Б. О. Джолдошева из Института автоматики и информационных технологий нан кр, г. Бишкек; «Cинтез кибернетических автоматических систем с использованием эталонной модели»
§ 2. Теоретические толкования экспериментальных данных
жүктеу/скачать 28,25 Mb.
|
| § 2. Теоретические толкования экспериментальных данных
В каждой из трех выделенных групп теплогенераторов могут дополнительно создаваться специальные режимы работы, способствующие активации жидкости и, как следствие, – увеличению тепловыделения. С этой целью задаются переменные статические давления в рабочей камере, возбуждаются автоколебания в жидкости, формируются дополнительные вихревые течения, ортогональные направлению основного потока, обеспечиваются ударные торможения встречных струй, производится ультразвуковая обработка жидкости и пр. Помимо механических иногда используются и электрофизические способы интенсификации: омагничивание жидкости, импульсное облучение жидкости в оптическом диапазоне, пропускание сквозь жидкость электрического тока и даже воздействие на жидкость космологического векторного потенциала. Сравнительный анализ теплопроизводительности рассмотренных групп генераторов показывает, что, несмотря на отсутствие подвижных частей и высокую эксплуатационную надежность пассивных генераторов, генераторы активного типа могут оказаться относительно более перспективными для практического использования, поскольку, в принципе, дают возможность более эффективно обеспечить результативную механоактивацию рабочей жидкости. Действительно, если температура воды на выходе генератора повышается в результате прямого преобразования работы в теплоту за счет внутреннего трения в жидкости, рассеяния энергии акустических колебаний и т.п., то в этом случае достоинства гидродинамических теплогенераторов сводятся только к их конструктивной простоте и, возможно, несколько большей эффективности по сравнению с конкурирующими вариантами. Весьма характерным в работе теплогенератора является тот факт, что температура воды на его выходе может достигать точки кипения при общих затратах энергии на нагревание воды, явно недостаточных для получения такого результата. Если же причины нагревания рабочего тела менее очевидны, следует выяснить, или хотя бы пытаться выяснить, в чем они заключаются. Нами установлено, что многие физические свойства жидкой воды могут обратимо изменяться в результате ее механической обработки. Так, например, численные значения относительной статической диэлектрической проницаемости e, теплоемкости с, коэффициента n преломления света и др. механоактивированной воды могут существенно отличаться от справочных значений, характеризующих обычную воду. По нашему мнению, одной из наиболее существенных причин подобных отличий служат кавитационные явления, сопровождающие механоактивацию жидкости. Так как поверхности кавитационных полостей являются границами раздела фаз, приповерхностные слои жидкости вблизи границ раздела находятся в механически напряженном состоянии, существенно отличающемся от состояния свободной жидкости, предположительно как квантово-механического явления с взаимным переходом в микро и макромирные фазовые уровни газо-жидкой смеси. При развитой кавитации относительный объем приповерхностных областей жидкости становится весьма значительным: в каждом миллилитре кавитирующей жидкости содержится от 103 до 105 парогазонаполненных пульсирующих кавитационных пузырьков со средним диаметром около 10 мкм каждый. При начальной температуре воды на входе струезавихрителя Т1=20оС температура воды после механической обработки возрастала до Т2=55оС, при начальной температуре Т1=40оС – до температуры Т2=85оС; при начальной температуре Т1=66,5оС на выход струезавихрителя поступала кипящая вода. Таким образом, весьма вероятно, что при механической обработке, вызывающей интенсивную кавитацию, часть воды переходит в упорядоченное, коллоидоподобное, или, скорее, близкое к жидкокристаллическому состояние В2, причем такой термодинамический, а скорее, квантово-механический микро-макромирный переход В1®В2 сопровождается тепловыделением. Переход такого рода можно определить как фазовый переход в широком смысле [1], [2] и предположить, что в результате механоактивации вода испытывает экзотермический фазовый переход в широком квантово-механическом смысле с выделением избыточного тепла Qизб: В1 ® В2 + Qизб. (1) Нами также установлено [1], что частично упорядоченное состояние воды оказывается неустойчивым и сопровождается обратным переходом из метастабильного состояния В2 в стабильное В1, причем обратный переход В2®В1 является эндотермическим и может происходить как с относительно монотонным, так и со скачкообразным поглощением тепла: В2 ® В1 – Qизб. (2) Скачкообразный фазовый переход В2®В1 сопровождается резким охлаждением воды; так, например, температура воды может понизиться от Т2=75оС в дисперсной фазе В2 до Т1=(45-55)оС в фазе В1. Время tр релаксации при обратном переходе, в зависимости от стабильности внешних условий и чистоты воды, может составлять от нескольких до десятков минут: tр= (3-30) мин. жүктеу/скачать 28,25 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|