАВРОВСКОГО

дущем емкостные электростатические генераторы.

Прежде всего экономится металл. Меди требуется не больше 5% того количества, которое необходимо для индукционных генераторов. Но и ее можно заменить любым металлом.

Для ротора и статора не нужна высококачественная электротехническая сталь. Отпадает необходимость в применении повышающих трансформаторов, так как электростатическая машина по своей природе высоко-вольтна, и новые генераторы можно будет подключать непосредственно к линиям электропередач.

Таким машинам не страшны короткие замыкания. Они не боятся перегревов. Не надо термостойких изоляционных материалов, сложных и дорогих систем охлаждения. Для емкостных электрогенераторов перегревы даже полезны: оптимальные свойства титаната бария особенно проявляются при температурах свыше 100° С.

Эти машины дают возможность получать ток, предельно близкий к чистой синусоиде, без гармоник, что очень важно во всех областях техники и для науки, так как подобный ток обеспечивает высокую устойчивость работы систем.

Кпд таких генераторов не ниже современных индукционных электрогенераторов — близкий к 98%.

Но, может быть, страшна радиоактивность? Нет, альфа-частицы имеют малый пробег и не пробивают стенки корпуса машины. Применение альфа-частиц значительно упрощает биологическую защиту.

Вот и весь небольшой рассказ о чудесных генераторах, которые изобрел преподаватель физики Омского авиационного училища Гражданского воздушного флота Василий Анатольевич Лавровский. Этому ои посвятил всю свою жизнь. И, быть может, недалек тот день, когда по его расчетам будут построены первые такие генераторы и ток емкостных машин, дешевых и мощных, устремится по проводам к машинам фабрик, заводов, в жилые дома.

НЕ ВОПРЕКИ",

А В РАЗВИТИЕ

Среди многочисленных откликов на статью Е. Александрова «Вопреки учебникам» (см. № 8, 1963) было и письмо заведующего кафедрой теплотехники Омского института инженеров железнодорожного транспорта В. Климовича.

«Я хотел бы обратить внимание читателей иа один факт, который вообще не учитывался в классической механике. Речь идет о частичном восстановлении касательной скорости при таном соударении тел, при котором ие происходит проскальзывания в контакте удара. Этот факт по неизвестным причинам вообще в прошлом не был подмечен. Конечно, речь здесь идет ие о ревизии классических положений механики, а о развитии, углублении некоторых существующих представлений в связи с постоянно растущими запросами практики».

Волейболист посылает сильный крученый мяч, который, попадая иа руки противника, испытывает мгновенный боковой толчок и улетает в неожиданном направлении. Закрученный целлулоидный шарик, встречая, казалось бы, правильно ориентированную ракетку, вдруг уходит в аут. Опытный бильярдист, хорошо владеющий «виитом», при ударе может в совершенстве управлять своим шаром, ставить его в самые невыгодные для противника положения.

Что же происходит в этих случаях? Что заставляет мяч или шар столь необычным образом менять свою траекторию?

Теоретическая механика рассматривает три случая соударения тел. Представьте себе абсолютно гладкий шар, падающик на абсолютно гладкую плиту. Этот идеальный случай предельно прост и хорошо описывается классической механикой. Интересно, что, если даже шар вращается вокруг одной из своих осей, результаты соударения ие изменятся: ведь поверхности абсолютно гладкие и иет трения, которое позволило бы соударяющимся телам «обменяться» касательными скоростями.

Конечно, реальные тела далеки от этого идеального случая. Неизбежное трение приводит к тому, что при соударении вращающихся тел в месте контакта возникают ие только нормальные силы, но и касательные. Если касательная сила равна или превосходит силу трения в месте контакта, соударение реальных тел происходит со скольжением. Если же оиа меньше силы трения, происходит удар со сцеплением в контакте.

И вот имеиио этот третий случай соударения в классической механике был разобран неточно, поскольку ие учитывалась касательная упругость тел Поэтому по существующим методам расчета считается,, что при косом ударе тел или при ударе вращающихся тел, когда в месте контакта возникают и нормальные и* касательные силы, восстановление упругих деформаций происходит только по нормали. Касательные же деформации считаются вязкими и потому не-восстаиавлнвающимися.

И вот результат неучтенных факторов. Попробуем подвести баланс энергии до и после удара. Если шары абсолютно упругие и контакт нескользящий (то s есть треиие отсутствует), потерь при удаое ие должно быть.

Что же дают результаты расчетов?

Они утверждают, что энергия поступательного движения по нормали сохраняется. 20,4% энергии вращения преобразуются в энергию поступательного движения по касательной и 8,16% ос

таются во вращательном движении шара. Остальные 71,44% необъяснимо исчезают.

Чтобы устранить это противоречие, мы предположили, что при ударе со сцеплением частично восстанавливается не только нормальный, но и касательный импульс.

Баланс энергии, вычисленный с учетом этого обстоятельства, получается ие такой, как раньше. В поступательное движение преобразуется 81,6% энергии и во вращательном остаются 18,4%. Никакого «исчезновения» энергии ие происходит.

Необходимость в уточнении законов удара возникла ие случайно. Мы столкнулись с ней, рассчитывая потери энергии при ударах стальных шаров в камерах трубиой вибрационной мельницы. С подобной задачей в технике приходится встречаться довольно часто.

Весь вырабатываемый цемент и более половины каменного угля, сжигаемого на электростанциях, размалываются ударным воздействием падающих шаров в громоздких и малоэффективных шаровых барабанных мельницах. Основную часть сопротивления при пневматической транспортировке сыпучих материалов по трубам составляют потери энергии при ударе частичек о стеики труб. Затвердевшие частички золы, летящие с газами по газоходам парового котла, ударным воздействием изнашивают поверхности нагрева. Во всех этих и многих других случаях приходится рассматривать ударное взаимодействие между телами.

И точное оешеиие задачи о соударении, может быть, позволит создать новые эффективные механизмы и приспособления, как нам оио помогло разработать принципы новой мельницы — вибрационной, с чисто упругим мелющим слоем.

В. КЛИМОВИЧ, инженер