Техника - молодёжи 2005-04, страница 28

в секунду бьёт в поверхность земли, а спиральные потоки иглы вздымают вверх то, что остается после разрушительного действия осевого потока. Природа достаточно часто использует вихревые соленоиды, -ежесуточно на нашей планете наблюдают более 300 гроз.

В названии верхнего облака, расположенного над облаком-наковаль-ней, слово «протуберанец» используется в данном тексте не случайно. Протуберанцы Солнца - это результат работы гигантского, по земным меркам, вихревого соленоида, возникшего между слоями плазменного вещества звезды. Отметим для себя, что скорость выброса превышает вторую космическую скорость для Солнца, поскольку плазменному веществу удается преодолеть его силы тяготения.

Если на механизм грозообразова-ния посмотреть более широко, то грозы для атмосферы нашей планеты являются, помимо всего прочего, своеобразными «сбросными клапанами»: избыточное тепло солнечного излучения обращается в холод. Но есть и более странный, даже крамольный, или еретический на первый взгляд, вывод: снег, лёд, талая вода -это форма и способ консервации избыточной тепловой энергии атмосферы. В этом случае надо внимательнее присмотреться и поискать в природе обратный процесс, то есть, поискать естественный механизм извлечения тепла из снега, льда и талой воды.

И такой механизм существует.

В воде, как известно, содержится огромное множество парогазовых пузырьков. Например, в кубическом сантиметре воды из открытого водоема содержится около 30000 пузырьков диаметром 0,10-0,15 мм. Но, кроме таких достаточно крупных пузырьков, в воде имеется множество так называемых «устойчивых пузырьков», для которых подъёмная сила при всплывании уравновешивается силой сопротивления Стокса.

П. Ланжевеном определен предельный радиус устойчивых пузырьков, который при нормальных условиях в чистой воде равен 8x10 ⁵ см = 800 нанометров. Ланжевеновские пузырьки настолько малы, что участвуют в броуновском движении.

При взаимном сближении или удалении между двумя пузырьками возникает завихрение микропотоков среды и при определенных условиях появляется вихревой моль. Учитывая размеры пузырьков, вихрь можно назвать вихревым наномолем (рис. 5).

Вихревые наномоли влияют на развитие пузырьков. Так, вихревой шнур «добывает» из окружающего объёма воды и подает в объём пузырька парогазовую смесь: объёмный вихрь, как и любой закрученный поток жидкости или газа, обладает своим гравитационным полем, под действием

которого вдоль оси вращения идет процесс накопления выделившихся из воды газов и пара.

Естественно, объём пузырька растет. При наложении силовых (акустические, механические, электромагнитные) полей деятельность вихревых наномолей резко активизируется. И если в воде содержится, хотя бы в ограниченных количествах, положительно заряженные ионы или свободные электроны, то ничто не мешает возникновению вихревых соленоидов.

Предпосылки рабочей версии данных гипотетических предположений следует искать в публикациях результатов исследований воздействия ультразвуковых колебаний на жидкостные среды. Так еще в 1968 г. Л.Д. Розенберг, исследовавший воздействие мощного ультразвукового поля на различные среды, в том числе на воду, отмечал: «рассматривая кавитационные процессы в среде многих взаимодействующих пузырьков, было установлено, что в процессе сжатия пузырьков потоки жидкости проходят через узкие пространства между пузырьками и достигают высоких скоростей». В 1984 г. другой известный исследователь химических реакций в акустических полях М.А. Маргулис писал: «...процесс схлопывания пузырька может соответствовать взрывоподобному распаду с отщеплением мелких пузырьков, которые с большой скоростью перемещаются в жидкости и имеют иглоподобные следы. Свойства и поведение таких «растянутых» пузырьков пока не изучены».

В системе из двух пузырьков, связанных между собой вихревым наномолем, процесс зарождения вихревого соленоида начинается с того, что с приближением, например, фронта ударной волны, ближайший к волне пузырек испытывает сжатие (рис. 6). Парогазовая смесь сжимаемого пузырька по осевому каналу вихревого наномоля устремляется в объем второго пузырька. Парогазовая смесь внутри пузырьков чаще всего имеет положительный заряд, поэтому при стремительном перетекании смеси все происходит точно так же, как и в грозообразую-щем вихре. То есть, в спиральных потоках вихря концентрируется и накапливается отрицательный заряд. Возникает игла вихревого наномоля, что и превращает его в вихревой соленоид. Магнитное поле соленоида приводит в движение прежде всего молекулы воды, являющиеся диполями, а те увлекают за собой в спутном потоке остальную часть парогазовой смеси. Как и в грозообразующем вихре, в части осевого канала вихря на подходе к игле, срабатывает эффект Джоуля-Томсона. Смесь с увеличением скорости движения резко охлаждается, и мы имеем на выходе из иглы куму

лятивную струю воды.

Жизнь вихревого наномоля как бы состоит из двух частей. В первой, спокойной и мирной, он может существовать сколь угодно долго. Другая часть его жизни чрезвычайно коротка. Скоротечность её укладывается во временном диапазоне от 10 ⁶ до 10⁹ с. Совершив при сложившихся необходимых и достаточных условиях переход из одного качественного состояния в другое, он успевает выполнить главное - выстрелить, испустить кумулятивную струю воды, скорость которой измеряется сотнями метров в секунду, а её диаметр в поперечном сечении лежит в диапазоне от нескольких долей нанометра до нескольких нанометров. Скорость отдельных кумулятивных струй может достигать значений скорости звука в воде, то есть, около 2000 м/с. В ограниченном объёме воды такая кумулятивная струя способна «пробежать» с десяток миллиметров, «прошивая» на своём пути стенки множества пузырьков. На острие кумулятивной струи при движении в воде развивается колоссальное давление, способное разрушать на своем пути не только межмолекулярные связи и связи между атомами в молекулах воды и содержащихся в ней газов, растворенных веществ, но и буквально «подраз-деть» атом любого элемента, разрушая его электронную оболочку. Поэтому нет ничего удивительного в том научно установленном факте, что при воздействии достаточно мощного ультразвукового поля на ограниченный объём воды, в обработанном объёме содержится более 20% ионов ОН- и Н+.

Вихревой наномолевый соленоид, испуская кумулятивную струю воды, способен разрушать поверхность самого прочного и твердого материа

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 4' 2 0 0 5

26