Юный техник 1994-09, страница 72
СОЮЗ МАГНИТА И ПЛАМЕНИ В книге, которую более 150 лет назад написал известный популяризатор науки Гастон Тисандье, описан любопытный опыт. Жестяной диск диаметром около 30 см укреплен на острие вертикальной иглы, для чего в его центре керном сделано небольшое углубление. По бокам диска — два магнита. Они расположены так, что силы притяжения уравновешены и диск на игле свободно вращается. В непосредственной близости от одного из магнитов ставится зажженная свеча, и... пройдет немного времени — диск начинает вращаться. Почему? При нагревании сталь вначале постепенно, а затем очень резко теряет магнитные свойства. И стоит одному из участков стать более горячим, чем другие,— равновесие магнитных сил нарушается, диск приходит в движение. Очень уж заманчиво получить предельно простую тепловую машину без поршней, шатунов или лопаток. Но вот беда — КПД, да и мощность таких двигателей невелики. Диск не так-то легко быстро нагреть и остудить. Следовательно, вращается он медленно. Этим и объясняется малая мощность при столь больших габаритах. Причины же низкого КПД прежде всего в том, что тепло медленно растекается по диску. В результате температура отдельных его участков успевает выровняться. Разность магнитных сил уменьшается, и тепло теряется. Изобретатели немало потрудились над устранением этого недостатка. Диск предлагали делать тонким, разрезным. Иногда придавали ему форму цилиндра, даже заменяли... цепями. Все эти новшества призваны были увеличить площадь поверхности, приходящейся на единицу массы. В результате процессы нагревания-охлаждения протекали быстрее, мощность увеличивалась. Но, кроме растекания, есть еще один источник потерь тепла. Дело в том, что диск начинает вращаться, когда один из его участков сильно нагрет. И вращение продолжается до тех пор, пока мы не дадим этому участку остыть. При этом приходится тратить понапрасну до 85% тепла... А теперь взгляните на следующий рисунок. Здесь два двигателя расположены так, что один из них частично подогревает другой. Очевидно, КПД системы в целом должен возрасти. И будет еще лучше, если собрать большую цепочку двигателей да замкнуть ее в кольцо. КПД такой системы теоретически может достигнуть КПД цикла Карно! Однако приглядимся внимательнее к достигнутому. Мы начинали с крайне неэффективного, однако предельно простого устройства. Теперь знаем, как повысить его КПД и мощность, но достигаем этого тем, что от простоты не осталось и следа. В 1961 году в США изобретатели предложили еще один термомагнитный двигатель, схему которого вы видите на рисунке. Он представляет собой замкнутый трубопровод, по которому циркулирует магнитная жидкость. На одном из участков она проходит внутри соленоида или постоянного магнита цилиндрической формы. Пока жидкость нагрета равномерно, магнитные силы вызвать ее движение не могут. Но стоит на небольшом участке внутри соленоида повысить температуру до точки Кюри (750° С), как равновесие магнитных сил нарушится, жидкость потечет. Пройдя далее через теплообменник, она отдаст избыток тепла окружающей среде, остынет и восстановит свои магнитные свойства. Поток магнитной жидкости пройдет через гидродвигатель (турбину, поршневую или лопаточную машину — безраз 68 |
