Что известно об этой технологии?
В книге "Энергия воды" говорится, что трубопровод был построен в 1933 г. в городе Донавиц. Успешно работал. Даже были планы построить еще один, но из-за экономических передряг в угольной отрасли эти планы не осуществились. По тем же причинам был закрыт и первый трубопровод.
Известные технические данные (из книги).
Диаметр труб ф275 мм ( 11 дюймов).
К сожалению, не говорится о материале труб и какой это диаметр внешний или внутренний.
Уклон труб от 1% (т.е.1 сантиметр на 1 метр).
Это совсем небольшой уклон. У канализационных труб уклон 1% считается минимально допустимым иначе ничего никуда не потечет.
Уверен, что при уклоне 1% линейная скорость потока была небольшая и при этом все работало.
Запомним.
Особенность конструкции вокруг которой пытаются водить хороводы искатели чудес.
Заключается в том, что в стенках трубопровода были организованы иллюминаторы из обычного стекла (не бронированного). Через них можно было наблюдать за тем что происходит внутри трубы.
Правда, чего то особенного видно не было, поток угля сливался в единую серую массу.
Обычно, на этом месте делается вывод о какой то сумасшедшей скорости потока.
Уклон 1% это, извините, не о чем. Картинка сливалась потому что поток проходил близко от иллюминатора.
Если в метро прислониться лбом к стеклу двери и попытаться рассмотреть отдельные плиты тоннеля, то ничего не получится. Даже если поезд снизит скорость перед глазами будет сплошная серая масса.
Тем не менее, перемещаемая по трубе руда не повреждала иллюминаторы.
Это значит, что руда при движении не касалась стенок.
Или по другому.
При движении по трубопроводу на каменный уголь действовала сила направленная от стенок к центру трубы.
Часто, к технологии трубопровода пытаются приплести камни левитирующие в горном ручье. Якобы, Шаубергер наблюдал это явление лично. По крайней мере, так написано в книге.
Может быть так и было. Может быть левитация камней в ручье и уголь в трубе это схожие физические явления, но т.к. как по камням никаких подробностей нет, то их я пока отложу в сторонку.
Во первых, я уже говорил, что книга весьма специфический источник информации. Автор не разбирается в предмете о котором пишет.
Во вторых, свечку у горного ручья я не держал и что там наблюдал Шаубергер, а самое главное при каких обстоятельствах я не видел.
Давайте разбираться с каменным углем.
Речь идет именно о каменном угле, НЕ о камнях.
Какова плотность каменного угля? Не насыпная, а именно куска.
Удельный вес (плотность) каменного угля 1,2 – 1,5 г/см³. Возьмем 1,3 г/см³.
Какова плотность камня? Возьмем гранитный щебень.
Удельный вес (плотность) щебня/камня 2,6 г/см³
Какова плотность воды? Это просто - 1 г/см³
Как раздувается чудо вокруг трубопровода?
После красочного описания процесса, читатель представляет себе каменюку размером с кулак. Мысленно наполняет ими ведро и взвешивает его на руке, тоже мысленно. Может, камни ведрами таскали не все, но ведро воды каждый поднимал. Камни (2,6 г/см³) тяжелее воды (1 г/см³) более чем в два раза!
И тут...
И тут начинаются фантазии.
Нихрена себе, силища какая в трубе возникает. В трубу камни ведрами кидают! Их там (ведер) сотни, а вода держит!!! А камни стенок не касаются!! Вот это чудо!
Что же происходит по факту?
Во первых, не камни, а каменный уголь. Он в два раза легче.
Во вторых, силу Архимеда никто не отменял!
Сколько покажут весы, если мы поставим их на стол и положим на них 1 см³ каменного угля?
Они покажут 1,3 г.
Возьмем тазик с водой. Опустим под воду весы и положим тот же самый 1 см³ каменного угля. Сколько весы покажут?
Они покажут 0,3 г.
Почему? Потому что на уголь дополнительно действует сила Архимеда.
Получается. Для того чтобы 1 см³ каменного угля начал плавать к нему нужно приложить силу 0,3 г. Да, я знаю, что сила меряется в ньютонах. Просто не хочу лишнее писать.
Грубо говоря, когда мы представляем именно камни, то ожидаем чудо пропорциональное 2,6 г, а исходя из функционирования трубопровода оно на самом деле пропорционально 0,3 г.
Немножко физики за 6 класс + желание разобраться и оппа-а-а, чудо уменьшилось более чем в 8 раз!
Уже и не чудо вовсе, а так, не большая странность.
Чтобы разобраться какова форма потока в транспортной системе для угля, нужно понять какой формы там точно нет.
Основным открытием Шаубергера было существование горизонтальных вихрей. По этому всем хочется увидеть эти самые горизонтальные вихри во вех изобретениях ученого.
Вот как Виктор Шаубергер изображал структуру горизонтального вихря.
Такое движение я называю упорядоченно вихревым потоком.
В своем видео "Горизонтальный вихрь" я подробно перевожу этот эскиз в 3-х мерную модель.
В поперечном сечении такой поток напоминает роликовый подшипник.
Вопрос. При каких условиях структура подшипника будет максимально устойчива? В видео я об этом подробно рассказываю.
Первое.
Сила трения в точках контакта между роликами и стенками трубы должна быть одинакова. Тогда все будет вращаться и обкатываться без заеданий/разрушений.
Второе.
Массы периферийных роликов должны быть равны. В противном случае возникнет дисбаланс и подшипник разрушится.
Другими словами плотность жидкости должна быть однородной и одинаковой у всех роликов и у центрального в том числе.
Отсюда вопрос.
Какие могут быть равномерность и баланс если по трубе несется вода в перемешку с разнокалиберными камнями?!!
В трубе принципиально не могут сложится условия необходимые для формирования горизонтального вихря, т.е упорядоченного вихревого потока, т.е. потока в котором общая сила трения минимальна.
Вывод только один.
Организация потока в транспортной системе не связана с горизонтальными вихрями и очень четкой структурой.
Кстати, горизонтальных вихрей не было и в лесосплавной системе.
Давайте подробно опишем ситуацию.
Как говорится, в правильно сформулированном вопросе содержится 50% ответа.
- Поток воды несет камни по трубе.
- Камни (каменный уголь) своих свойств, таких как масса, плотность и т.д. не меняет.
- Свойства воды то же не меняются.
- Камни стенок не касаются. Значит возникает сила направленная от стенок в центр потока.
- Сила совсем небольшая, по крайней мере, для каменного угля.
- Эта сила возникает только при движении потока.
Т.е. в центре потока каменный уголь, далее прослойка воды, далее стенка трубы.
Получается, со стороны прослойки воды на уголь действует сила, направленная от стенки . Повторюсь, эта сила возникает только при движении угля по трубе. Чем выше скорость тем лучше работает труба, так говорится в книге. - Очевидно, что в трубе есть еще что то. Есть какой то конструкционный нюанс который создает условия при которых вода отталкивает камень от стенок.
Ключевая фраза: условия при которых вода отталкивает камень. И эти условия возникают в движении.
По моему все просто.
А теперь, я скажу одну вещь и если я не прав, разрешаю забросать меня каменным углем.
Каждый из вас создавал условия при которых вода отталкивает камень. Как правило, Вы это делали ради развлечения.
Кто не догадался, вот видео этого процесса.
Механика блинчиков по воде.
Когда камень ударяется о поверхность он смещает некоторую массу воды. Любая уважающая себя масса желает двигаться с постоянной скоростью или находиться в покое.
Покой это наш вариант. Как только покой нарушается, со стороны потревоженной массы, мгновенно возникает сила инерции такой величины и направления, чтобы все вернуть как было.
Давайте еще сильнее замедлим движение камня.
Камень коснулся поверхности. Сместил 1 мг воды.
Возникла со стороны этого миллиграмма сила инерции?
Конечно. Она направлена против сдвига. Только она маленькая. Камень движется по инерции благодаря своей массе. Его масса большая. Следовательно и его сила инерции большая и она продолжает вдавливать камень в воду.
По мере погружения камень выводит из покоя все большую массу воды. Сила инерции со стороны потревоженной воды растет и наступает момент когда...
сила инерции воды говорит силе инерции камня:
- А не обнаглела ли ты тут погружаться?! Не пора ли тебе вместе с камнем полететь дальше!
Суть понятна. Камень отбрасывает сила инерции воды. Вода не обязательно должна находиться в покое. Главное что бы скорость камня была больше скорости воды. Мы можем делать блинчики и на реке, как против течения так и по течению.
А что произойдет если камень будет двигаться не по инерции после броска а ...
Мы будем тащить его за нитку на такой же скорости вдоль поверхности воды.
Прыгать будет? Будет. А если будем не тащить а толкать? Все равно будет.
А если представить такую ситуацию?
Есть река и по какой то причине слой воды у дна движется медленно а остальная вода быстро. При этом разделение потока по скоростям очень резкое.
Если мы бросим камень в такую реку он не сможет коснуться дна.
Разогнанный быстрым потоком он будет отскакивать от водораздела между быстрой и медленной водой в сторону быстрой воды.
Устройство транспортной системы для каменного угля
Условия которые необходимо создать в трубе понятны. Нужно сделать так чтобы вода у стенок трубы двигалась медленнее чем в центре. При достаточной разности скоростей угля и воды у стенки последняя превращается в своеобразную подушку от которой каменный уголь отскакивает.
Вариантов обеспечить разность скоростей несколько.
Предлагаю вариант который, как мне кажется, использовал Виктор Шаубергер. Я так говорю, потому что, исходя из эскизов оставшихся после изобретателя, можно проследить направление его идей и решений.
Конструктивно трубопровод для транспортировки угля очень походил на трубопровод для транспортировки воды. Начну с того в чем они похожи, а продолжу расхождениями.
В водяной трубе на стенках были установлены ряды завихрителей. При этом шаг завихрителей, их размер, угол атаки это очень важные и взаимосвязанные вещи. Благодаря чему на всем протяжении трубы поддерживалась очень четкая структура потока - горизонтальный вихрь с правильной геометрией. Это в свою очередь приводило к резкому снижению общей силы трения и росту производительности по воде. Об этом я говорил в своем видео.
Также я говорил о соотношении между крутизной навивки периферийных роликов и скоростями вращения и линейного перемещения центральной части потока.
Чем положе навивка тем выше скорость вращения центра и медленней (относительно конечно) его линейное перемещение.
Чем круче навивка тем медленней вращение но выше линейная скорость.
На своей половинке рисунка я изобразил предельную крутизну навивки. Периферийный ролик у меня только один и лежит виток к витку. Такого добиться нельзя, но за то видно что центральный поток вкатывается в трубу как на роликах. Центральный поток при этом еще и вращается. Он даже в моем невозможном случае вращается так как ролики немножко развернуты.
Пока про вращение забудем.
На рисунке изображен кусок каменного угля, который, по какой то причине, находится в самом центре трубы. Под действием силы тяжести он начинает двигаться вниз, но делает это медленно. Потому что Сила Архимеда + вязкость жидкости. Уголь достигает зоны периферийных роликов и втыкается в один из них.
Для простоты представим что ролик резиновый.
В какую сторону будет направлена сила действующая на уголь со тороны ролика?
Сила реакции опоры перпендикулярна поверхности. Ролик цилиндрический, значит из точки контакта, вдоль радиуса на уголь действует сила - сила реакции ролика Fр.
Точка контакта лежит на поверхности ролика, а ролик вращается и он резиновый. Значит сила трения потащит уголь по касательной. Fтр - сила трения со стороны ролика.
Складываем Fр + Fтр по правилу параллелограмма и получаем результирующую сил F.
В случае с водяным роликом силой реакции (F) будет та самая сила инерции воды благодаря которой мы делаем блинчики.
Кто бы мог подумать?! Результирующая сила направлена в центр трубы. Т.е. стоит углю коснуться периферийных роликов и он будет отброшен в центр. Но...
Ролики не резиновые, а камни, не смотря на силу Архимеда имеют очень большую суммарную массу. Они продавят периферийные ролики...
Значит, есть что то еще.
Еще осталось вращение.
Уверен что все наблюдали работу стиральной машины. Вещей положим немного. В режиме стирки вращение медленное. Хотя центробежная сила присутствует, она не достаточно велика. В верхней точке барабана сила тяжести преодолевает центробежную силу, отрывает вещи от стенки барабана и они падают вертикально вниз с характерным чпоком.
Я не художник, по этому нарисовал вещи схематично.
Вопрос.
Что будет с групповым чпоком если мы заполним барабан жидкостью тяжелее воздуха но легче воды? Что будет если на вещи будет действовать Архимедова сила замедляющая их падение?
Группового чпока не будет. Вещи будут падать медленно и та которая достигнет нижней точки будет быстренько перемещена на верх. Барабан будет работать как жонглер. Другими словами на стенки барабана будет воздействовать не суммарный вес всех вещей а только малая его часть.
Технология блинчиков + стиральная машина = транспортная система.
Теперь о различиях.
В угольной трубе роль завихрителей состояла в том чтобы создать вдоль стенок трубы плотную оплетку из водяных роликов. Об идеальной синхронизации речи не идет.
Во первых, ее невозможно добиться. Среда не однородная, вода + камни. Даже если без камней что то там складывается, сыпанул ведро камней и все развалилось.
Во вторых, при разработке транспортных систем, самой главной задачей является создать условия именно для транспортировки.
Как пример лесосплав. Там то же ничего особенного не было.
Если же мы привяжемся к упорядоченному вихрю, к структуре идеальной формы, то мы многократно усложним себе задачу. Велика вероятность того, что в тех обстоятельствах которые есть мы не сможем создать условия для горизонтального вихря. Допустим, уклон не тот или воды недостаточно, диаметр труб нужен циклопический и т.д..
Зачем усложнять себе задачу если принципиальной необходимости в этом нет?
Другими словами, завихрители создавали оплетку такой формы которая максимально эффективно отталкивала камни от стенок. Общая сила трения и синхронизация при этом не учитывалась.
Ну и последний вопрос.
Могла ли угольная труба транспортировать настоящие камни?
Уверен что могла. Я привязался к каменному углю только для того чтобы снизить градус чуда при объяснении.
Я занимаюсь разработкой оборудования для пищевой промышленности и на личном опыте знаю о маниакальном желании заказчика проверить оборудование на вшивость. Речь, конечно, не о том человеке который купил, а о тех кто будет оборудование эксплуатировать.
Правило простое.
Если оборудование можно сломать, оно будет сломано по причине и методом находящимися за пределами вашего понимания.
При мне заказчик ломал оборудование на несколько миллионов, намеренно задавая не правильные настройки. Подчеркиваю, он знал что поступает не правильно.
Знаете что мне ответили на вопрос : Нахрена Вы Это Сделали ??!!!
Ответ: Было интересно посмотреть что будет.
Рука - лицо. Занавес.
Я не поверю в то, что какой то из рабочих не подкинул пару каменюк, чтобы просто посмотреть, что будет. Застрянет или не застрянет?
Именно из-за того что подушка из роликов создавалась искусственно система могла "проглатывать" материалы значительно разной плотности.
Другими словами.
Завихрители в трубе стояли часто, периферийные ролики лежали плотно и плюс минус под каким то определенным углом к продольной оси трубы.
Рисунок оплетки не зависел ни от уклона, ни от общей скорости потока, ни от количества камней или их отсутствия.
Только так можно создать условия при которых сила отталкивания будет всегда максимальной на любом участке трубопровода.
Благодарю за внимание. До встречи...
Strashela.