Техника - молодёжи 1970-11, страница 41
НАГРЕВ топлива, пар и другие газообразные теплоносители). Известны и ТДТ, например реле с биметаллической пластинкой, изгибающейся при нагреве. Что же касается вращательного движения в ТДТ, то эту проблему впервые удалось разрешить советскому изобретателю Н. Мартьянову (авторское свидетельство № 225620). Обратимся к рисунку 4. На статоре 1 расположен ротор 2 и закреплен эксцентрик 3, который может свободно вращаться вокруг своей оси. На роторе установлены блоки 4. На них натянуты металлические проволоки 5, прикрепленные одним концом к ротору, другим концом к эксцентрику. Если с одной стороны ротора нагревать проволоки, многократно обегающие ролики, а с другой стороны их охлаждать, то ротор и эксцентрик будут вращаться вокруг своих осей. Чтобы лучше понять, почему это происходит, рассмотрим картину сил, приложенных к эксцентрику при отсутствии нагрева и охлаждения фис. 5). Pi, Рб, Рю — усилия, создаваемые натяжением проволок 1, 6, 10. Пока нет теплообмена, равнодействующая этих сил R проходит через ось Оь то есть не создает крутящего момента в соответствии с законом сохранения энергии. Как только начинается нагрев и охлаждение (рис. 6), величина сил Рь Рб, Рю благодаря разным значениям теплового расширения проволок заметно меняется. Равнодействующая R образует эксцентриситет 1, то есть приводит во вращение ротор. Действующая модель, построенная Н. Мартьяновым, развивает скорость вращения около 200 об/мин — от теплового потока небольшой спиртовки. А как обстоит с к.п.д.? Ведь принято считать, что на твердом рабочем теле нельзя создать экономичный двигатель с высоким коэффициентом полезного действия. Мне удалось, найти решение, по-видимому, избавляющее ТДТ от этого «извечного» недостатка (авторское свидетельство № 266471). Как известно, изменение свойств вещества связано с переходом из одного агрегатного состояния в другое — так называемые фазовые превращения первого рода. Однако некоторые элементы и сплавы, нагретые до определенной критической температуры, претерпевают столь же резкие изменения основных физических свойств (теплоемкость, модуль упругости, тепловое расширение и др.), но сохраняют свое агрегатное состояние, оставаясь по-прежнему твердым телом (фазовые превращения второго рода). Причем происходят эти «метаморфозы» при самом незначительном перепаде температур. Такой материал при нагреве будет, например, с большой интенсивностью «впитывать» тепловую энергию, а при охлаждении, наоборот, «сдерживать» — снижать тепловые потери. Правильный подбор рабочего тела для ТДТ может обеспечить высокий к.п.д. превращения энергии. Совместно с Н. Мартьяновым мы построили и исследовали несколько действующих оригинальных моделей ТДТ. Одна из них предназначена для работы в условиях глубокого вакуума. Расчеты показали, что такая схема, исполь зующая энергию Солнца, представляет интерес. Человек сделал первые шаги по Луне. Вероятно, в будущем на нашем естественном спутнике построят научные базы. Возможно, выгоднее будет организовать энергоснабжение не на привозном «земном» топливе, а на местных «селенотермических» источниках. Один из таких источников, напоминающий вулканический, был обнаружен в ноябре 1958 года советским астрономом Н. Козыревым. Спектрограммы красного свечения кратера Аристарх показали, что из глубин Луны выделяется горячий углекислый газ. Аналогичные явления наблюдались учеными и в других районах Луны. Если в момент извержения температура СОг очень велика и составляет, как свидетельствуют измерения, примерно 2000° С, то не исключена возможность и непрерывного выделения газов с более низкими температурами — в отдельных точках лунной поверхности. Там-то и окажется полезным ТДТ. Вернемся на Землю. В пустынях, в сухих степях, там, где воду приходится добывать из глубоких колодцев насосами, нужен двигатель. Электричество есть не везде, завозить и хранить топливо для двигателей внутреннего сгорания сложно, дорого. Прямым излучением Солнца, без каких-либо концентраторов, можно в неглубоких бассейнах с зачерненным дном нагревать воду до 70—80°. самотеком направлять ее в ТДТ, а для холодильника использовать выгодное в условиях пустыни испарительное охлаждение. Перепада температур 55—60° вполне достаточно для получения устойчивого вращения приводного вала, крутящего ротор насоса. Именно так работает одна из наших моделей. В нагреватель ТДТ заливается горячая вода, охлаждение в холодильнике — испарительное. Четырех литров кипятка хватает для того, чтобы модель ТДТ в течение 45 мин. вращала небольшой наждачный круг. ТДТ будет работать и на горячих подземных источниках, например, на Камчатке. Вода с температурой 70—90° обеспечит круглогодовую работу ТДТ, приводящего в действие электрогенератор мощностью 5—10 квт. Особенно нужен ТДТ сельскому хозяйству. Пригодно любое доступное топливо. Сжигая его и направляя горячие газы в нагреватель ТДТ, можно привести в действие различные сельскохозяйственные машины и приспособления 39 |
