ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОЛЕВИТАЦИИ
На рис. 1 показано плоское тело, нижняя поверхность которого нагрета до температуры T+ΔT, а температура верхней грани совпадает с температурой окружающего воздуха T. Предполагается, что такая система должна обеспечить существенную подъемную силу. Являясь следствием выводов газовой динамики [1], этот способ принципиально отличается от метода создания подъемной силы, объявленного газодинамическим [2]. Симметрия тела - основное отличие метода от другого теплового способа, в котором подъемная сила обусловлена шероховатостью одной грани [3, 4].
Рисунок 1. Термолевитация
Разность температур нижней грани и окружающей среды приводит к отдаче тепла
(1)
за время t поверхностью, площадь которой - S; α - коэффициент теплоотдачи. С другой стороны, в соответствии с первым началом термодинамики тепло, переданное воздуху, идет на изменение его внутренней энергии
(2)
где n - плотность молекул воздуха, v - их средняя скорость и
(3)
Здесь m - масса молекулы воздуха, v1=v - ее скорость до столкновения с поверхностью тела, v2 - то же после рассеяния; коэффициент 5/3 отвечает за то, что молекула воздуха ведет себя как молекула, обладающая пятью, а не тремя степенями свободы. Использование упрощенной модели идеального газа не принципиально, - в настоящей работе выясняется возможность термолевитации и не более. Равенство отдаваемого телом тепла (1) изменению внутренней энергии (2) приводит к результату
(4)
который позволяет оценить подъемную силу
(5)
где R - универсальная газовая постоянная, M - масса одного киломоля воздуха. При S=1м2; ΔT=1000K; T=3000K подъемная сила составляет 0,72Н, что соответствует массе поднимаемого груза 73 г. Это, правда, требует затрат энергии Q/t=5.6[Вт/м2К]×1[м2]×100[К]=560Вт! Это слишком много, чтобы отказаться от рассмотрения варианта термолевитации, в котором температура верхней поверхности тела ниже температуры окружающей среды. А это уже имеет отношение ко второму началу термодинамики. Пока же необходимы экспериментальные исследования, которые позволили бы оценить возможность и эффективность такого способа полета. Косвенные результаты, касающиеся изменения веса при нагревании тела [5] не достаточны. Рассматривать их как подтверждение описанной выше идеи не следует.
С другой стороны, коэффициент термической аккомодации для воздуха близок к единице [1]. Поэтому равенство отдаваемого телом тепла (1) изменению внутренней энергии воздуха (2) не должно вызывать упреков. Сомнение вызывает лишь привлечение упрощенной модели идеального газа. Почему это сделано, понятно. Существуют большие проблемы с описанием углового распределения рассеянных поверхностью твердого тела молекул воздуха [6]. Однако, маловероятно, что даже косинусный закон Кнудсена [6] уменьшит результат (5) более чем вдвое.
Примечательно, что в отличие от аэродинамики подъемная сила термолевитации и потери энергии зависят от размеров тела одинаковым образом. Этот факт может сыграть определяющую роль в создании конструкций, обладающих очень большой подъемной силой. В классической аэродинамике подъемная сила пропорциональна четвертой степени хаpaктерного размера, а потери энергии - пятой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Эммонс Х. Основы газовой динамики. - М.: ИЛ, 1963. - 702 с.
- Блин Е. Четвертый способ. // Авиация общего назначения. 2002. № 12. С. 19-24.
- Герасимов С.А. Эффект термолевитации // Техника и технология. 2005. № 2. С. 123-128.
- Герасимов С.А. О левитации и экранировании в газовой динамике // Вопросы прикладной физики. 2005. № 12. С. 131-133.
- Дмитриев А.Л. Управляемая гравитация. - М.: Новый центр, 2005. - 70 с.
- Гудман Ф., Вахман Г. Динамика рассеяния газа поверхностью. - М.: Мир, 1980. 424 с.
Работа представлена на заочную электронную конференцию «Новые технологии, инновации, изобретения», 15-20 июля 2008г. Поступила в редакцию 16.07.2008 г.
Статья в формате PDF
112 KB...
01 05 2024 13:47:42
Статья в формате PDF
408 KB...
30 04 2024 22:11:41
Статья в формате PDF
263 KB...
29 04 2024 6:57:16
Статья в формате PDF
121 KB...
28 04 2024 16:36:51
Разработан пакет графических алгоритмических моделей отбpaковочных испытаний радиоприемных устройств, изготавливаемых и выпускаемых предприятием, как первый шаг к последующей автоматизации. Показано преимущество разработанных моделей по сравнению с действующей текстовой инструкцией по проведению испытаний.
...
27 04 2024 14:30:47
Статья в формате PDF
171 KB...
25 04 2024 11:31:55
Статья в формате PDF
112 KB...
24 04 2024 20:11:46
Статья в формате PDF
89 KB...
22 04 2024 19:29:59
Рассмотрены химические и термодинамические особенности возникновения тетрадного эффекта фpaкционирования редкоземельных элементов в высоко эволюционированных гранитоидах на многих примерах его проявления в отечественной и зарубежной пpaктики. Выявление тетрадного эффекта позволяет боле глубоко понять особенности петрологии развития магматических очагов многих интрузивных комплексов и потенциальные перспективы гранитоидов на редкометалльное и редкоземельное оруденение. Составлена математическая программа расчёта тетрадного эффекта фpaкционирования редкоземельных элементов, прилагаемая в электронном варианте к статье.
...
20 04 2024 10:49:11
Статья в формате PDF
225 KB...
19 04 2024 9:32:35
Статья в формате PDF
112 KB...
18 04 2024 0:34:39
Статья в формате PDF
110 KB...
16 04 2024 15:57:12
Статья в формате PDF
244 KB...
15 04 2024 15:59:48
Статья в формате PDF
122 KB...
13 04 2024 15:53:44
Статья в формате PDF
112 KB...
12 04 2024 17:32:49
Статья в формате PDF
297 KB...
11 04 2024 17:46:49
Статья в формате PDF
240 KB...
10 04 2024 18:25:33
Статья в формате PDF
127 KB...
09 04 2024 0:54:53
Статья в формате PDF
106 KB...
08 04 2024 6:14:34
Статья в формате PDF
91 KB...
07 04 2024 7:45:38
Статья в формате PDF
263 KB...
06 04 2024 3:12:21
Статья в формате PDF
286 KB...
04 04 2024 2:41:28
Статья в формате PDF
127 KB...
03 04 2024 22:12:51
Статья в формате PDF
150 KB...
02 04 2024 3:19:14
Проведен анализ эффективности курсового гетеросуггестивного воздействия на функциональное состояние ЦНС у женщин репродуктивного возраста. С помощью методов электроэнцефалографии и спектрального анализа вариабельности сердечного ритма получены достоверные данные о положительной динамике на центральном и вегетативном уровнях обеспечения психофизиологической устойчивости обследованных женщин.
...
01 04 2024 18:56:51
Статья в формате PDF
244 KB...
31 03 2024 2:18:50
Статья в формате PDF
145 KB...
30 03 2024 23:36:29
Статья в формате PDF
124 KB...
29 03 2024 4:33:10
Статья в формате PDF
94 KB...
27 03 2024 17:14:58
Статья в формате PDF
107 KB...
25 03 2024 5:20:42
Статья в формате PDF
139 KB...
24 03 2024 22:30:10
Статья в формате PDF
265 KB...
23 03 2024 14:18:53
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
