В статье "Домашний генератор. Версия событий" я высказал свое мнение о том, что Самовар Вальтера это не реплика, а еще один серийный экземпляр. Он полностью идентичен тому с которым фотографировался его отец. Экземпляр рабочий, но не настроенный. Это мое личное мнение. Аргументы я приводил.
Как бы там ни было, эта статья не о том что думаю я, а о том что происходило с Самоваром Вальтера по факту.
А расскажет нам об этих фактах само железо.
И так. У нас есть музей, первым куратором которого был сам Вальтер. Построенный/собранный реплика/экземпляр Самовара был помещен туда самим Вальтером вместе с остальными экспонатами.
Музей/дом это частная собственность, по этому передается по наследству. Наследником и следующим куратором музея стал племянник Вальтера Йорк Шаубергер.
Фото старое. Жив ли племянник сегодня, не знаю. В интернете о нем почти ничего нет. Видимо, он широко известен в ОЧЕНЬ узких кругах...
Также, мы знаем, что Вальтер в грудь себя пяткой бил, убеждая окружающих в неработоспособности своего детища. Лукавил он или нет не важно, важно то что Вальтер знал ответ. Соответственно, при нем Самовар мирно дремал в углу дожидаясь своего часа или просто дремал.
А вот при Йорке, Самовару не просто не давали спокойно поспать, его постоянно дрючили. Причем, в очень жесткой форме. Дрючили даже если он начинал разваливаться на запчасти.
Как это делали, легко разобраться по фотографиям из музея. Их я разберу немного ниже. Сперва хочу задать вопрос.
По какой причине Йорк (сам или КТО ТО с его, куратора, разрешения) так себя вел?
Предположим.
Я получаю в наследство от гениального дяди или дедушки загадочную железяку.
Так получилось, что я никаким местом не инженер. Как говорится, профессии нужны разные.
С одной стороны, есть мнение, что железяка работает, с другой, что это всего лишь арт объект в стиле стимпанк.
Своих знаний и компетенций для принятия окончательного решения у меня не хватает. А получить ответ хочется так, что терпеть сил никаких нет! Как узнать ответ?
При попытке разобраться я всегда примеряю ситуацию на себя. Я бы рассудил/поступил следующим образом. Раз у меня знаний в определенных областях не хватает, мозги заточены под другое, значит нужно воспользоваться чужими мозгами. Это самый простой и логичный шаг. Нужно привлечь к решению задачи специалистов.
Для этого я выкладываю на сайте музея подробные фотографии Самовара с размерами и делаю объявление о начале конкурса.
Конкурс будет состоять из двух этапов.
- Этап 1: Конкурсант должен предложить версию о том как работает Самовар. Версию логичную и законченную. Участвовать в конкурсе может кто угодно, главное уметь последовательно излагать свои мысли. Призом для 1, 2 и 3-го места будет личное участие при проверке победившей версии/версий.
- Этап 2: Так как на первом этапе принимают участие все кто захочет, а Самовар всего один, то второй этап предназначен исключительно для инженеров определенной специализации. Смысл второго этапа отсеять заведомо не реализуемые версии которые могут повредить устройство.
Т.е. если появится оригинальная идея, то конкурсант первого этапа может выиграть приз, однако, если его идея может навредить Самовару проверяться она не будет.
Конкурсанты 2-го этапа, должны рассчитать и объяснить выдержит ли железяка те испытания которым ее подвергнут или нет. Тот кто справится с расчетом и с объяснением, победил. Призом будет место руководителя испытаний.
Кстати, конкурсанты 2-го этапа совершенно не обязательно должны верить в работоспособность Самовара.
Так же, я бы повторял конкурс с некоторой периодичностью и вел на сайте музея журнал результатов испытаний. Вообще то, можно много всего интересного придумать.
Думаю годика через два, три, может быть через пять ..
- Известность/популярность как Самовара так и музея летала бы где то за орбитой Плутона.
- Так как конкурс добровольный и по сути участники соревнуются между собой на вылет, качество предложенных версий будет постоянно расти.
- Если при таком подходе не получится раскусить секрет, вряд ли Самовар рабочий. По крайней мере, будет проверено и описано множество вариантов как Самовар абсолютно точно не работает.
Согласитесь, все элементарно.
Чтобы найти ответ гением инженерИи быть совершенно не обязательно. Нужно всего лишь потратить время на организационные мероприятия. Требуется не больше усилий чем завлекать посетителей в музей.
Причина не идти самым простым путем .
Как я сказал, Самовар, во время кураторства Йорка, постоянно пытались запустить. Доэкспериментировались до того, что порвали трубы на роторе. Все.
В таком, сломанном виде, его даже показывали посетителям.
Потом трубы запаяли и продолжили попытки.
Судя по тому, что аппарат подвергался разрушающим испытаниям, экспериментаторы не были обременены знаниями ни в области техники, ни в области физики.
Другими словами, профессионалы со стороны не привлекались. Эксперименты проводились в узком кругу малокомпетентных, доверенных лиц методом тыка.
Подобное поведение я могу объяснить только следующим образом.
В домашнем архиве Вальтера есть четкое упоминание о том, что Самовар рабочий. Видимо, конкретных инструкций по запуску нет, но то что Самовар является полностью законченным и принципиально работоспособным устройством, говорится прямо.
Так как Самовар это не адронный коллайдер, устройство весьма простое, деталей мало, то у неспециалиста может возникнуть ложная надежда на то, что все просто. У Самовара есть воронка для залива воды и три крана.
Получается всего несколько возможных комбинаций, которые можно, тупо перебрать и Самовар заработает! А секрет останется секретом для не посвященных.
Других причин, абсолютно безграмотно "мучать" Самовар, я найти не могу.
Поломка ротора. Разрыв труб.
На самом деле разорвало не совсем трубы. Разорвало паяное соединение.
Дело в том, что каждая труба состоит из двух частей, спаянных между собой в области "талии" ротора.
Вот ссылка на фотографии Самовара которые мне удалось найти в сети. Рекомендую внимательно их рассмотреть.
Верхняя часть ротора это обычные конические трубы. Среди фотографий есть разные ракурсы. Спиральных швов в трубах верхней части не видно ни снаружи ни внутри. Повторяю.
Верхняя часть ротора это обычные конические трубы.
На талии они соединены методом пайки с коническими трубами со спиралевидным швом.
А теперь внимание, вот удачное фото Самовара после ремонта.
Смотрим на цвет припоя при помощи которого отремонтировали порванные трубы. На кадре из фильма, фото №1, хорошо виден серебристый цвет обычного оловянного припоя. Им же, фото №2, №3, припаяны лепестки на верхнем фланце ротора. А вот место пайки в области талии после ремонта стало золотистым.
Судя по внешнему виду, сильно подозреваю, что использовался медно-фосфорный припой.
В любом случае, припои с таким оттенком отличаются тем что:
- Содержат медь. Отсюда и цвет.
- Требуют более высокую температуру плавления 700-800℃. Паяльник не подойдет, нужна горелка.
- Отличаются более высокой прочностью соединения спаиваемых поверхностей.
Как порвали трубы? (реконструкция событий).
Экспериментаторы, в дальнейшем я буду называть их Дятлы, на серьезных щах считали, что в самоваре циркулирует вода в чистом виде. По крайней мере, на начальном этапе, других светлых идей у них не было...
*** *** *** *** ***
Прежде чем продолжить, давайте определимся с названием деталей аппарата.
1- бак, 2- подающая труба, 3- воронка, 4- трехходовой кран, 5- колпак коллектора, 6- коллектор, 7- обечайка коллектора, 8- ротор (турбина), 9- обечайка ротора, 10 - кольцевой отбойник, 11 - шар, 12 - кран выключатель, 13 - сливной кран.
*** *** *** *** ***
Продолжаем.
То что турбина ни на каких оборотах не сможет поднять воду по трубе из бака, Дятлы не понимали.
В интернете очень много фантазий по этому поводу. Особо подчеркиваю. Конструкция Самовара такова, что она в принципе не может обеспечить циркуляцию жидкости через ротор. Так же, никакие изменения в конструкции не приведут к этому. Немного ниже я все подробно разберу.
Предполагаю, что сначала Дятлы пытались запустить аппарат следующим образом.
Через воронку заполняли бак так чтобы вода стала выше входа в подающую трубу но не выливалась через шар .
Потом, заполняли воронку до краев, предварительно перекрыв кран 4 (положение 3). Раскручивали турбину электромотором и переводили кран в положение 2. Вода начинала уходить в турбину. Как только вода в воронке заканчивалась кран переводили обратно, в положение 3.
Внутри Самовара было слышно шуршание воды, но ничего не происходило.
Циркуляция воды из бака вверх по подающе трубе через турбину не начиналась.
Я так понимаю, Дятлы думали, что турбина работает примерно так же как центробежный водяной насос. Чтобы насос заработал (начал качать), его нужно полностью заполнить водой. Если насос заполнить не полностью, шуметь будет, но качать воду не будет.
Обращаю ваше внимание, дятлы не задаются вопросами что и зачем они делают.
Например, они не пытаются понять а можно ли реализовать то что они задумали? Куда потечет вода? Что будет дальше?
Все это им не нужно.
У дятла есть идея которую он будет долбить до талого.
Либо он получит сотрясение мозга, либо железяка волшебным образом заработает.
Сотрясение не грозит, проверено годами. А то что железяка может сломаться он просто не понимает.
После первых неудачных запусков был сделан гениальный вывод.
Раз аппарат работает на воде, но не запускается, значит воронка дает мало воды!
Чтобы турбина заработала ее нужно полностью заполнить водой любыми способами.
Для справки. Исходя из моей трехмерной модели объем воронки составляет 2,6 литра, если по края. Объем каждой трубы ротора 0,7 литра, а их шесть. Т.е. для заполнения труб ротора нужно 4,2 литра.
НУЖНО БОЛЬШЕ ВОДЫ! Решили дятлы.
Что бы не было недопонимания.
Я сейчас разбираю не то как должен работать аппарат, исходя из его конструкции.
Я разбираю что нужно сделать, исходя из конструкции аппарата, чтобы порвать трубы ротора.
То, что я называю экспериментаторов Дятлами не значит что я считаю их умственно не полноценными. Конечно, элементарных знаний им не хватало это факт, но определенная логика в их действиях есть.
Давайте в ней разберемся.
Есть Самовар в котором можно выделить два самых больших, функционально понятных узла.
-Ротор (турбина)-
Извлекает энергию из рабочего тела и превращает ее в крутящий момент на валу. Как она это делает совершенно не важно. Рабочим телом является вода (пока Дятлы в этом уверены).
Логично предположить, что после прохождения воды через ротор она становится... менее энергонасыщенной. Значит, должен быть узел в котором происходит восполнение энергии, регенерация рабочего тела.
-Бак-
Это единственное место где может происходить восполнение или как я сказал регенерация. В фильме говорится, что домашний генератор работает на воде и воздухе. На баке установлен шар, связанный с атмосферой. Через него аппарат "дышит"...
В общем, функция бака однозначно ясна. Это регенератор.
Самовар не хочет запускаться. В чем может быть причина?
1. Что то не так с турбиной. Она не извлекает энергию из воды.
2. Что то не так с баком - регенератором. Вода не регенерирует. В ней нет энергии, соответственно турбине нЕчего извлекать.
Как повысить шансы на успех сразу на 50%?
Правильно. Вычеркнуть из уравнения бак-регенератор.
Изначально в Самовар заливается "свежая" вода, назовем ее так.
Функция бака вернуть ей "свежесть" после прохождения через турбину.
Значит, если в воронку непрерывно лить "свежую" воду, а отработку сразу отводить через сливной кран, то работает бак или не работает значения не имеет.
Именно в этом направлении начали проводить свои эксперименты Дятлы.
Непрерывно лили в воронку "свежую" воду.
Сначала это делали руками, посредством штатной воронки, но потом...
На следующих фотографиях (кадры из фильма) видно, что:
1. Справа. Трубы уже порваны.
2. Слева. На обечайке коллектора еще нет лишних винтов, т.е. коллектор не просажен. (пока этот факт просто запомним)
Это значит что когда рвали трубы ротора коллектор стоял высоко. Зазор между ним и лепестками-загребушками был большим. Я его оцениваю в 10-15 мм.
В фильме , временная метка 41.35, говорится, что трубы были повреждены при первом запуске. Так же, используется много, неизвестных науке, словосочетаний, которые призваны вызвать у неподготовленного зрителя фантазию о том, что из ротора, волшебным образом поперла энергия и порвала трубы.
Волшебства в природе не бывает. Бывает волшебное отсутствие мозгов у автора текста озвучки и у Дятлов, которые сломали аппарат.
Во первых. Настоящий первый запуск производил сам Вальтер.
Если верить "официальной сказке", Вальтер очень надеялся на успех, а значит первых запусков было много и ничего с Самоваром не случилось.
Во вторых. Если многократные запуски, произведенные исходя из конструктива аппарата, его не повредили, значит дятлы специально и очень сильно отошли от того что можно назвать нормой.
Понятное дело, говорить об этом в фильме никто не будет. Признаваться в том что руки, а самое главное, голова не из того места растут никто не хочет.
Обратите внимание, что повреждены ВСЕ трубы.
Не выдержали нагрузки все паянные соединения. Порвать паяное соединение можно только гидроударом. Следовательно, осталось разобраться как Дятлы смогли создать условия для гидроудара во всех трубах одновременно.
Исходя из конструктива аппарата, способ только один.
НУЖНО БОЛЬШЕ ВОДЫ!
Отсутствие элементарных знаний это серьезно, но все же...
СтоИт Самовар. Сверху воронка для залива воды. Самотеком столько воды, сколько нужно, по соображениям Дятлов, воронка не пропускает...
На этом месте, можно было задуматься? Железяка же неспроста такая как есть? Может много воды не нужно?
Увы. Дятлы долбят до талого.
Для постоянной подачи свежей воды Самовар вместо воронки был подключен либо к большому баку, либо к насосу. Воронку открутили и подключили... я все таки думаю бак, установленный выше самовара .
Сечение подающей трубы и кранов около 50 мм . Чтобы насос наверняка справился с подачей необходимого объема, логично предположить, что выход у насоса тоже должен быть не менее 50 мм. Непродолжительный гуглинг показывает, что это насос с мощностью двигателя от 4 кВт. Вряд ли такой насос может случайно заваляться в мастерской. Если же эксперимент будет неудачным, то непонятно, куда его девать. Поэтому я выбирал бы большой бак.
Воды в Самовар будет подаваться много, чтобы его не переполнить, нижний кран открыли на постоянку и подсоединили отводящую трубу. Лишняя вода куда нибудь организованно сливалась.
На фото видно что сливной кран к чему то подключали. Для слива пары тройки литров можно подставить кастрюльку и не заморачиваться. Здесь же установлен переходной ниппель, явно посаженный на герметик.
Схематично все это дело выглядело так:
Запуск, который повредил трубы, происходил так.
Верхний кран перекрыли (положение 3). Ротор раскрутили до максимальных оборотов и открыли кран (положение 2).
Вода в большом количестве влетела в коллектор, далее пошла и в трубы и по внешней стороне ротора. Воды было так много что она вытеснила весь воздух из пространства между коллектором и входом в ротор. Лепестки-загребушки захватывали ТОЛЬКО воду. Вода полетела по трубам и когда врезалась в узкие сопла, произошел гидроудар. Пайка не выдержала.
Осталось разобраться почему подача воды в ротор в штатном режиме, через воронку, даже на полных оборотах не приводит к повреждению труб?
Что происходит при правильном запуске?
В коллекторе семь окон/каналов. Следовательно из каждого окна в трубу ротора падает не полноценный "вороночный"столб воды, а 1/7 от него.
Это не говоря о том, что между коллектором и лепестками значительный воздушный зазор (10-15 мм). Из-за этого, часть воды проливается мимо, частично уходит в нижний бак по внешней стороне ротора.
Воронка, как я уже говорил, вмещает 2,6 литра. Ротор 4,2 литра. Плюс что то не попало.
Т.е. исходя из конструктива, уже понятно что при старте, трубы не должны (и не могут) заполняться под завязку.
Далее.
Лепесток, проходя под каждым окном, срезает/захватывает какое то количество воды. Это понятно. А что он захватывает находясь между окон? Правильно, воздух.
При старте, верхняя часть ротора, при помощи лепестков, нашинковывает в каждую трубу ротора паровозик, состоящий из воздушных и водяных пробок.
Когда паровозик на полном ходу упирается в сопло, воздух плавно сжимается гася удар. Т.е. резкого скачка давления (гидроудара) не происходит.
Что произошло при неправильном запуске?
Идея была в том, чтобы заполнить весь объем труб только водой. И она была реализована, так как в понимании Дятлов, через трубы должна идти только вода.
Давайте прикинем:
- Скорость воды, которая подается из бака, вычислять не буду, так как не знаю высоту его установки. Обойдемся без нее, но запомним, что она (скорость) есть и если ее учитывать, то все будет еще жестче.
- Обороты ротора Самовара 1500 об/мин, быстрее раскручивать я бы не рискнул (жаль нет фото шильдика мотор-генератора).
- Радиус по которому бегают лепестки 80 мм
- Угол атаки лепестков загребушек 45°.
- Объем каждой трубы ротора примерно 700 мл.
Если загребушка стоит под углом 45°, значит она придаст непрерывному потоку свою касательную скорость. Не буду расписывать. Это примерно 12 м/с.
ИТОГО:
700 гр воды влетают в трубу на скорости 12 м/с и резко останавливаются упираясь в сопло. Много это или мало? Как ощутить ту силу которая разорвет шов? Это очень просто!
Сила = масса * ускорение. Ускорение это быстрота изменения скорости.
Если время за которое изменилась скорость стремиться к нулю, то ускорение стремиться к бесконечно большой величине. Следовательно, сила тоже стремиться в бесконечность.
Перейдем к ощущениям.
Возьмите молоток массой 700 г. Это не самый маленький молоток.
И разгоните его до скорости 12 м/с.
Это как если Вы со всего размаха заколачиваете гвоздь. Но...
Бьете не по гвоздю, а себе по пальцу. Вам будет больно?
Думаю, ОЧЕНЬ! А почему?
Сила воздействия на палец = 700г * [12 м/с деленное на время за которое ваш палец остановил молоток]. Он это сделал очень быстро. Поэтому величина в скобках очень большая и вам ОЧЕНЬ больно.
Весь прикол в том, что ваш палец остановил молоток быстро, но
НЕ МГНОВЕННО. Палец имеет свойство деформироваться. Тем самым он растянул время торможения молотка. Величина в скобках, [ускорение торможения], не стало бесконечно большой величиной.
Оно стало ПРОСТО большой величиной.
Поэтому, все что вы думаете по поводу молотка, узнали только ваши ближайшие соседи.
А вот, если бы ваш палец был несжимаем, как вода, то все что вы думаете узнали бы в соседнем городе. Причем без применения средств дальней связи.
Вода несжимаема. Скорость упала мгновенно. Паяным швам было "больнее" в тысячу раз. Поэтому они и лопнули.
Ремонт ротора.
С одной стороны, если ремонтируют то что сломали это хорошо. С другой, все зависит от того как это делается и с какой целью.
- Используется тугоплавкий, более прочный припой.
Это значит, что до Дятлов не дошло, что то, что они делали неправильно.
Они сделали пайку более прочной для продолжения гидроударных испытаний! - По внешнему виду нельзя оценить качество ремонтных работ. Вполне возможно, что при пайке каналы внутри ротора могли частично заплавить.
Серьезно, я этому не удивлюсь, внешне пайка так себе. - По внешнему виду невозможно сказать пережил ли аппарат ремонт и гидроударные запуски без потерь. Может турбинки в соплах погнуло или еще что то...
Сказать, что после ремонта Самовар стал таким же как был до, нельзя.
Это я для объективности.
Расставим все точки над Ё
Сторонники рабочего тела в виде чистой воды очень часто приводят следующую фотографию и утверждают, что верх ротора герметично сопрягался с коллектором по плоскости. Потому что даже навскидку понятно, если герметичного сопряжения нет, то ни о каком подъеме воды из нижней части аппарата речи быть не может.
Я могу назвать еще пять не менее важных условий которые необходимы помимо герметичности, но остановлюсь только на ней.
И так. Загребушек нет, верх плоский, значит на лицо попытка герметичного сопряжения.
Правила конструирования на кривой козе не объехать. Следовательно, нужно соблюсти следующие условия.
- Поверхности должны быть отполированы до зеркального блеска. Невидно.
- Точность позиционирования и параллельность сопрягаемых поверхностей должна быть идеальная. Погрешность должна быть в тысячных долях миллиметра. Самовар же играет как баян. Корпус сопрягается через прокладки которые не понятно как проминаются от сборки к сборке. Вал турбины может отклоняться от вертикали так как используются корпусные подшипники, по крайней мере нижний. Корпус подшипника крепится ко дну бака на болтах. Люфт болтового соединения +- 0,5 мм, а нужны тысячные доли.
- Размер "А" кромки фланца должен быть как минимум равен размеру "Б". Что то связанное с текучестью жидкости. И это если соблюдены предыдущие условия.
Занудствовать не буду. 3-х пунктов достаточно.
На данной фотографии плоский фланец никакого отношения к герметичности не имеет.
Я думаю перед нами первый экземпляр на котором ловили блох. Экспериментировали с верхним оформлением ротора которое было съемным. Подбирали угол атаки и количество загребушек.
На нем же обнаружили, что генератор нужен поменьше. Видно лишнее отверстие. Вполне вероятно (а я в этом уверен), что мы видим именно тот экземпляр рядом с которым позировал Виктор.
- Красная стрелочка. Лишнее отверстие и там и там.
- Голубые стрелочки. Головки болтов. И там и там верхняя больше нижняя меньше. Например. Болт М10 может иметь головку и под 16 ключ и под 14-й.
- Зеленые стрелочки. Два провода перехвачены изолентой. Человек не робот. Он перехватит провода изолентой каждый раз в разных местах. Здесь же положение изоленты совпадает.
Вернемся к главному. Думаю понятно. Как бы не была Вам близка идея циркуляции воды. Неточность изготовления и сопряжения деталей Самовара накрывает эту идею медным тазом.
Ни что не предвещало, как вдруг...
До дятлов все доходит медленно, черепные кости толстые.
Жизнь ..., сами понимаете. Однако, все таки, доходит.
Могу утверждать, что в узкий круг э-э-э... экспериментаторов был пригашен человек который хоть как то, хоть в чем то разбирался. Не гений конечно, но на фоне остальных... величина.
Этот вывод я делаю на основании того, что на железе остались следы логически обоснованных действий.
Мне бросился в глаза винтик, на фото в левом нижнем углу.
Когда я первый раз его заметил (давно это было), то подумал что это винт заземления.
По правилам, если к железяке прикручен электромотор, а сама железяка может разъединяться на несколько частей, то все части должны быть соединены между собой токопроводящими перемычками и потом на землю. Вода же кругом.
Но это не винтик.
Это фитинги для пневматических трубочек! Которые использовали для измерения давления в разных частях аппарата.
Какой то НЕ Дятел догадался ЗАМЕРИТЬ и ПРОАНАЛИЗИРОВАТЬ, что происходит внутри аппарата. О-бал-деть!
Трубочки тоненькие, пневматические. Это говорит о том, что не дятел объяснил остальным, что внутри аппарата вода в чистом виде циркулировать не может.
Внутри циркулирует мелкодисперсная воздушно водяная взвесь (по бытовому туман).
Усиленная герметизация.
Думаю, что при гидроударных испытаниях самовар заливали водой по самые брови. И как побочка выяснилось, что герметичность фланцевых соединений корпуса, оставляет желать лучшего.
Может быть я ошибаюсь. Может быть идею герметичности подкинул НЕ Дятел.
В этом моменте я неуверен.
На фотографиях за 2010 год видно, что все прокладки заменили на новенькие, беленькие. А коллектор буквально вмазан герметиком в корпус. Т.е. верхняя часть корпуса стала условно неразъемной. После герметизации верхнюю часть больше не разбирали.
А вот раньше (в фильме), когда проводили эксперименты с водой, аппарат разбирается полностью. Может быть прокладки и были, но в то время экспериментаторы к утечкам относились без фанатизма.
Что по поводу герметичности говорит само железо?
Тут такое дело... Если посмотреть на фотографию ниже, на заднем плане хорошо виден оригинальный Самовар Виктора.
Обратите внимание на фланцевые соединения.
Во первых, они толстые. Там однозначно стоят прокладки.
Во вторых, огромное количество болтов .
Такое количество болтов можно встретить на аппаратах под давлением.
Вроде бы герметичность важна, но...
Детали для аппарата подбирались из стандартной номенклатуры. Какие были фланцы такие и купили. Сколько болтов на колесном диске было столько и использовали.
В любом случае, если перепад давления с окружающей средой в каком то из режимов работы в Самоваре присутствует, то таким диким, как количество болтов, он быть не может. В конце концов аппарат имеет прямую связь с атмосферой через шар.
Мне кажется Дятлы зафанатели герметизацией по другой причине. Я ее рассмотрю ниже.
Вернемся к замерам давления.
Идея трубочек состояла в том, чтобы через них замерить давление в разных частях аппарата в РЕАЛЬНОМ режиме времени. Любая среда движется из зоны высокого давления в зону низкого давления.
Проведя замеры, можно оценить, каким конкретно путем движется среда внутри Самовара. Или ОБОСНОВАННО предположить каким конкретно путем она НЕ движется.
Раз Самовар "не хочет" запускаться, значит рабочее тело либо не попадает в ротор, либо попадает, но в недостаточном количестве.
По большому счету, ход мыслей у дятлов не изменился, просто с воды переключились на туман или что то газообразное.
Нужно запихнуть в ротор как можно больше тумана!
Распределение давлений внутри Самовара.
Давайте оставим Дятлов заниматься всякой фигней и самостоятельно разберемся, каким будет давление в разных частях аппарата и почему. Считаем, что Самовар пустой, внутри гуляет только воздух. Так как мы будем изучать потоки, а не пытаться его запустить, воздух нам подойдет.
Очень частая ошибка это начать представлять уже готовый процесс. Т.е. турбина вращается, трубы сосут, сопла сопят и т.д. Так не правильно.
Правильно начинать с нуля. Турбина стоит. Потом начинает очень медленно раскручиваться. Соответственно, очень медленно возникают силы которые что то куда то потянут. Что? Куда? Потянут ли? С какой силой?
Раз есть вращение, значит есть центробежная сила. Особенно ее любят сторонники воды. И так, вопрос...
Вопрос: Может ли центробежная сила гонять через трубы что то газообразное?
Ответ: Болт!
Конструкция ротора такова, что использование центробежной силы для циркуляции в нем не предусмотрено. На газе она не работает. Я нарисовал Самовар в трехмерке, опираясь на фотографии и предметы попавшие к кадр. Плюс все детали стандартизированы. Размерные ряды труб, резьб, болтов и т. д. Думаю, точность плюс минус сантиметр. Но важна не абсолютная точность а относительная. Так как я поднимал трехмерку с фотографий, то все детали относительно друг друга пропорциональны. Я могу взвесить воду внутри труб и найти центры масс.
Заполним трубы водой. Все таки представить массу воды легче чем массу воздуха. На роторе есть талия, самый малый радиус вращения. Обозначим центры масс воды над талией и под ней.
Над талией масса воды больше но радиус вращения меньше. Под талией масса воды меньше но радиус вращения больше. Верхний центр масс центробежная сила тянет в сторону увеличения радиуса, т.е. вверх. Нижний центр масс вниз.
Вот ссылка на калькулятор центробежной силы. Можете подставить и проверить.
Fсб1=325Н, Fсб2=493Н, Т.е. разница 168Н. Казалось бы, почти 17 килограмм имеют значение. НО! Это на воде.
Любой газ в 1000 раз легче воды, значит ту силу которая тянет (168 Н) нужно поделить на 1000. 0,1 ньютон это не та сила которая преодолеет, разгонит и т.д.
Вопрос: Могут ли лепестки-загребушки, при вращении ротора, самостоятельно проталкивать газообразную среду через трубы?
Ответ: Болт! Не могут.
Кстати, меня критиковали за название "загребушки". Видите ли, из-за их "аэродинамической" (я специально кавычки поставил) формы и угла наклона я не могу дать им серьезного (наукообразного) названия.
Если сравнить загребушки с лопастями осевого вентилятора, то... Вы знаете как работает вентилятор?
Если по бытовому, то можно сказать что вентилятор ПРОталкивает воздух. Однако, грамотнЕе, сточки зрения физики процесса, сказать ПОДталкивает. Ну знаете, пинок в догонку для ускорения. Кого то может покоробить такое сравнение, но это так.
Вентилятор может нагнетать давление только если через него проходит достаточно большой объем воздуха. Я проектирую флюидизационные морозильные аппараты и можно сказать собаку съел на теме вентиляторов. На практике съел.
Если вентилятору "перекрыть кислород", то он перестает работать. Не в том смысле что перестает вращаться, а в том что теряет способность создавать давление. Происходит воздушное замыкание.
Слева вентилятор нагнетает воздух в ящик. Сечение выходного отверстия из ящика равно сечению канала вентилятора. Есть заслонка которой мы можем перекрывать выход.
Справа стандартный график характеристик вентилятора. Зависимость давления от производительности. Взял первый попавшийся.
Если очень грубо, то горизонтальную ось (производительность в м3/час) можно рассматривать как величину открытости нашей заслонки. Это ОЧЕНЬ грубо, однако такой точности достаточно.
Смотрим на график.
- 1 - заслонка полностью открыта, вентилятор дышит, давление в ящике не большое. Весь воздух пролетает насквозь
- 0,8 - заслонку чуть прикрыли, давление возросло
- 0,5 - заслонка прикрыта на половину, расход упадет, соответственно в два раза, но при этом вентилятор создаст в ящике максимальное давление, где то 180 Па.
А если перекрыть еще сильнее?
Видите. График обрывается после 0,4. Это потому что характеристика давления падает камнем вниз. Синий пунктир. Другими словами, если канал перекрыт на две трети, то производители вентиляторов даже не видят смысла рисовать график. Знаете почему?
Потому что происходит короткое замыкание по воздуху. Вентилятор не будет "зеленеть от натуги" пытаясь что то прососать/протолкнуть. Он просто начнет гонять воздух внутри корпуса по кругу. Это, кстати, делать гораздо легче.
Включите пылесос и заткните шланг. Слышите? Мотор начал гудеть по другому. Повысился тон. Обычно думают, это потому, что двигатель напрягается. Хочет прососать, а ему не дают. А вот и нет, он переходит на повышенные обороты потому что ему стло легче вращаться.
Раньше он тратил энергию на прокачку больших объемов воздуха, на преодоление сопротивления шлангов, а теперь он гоняет стакан воздуха внутри турбины и все.
Площадь окна загребушки 2000 мм², площадь выходного сопла (пусть диаметр сопла будет 4 мм) 13 мм², Т.е. мы перекрыли загребушкам кислород на 99,35%.
При таких условиях, замкнет ЛЮБОЙ вентилятор промышленного изготовления. Вентилятор у которого лопатки имеют правильный (рассчитанный) профиль, площадь, угол атаки, обороты и т. д.
Отсюда и мое утверждение: загребушки самостоятельно ничего протолкнуть не могут. Они будут гонять воздух под коллектором по кругу и все,
Но. Если им помочь ...
Если вы рассматривали фотографии Самовара, то обратили внимание, на то что каналы в коллекторе расположены под углом. Отсюда два вопроса.
Вопрос первый: Зачем каналы в коллекторе выполнены под углом?
Вопрос второй: Кто гонит через коллектор воздух/туман, если ни трубы ротора ни загребушки этого делать не могут?
Ответ на второй вопрос такой. Воздух сквозь коллектор гонит центробежный вентилятор, в качестве которого выступает нижняя часть турбины.
Центробежный вентилятор
Форма обечайки ротора напоминает колпак волшебника с широкими полями. Такая форма выбрана не просто так. Зачем возится с переходами с диаметра на диаметр?
Если все процессы происходят внутри ротора, то можно взять еще один диск от грузовика. Точно такой же, как использовался для бака и нахлобучить его сверху.
Страшнее чем есть, конструкция выглядеть не будет, а возни в разы меньше.
За минимизацией массы Шаубергер явно не гнался. Наоборот, чем тяжелее аппарат тем меньше вибрация. Простое, дешевое, надежное решение, но нет.
А давайте взглянем на аппарат Шерью.
Как мы знаем, он его собрал после многократных консультаций с Вальтером. Не стоял же Вальтер как немой истукан. О чем то же они говорили.
Вот это поворот!
У Шерью, в нижней части ротора лопатки как на колесе центробежного вентилятора, причем самые настоящие. Забейте в поисковике "рабочее колесо центробежного вентилятора".
Я высказывал мнение о том, что Шерью не понял до конца принцип работы Самовара. Он собирал не конкретное устройство, а испытательный стенд. Видимо, Вальтер рассказал какую функцию выполняют некоторые узлы в отдельности, но как они работают все вместе не рассказал, сославшись на дырявую память.
В аппарате Шерью, так же есть мотивы из Самовара Виктора Шаубергера другой конструкции.
Это значит, что Вальтер рассказал/показал Шерью действительно много.
Шерью постарался собрать стенд в котором присутствуют все возможные узлы из двух моделей самоваров.
Видимо, он планировал запускать/испытывать свое устройство в разных режимах. Вдруг какая то комбинация сработает? В любом случае стенд даст информацию для размышлений и анализа.
Именно по этому, конструкция Шерью много сложнее чем у Шаубергера.
И кстати, сторонникам воды и герметичного соединения между коллектором и ротором в Самоваре Вальтера. Если изобретатель (конструктор разработчик) один раз придумал идеальное решение какого либо узла, он его не забудет никогда и если нужно всегда применит. Шаубергер уже придумал герметичное соединение ротора с водой в баке. Это Водяной Самовар. Вход в ротор просто опущен в воду.
Вернемся к аппарату и потокам которые возникают внутри.
Вот как выглядит ротор в том месте где у шляпы начинаются поля.
Если рассматривать Самовар таким как его собрал Вальтер, то в нем присутствует два контура по которым циркулирует газообразное рабочее тело.
Первый контур (1): Бак>Подающая труба>Коллектор>Внешняя сторона ротора>Центробежный вентилятор>Бак.
В зоне широких полей ротор выполняет функцию обычного центробежного вентилятора. В качестве лопаток этого вентилятора выступают витые трубы, их внешняя поверхность.
Второй контур (2): Бак>Подающая труба>Коллектор>Загребушки>Витые трубы ротора>Сопла>Бак.
Работу этого контура я буду разбирать в другой статье.
Зачем нужно два контура
Представим, что сопряжение коллектора и ротора герметично и первого контура нет в принципе. Как я показал, герметичности нет, но допустим. Тогда, рабочее тело, пролетит через Бак буквально за секунду . За это время оно должно "впитать"/восполнить тот объем энергии которую сбросило на роторе.
Если Самовар работает за счет тепловой энергии окружающего воздуха, то "впитывание" будет происходить за счет температурного перепада не более чем в 20-25℃. При таком перепаде за 1-2 секунды ничегО не впитать.
Например. Возьмите чайную ложку холодной воды из под крана (температура примерно 15℃) и попробуйте нагреть воду своим дыханием (температура 36℃). Получается перепад как раз в 20℃. Попробуйте таким способом поднять температуру воды на 10 градусов. Сколько понадобится времени?
Одна-две секунды это не о чем. Даже минута не на что не повлияет. Что нужно сделать?
Правильно. Надо увеличить время теплообмена. Один из способов это организовать бай пас, разбить поток рабочего тела на два контура.
Первый контур будет отвечать за восполнение энергии в рабочем теле. По нему оно будет многократно проходить через бак/теплообменник и при каждом проходе забирать немного энергии. Немного, потому что физику не обманешь. За секунду много энергии из бака не забрать. По этому понемногу, но много много раз.
Второй контур отвечает за сброс энергии на ротор.
Если рассматривать объемы рабочего тела проходящего по первому и второму контуру в единицу времени, то по внешней стороне ротора проходит гораздо больше литров в минуту чем через витые трубы. Иначе ротор высосет всю энергию из рабочего тела и Самовар заглохнет.
Итак.
Загребушки сами по себе ничего проталкивать не могут. Их замыкает. А вот если поток газа уже имеет скорость и направлен под углом, то это совсем другое дело. Я сейчас говорю о том, что устройство Самовара логично именно в том виде каким его собрал Вальтер.
Вернемся к Дятлам.
Замеры давления. Коллектор в штатном положении. Есть зазор.
Повторю рисунок.
Точка 1. Бак.
Давление атмосферное. Другого ничего не может быть. Бак связан с атмосферой через шар.
Точка 2. Пространство над коллектором. Здесь разряжение есть, оно ... какое то. Его создает сопротивление подающей трубы. Поток движется по трубе. Его тянет центробежный вентилятор. Возникают всякие завихрения и тормоза/сопротивление. Какое то разряжение в точке 2 есть.
Точка 3. Обечайка ротора. Зона вокруг ротора. Разряжение еще больше чем в точке 2. Потому что вентилятор сосет, а сопротивление оказывает подающая труба + коллектор с мельтешащими лепестками загребушками. В точке 3 максимальное разряжение. Максимальное не в смысле вакуум, а то разряжение на которое способен столь несовершенный центробежный вентилятор.
Выводы которые сделали Дятлы.
Где разряжение больше туда и стремиться поток. Данные замеров можно интерпретировать так.
бОльшая часть потока летит в бак мимо лепестков-загребушек, мимо витых труб по внешней стороне ротора.
Экспериментаторы обнаружили то что и должны были обнаружить. Это не ошибка. Так заложено в самой конструкции Самовара. На этом месте они должны были остановится и задуматься. А зачем это сделано? В чем хитрость? Но..
Помним. Долбить до талого. Дятлы не стали задаваться сложными вопросами и решили что:
- У Вальтера голова и руки росли из пятой точки. Хоть он и собрал Самовар , но он понятия не имел как это правильно сделать.
- Самовар нужно усовершенствовать. Сделать так чтобы поток максимально шел через трубы ротора. Или, другими словами, сделать так чтобы поток не мог идти по внешней стороне ротора.
Что касается железа, то решение было таким.
Необходимо просадить коллектор. Обеспечить минимальный зазор между лепестками-загребушками и коллектором. Тогда у рабочего тела не будет другого пути кроме как через турбину. Основной поток пойдет через витые трубы и все заработает!
Кстати, появилась еще одна подсказка.
О чем говорит тщательная герметизация которая появилась после появления трубочек для замера давления?
Качественная герметизация говорит о том, что перепады давлений в разных частях аппарата были совсем небольшие. Т.е. бешеные ураганы внутри корпуса во время замеров не гуляли.
Видимо, экспериментаторы посчитали, что малые перепады это следствие плохой герметизации, во фланцевых соединениях происходит подсос атмосферного воздуха. Поэтому заменили все прокладки на новые и замазали все герметиком.
"Доработка" Самовара.
На рисунке видно, что в месте крепления коллектора появились "лишние" болты (красные стрелочки).
На кадре из фильма (слева), видно только два болта.
Это значит что их всего три. Они развернуты на 120 градусов, поэтому в поле зрения попадают только два. Эти болты держат алюминиевый коллектор над загребушками.
На фото справа, видно уже три болта. Один старый, зеленая стрелочка, и два новых. Новые расположены ниже старого уровня.
Раз видно три болта, значит их всего шесть.
Так как поставили новые (непромятые) прокладки + минимизация зазора между коллектором и лепестками загребушками = пришлось пересверливать отверстия под новое положение коллектора. Старые же отверстия заглушили старыми болтами (краска даже не отскочила).
Что показали датчики давления после "модернизации"?
Думаю, результат поставил дятлов в тупик.
Точка 1. Бак. Давление атмосферное. Как и было раньше. Другого быть не может. Связь с атмосферой через шар.
Точка 2. Пространство над коллектором. Разряжение есть, но оно МЕНЬШЕ чем было. Давление стало почти атмосферным. Из-за уменьшенного зазора вентилятор стал прокачивать меньше литров в единицу времени. Скорость потока в подающей трубе упала. Соответственно, она стала оказывать меньшее сопротивление.
Точка 3. Обечайка ротора. Разряжение. Такое же как и было раньше.
Если исходить из убеждения, что поток должен идти только через трубы ротора, то картина стала хуже чем была. Общая циркуляция ухудшилась об этом говорит почти атмосферное давление в точке 2, а рабочее тело по прежнему не хочет лезть в витые трубы, показания в точке 3 не изменились.
Дятлы надеялись на то, что ротор начнет ураганить. Начнет с сумасшедшей производительностью прокачивать среду через витые трубы. Не буду предполагать что будет в точках 1 и 3, но в точке 2 (над коллектором) однозначно должно было появиться очень сильное разряжение. Высокая скорость потока через подающую трубу обеспечит большое сопротивление и разряжение в точке 2. Но...ничего не появилось
Предполагаю, дятлы пришли к неутешительному выводу о том, что им наконец то удалось доконать Самовар.
Если трубы не прокачивают рабочее тело значит с ними что то сильно не так.
Единственное не так могло произойти только в месте пайки. Например, припой затек куда то не туда. Если бы турбина была отремонтирована при помощи оловянного припоя, проблем нет. Чуть нагрел, сдул компрессором припой, трубы разъединились. С тугоплавким припоем, дуй не дуй... ну вы понимаете.
Закончились ли на этом мучения Самовара сказать не могу. Свежих фотографий в сети я не нашел.
Это мне кажется странным. Посетители в музей приходят и не фотографировать не могут. По крайней мере, такое желание у них точно есть. Однако новых фотографий в общем доступе не появляется.
Если у вас есть фотографии позднее 2010 года, большая просьба скинуть ссылочку. Тогда, по внесенным изменениям, можно будет опять проследить свежие идеи экспериментаторов.
Выводы
- Быть Дятлами плохо!
- Конструкция Самовара Вальтера логична. Я так говорю на основе анализа железа, а не потому что у меня есть версия как он работает. Не нужно искать "волшебную доработку" чтобы все встало на место и стало понятным. Все итак на месте. А вот по поводу понятности...
В следующей статье я начну подробно разбирать как работает Самовар исходя из его устройства, законов физики и свойств воды. Никаких что если, скорее всего и т.д. Все строго по учебнику.
Благодарю за внимание. До встречи...
Strashela.