Я сказал что, Поппель помог бы Шаубергеру и сделал бы неоценимый вклад в науку, если бы провел всего несколько измерений и грамотно описал свои действия. Грамотно - это общепринятым языком классической физики.
Поппель, увы, этого не сделал. Мы имеем то что имеем. По этому я буду оценивать ситуацию с позиции сегодняшнего дня.
Поппель в ходе эксперимента кое где серьезно накосячил в измерениях и кое где неверно интерпретировал результаты. С одной стороны, можно сказать, что это плохо, но с другой, эти косяки в измерениях можно получить только на том стенде который описывается в отчете. Это как отпечатки пальцев.
Т.е. у нас есть гарантия, что цифры взяты не с потолка, а честно сняты со стенда и тщательно записаны.
Меня конечно коробит от того, что Поппель заблудился в трех соснах, однако за наличием отсутствия еще какой либо информации об эксперименте, записи Поппеля особенно ценны.
Испытательный стенд
Если следовать хронологии, то сперва Поппель проводил эксперименты с нитями помещенными во вращающийся поток. Видимо, таким образом он хотел определить форму вращательно поступательного движения жидкости, которая складывается естественным образом.
Что он хотел увидеть мне не совсем понятно. Никакие замеры формы "плетения" нитей не проводились.
Так что единственный и непредвзятый вывод который можно сделать из этой части его работы такой.
Вода в воронке вращается и это вращение сложное.
Все остальное это ничем не обоснованное оценочное суждение.
Если бы я проводил исследование структуры (формы плетения) вихря, то использовал бы фотографию с большой выдержкой.
Воронка для исследований вращения была стеклянной.
Можно было добавлять в воду покрытые фосфором маленькие гранулы. Сегодня очень много пластиков светящихся в темноте. Фосфорицирующий бисер легко купить в интернете.
Тогда интернета, конечно, не было, но фосфорицирующие краски и фотография была.
Не догадались?
Бывает.
Гораздо более интересен и информативен эксперимент по замеру гидравлического сопротивления труб разной формы. Этот эксперимент расписан очень подробно. Гидравлическое сопротивление это перепад давления между началом и концом трубы. Давление=Сила х Площадь. Берем измеренный перепад давления, делим на площадь поперечного сечения трубы и получаем общую силу трения. Эта сила и обеспечивает перепад тормозя воду. Так как действия элементарные, силу трения не вычисляли. Кому надо сами поделят.
Изображения в книгах и интернете не четкие, по этому я перерисую их в цвете сохранив все основные детали.
Состав испытательного стенда
- емкость в которой поддерживается постоянный уровень воды
- фонтанчик
- короткие гибкие шланги для подсоединения испытуемой трубы, внутренний диаметр ф 19 мм.
- испытуемая труба, на оригинальном рисунке это труба №2 - спиралевидная геликоидальная из меди.
- водяной уровнемер
- гибкие шланги уровнемера
В процессе эксперимента величина "h" (расстояние от уровня воды в баке до среза фонтанчик) менялась. Бак 1 и водяной уровнемер 5 были зафиксированы, а фонтанчик 2 перемещали благодаря гибким шлангам 3 и 6.
Виды труб участвовавших в эксперименте
Номера и характеристики труб как в оригинальном отчете.
Слово геликоидальная означает наличие спирального шва.
Спиральная или спиралевидная означает что труба дополнительно свернута как пружина.
- Труба №1, (на верхнем рисунке ее нет) трубка минимальной длины для прямого соединения шлангов ф19 мм между собой п. 3 Рис.1. Использовалась для запуска стенда без тестируемой трубы. Проводилась калибровка стенда.
- Труба №2, спиралевидная геликоидальная труба постоянного сечения. Материал медь. Поперечное сечение 5,05 см². Эквивалентный диаметр ф 25,4 мм. Длина примерно 1,45 м.
- Труба №3, прямая труба. Материал медь. Диаметр ф25,4 мм. Длина 1,45 м.
- Труба №4, прямая труба. Материал стекло. Диаметр ф25,4 мм. Длина 1,45 м.
- Труба №5, прямая коническая труба. Материал медь. Длина 1,45 м.
- Труба №6, коническая спиралевидная геликоидальная труба. Материал медь. Длина 1,45 м.
- Труба №7, прямая коническая геликоидальная труба. Материал медь. Длина 1,45 м. с бОльшим поперечным сечением. Т.е. сечение 5,05 см² это самое узкое место, выход.
- Труба №8, прямая коническая геликоидальная труба. Материал медь. Длина 1,45 м. с меньшим поперечным сечением. Т.е. сечение 5,05 см² это самое широкое место, вход.
Графики
В отчете присутствуют несколько графиков.
Самый интересный для нас вот этот. Я ничего с ними делать не буду, только обведу в программе AutoCAD, чтобы избавится от пиксельного мусора.
Добавлю цвет, правильно подпишу оси и размерности.
Была идея проверить при помощи CAD насколько точно замеры из таблиц в отчете попадают на график. Проверил. Попадают.
На графиках изображена зависимость гидравлического сопротивления, измеренного в сантиметрах водяного столба, вертикальная ось, от скорости потока, измеренного в сантиметрах в секунду, горизонтальная ось.
Гидравлическое сопротивление это "h" на рис.1., измеренное в сантиметрах. Меряли разницу уровня воды в индикаторных трубках.
Правда на графиках вертикальная ось подписана как "трение в трубе" измеряемое в сантиметрах. Что сказать, художник так видит.
Скорость потока вычисляли. Замеряли сколько литров в секунду пропускала труба (мерная емкость+секундомер), делили на поперечное сечение труб (5,05 см²) и получали скорость - см/сек.
Что бросается в глаза?
Сперва я рассмотрю доступную нам информацию с точки зрения человека который в вихревое движение не верит.
Точнее, поверит, если увидит экспериментальное подтверждение. А это значит, что в первую очередь я буду оценивать то на сколько грамотно был проведен сам эксперимент.
Косяк номер раз.
Все графики начинаются где угодно но только не в точке с координатами 0,0.
В данном случае ВСЕ графики ОБЯЗАНЫ выходить из точки 0,0.
Нет скорости - нет гидравлического сопротивления. Есть скорость - есть гидравлическое сопротивление.
В трубах №2 и №3 (прямая медная и геликоидально спиралевидная) скорость потока уже есть, а гидравлического сопротивления, судя по графикам, нет. Т.е. на некоторых скоростях сила трения равна нулю, даже у прямых труб!
В трубе №4 еще чудесатей (Рис.4). Скорость воды ноль, а гидравлическое сопротивление уже есть.
Либо, что то изменилось в мироздании, либо ...
Я это объясняю тем, что стенд обладал низкой чувствительностью и не мог измерять гидравлическое сопротивление на малых скоростях. По этому где Поппель смог снять первые данные от туда и начинал рисовать не понимая, что это противоречит элементарной логике.
Что касается графика трубы №4 (стеклянная прямая), то Поппель его дорисовал, продлил. Опять же не понимая что дорисовывает чушь.
Обычно, такие ошибки допускают школьники на своих первых лабораторных работах. Получают втык от преподавателя и дальше все идет нормально.
Короче.
Поппель допустил "школьные" ошибки, что не прибавляет весомости его исследованиям, от слова совсем.
Вопрос:
Есть ли у нас информация которая позволит перевести предположение о низкой чувствительности стенда в разряд обоснованного утверждения?
Кто бы мог подумать?
Такая информация есть и ей делится сам Поппель.
В отчете сказано, что все трубы имели площадь поперечного сечения 5,05 см², а для круглых труб это значит, что их диаметр = ф25,4 мм.
Так же, в отчете сказано, что диаметр шлангов = ф19 мм (сечение 2,83 см²).
Из рис.1 видно, что разность давлений замерялась между баком и фонтанчиком. Другими словами измерялось гидравлическое сопротивление трубопровода состоящего из:
Шланг ф19 мм (2,83 см²) + труба ф25,4 мм (5,05 см²) + шланг ф19 мм (2,83 см²).
Гидравлическое сопротивление зависит от скорости потока, от поперечного сечения трубы, от формы трубы, от количества поворотов и переходов с диаметра на диаметр.
Резкий переход с диаметра на диаметр, не важно в какую сторону, это пипец какой тормоз.
Резкое изменение поперечного сечения в двух местах в два раза!! оказывает на поток очень существенное тормозящее воздействие. В местах резкого изменения диаметра возникает огромное количество паразитных завихрений.
Если в самой трубе, с потоком будут происходить какие то не значительные изменения, то они будут просто незаметны.
Это как слушать музыку на смартфоне в метро, но без наушников. Вы услышите только те звуки которые перекроют шум колес.
Что должен был сделать компетентный исследователь?
Как только выяснилось, что стенд обладает низкой чувствительностью, экспериментатор должен был метнуться в кладовку и взять шланги такого же диаметра как и исследуемые образцы труб.
Это элементарно.
Косяк (косячище) номер два.
По классике, гидравлическое сопротивление находится в квадратичной зависимости от скорости потока. Т.е. графики труб, по крайней мере круглых, и это железобетонно, должны были иметь вид половинки параболы.
Этот график может быть сплющенным или вытянутым, по вертикали или по горизонтали.
Главное, что линия графика плавно поднимается вверх по квадратичной зависимости ( т.е. перегибов в ней нет). График плавненько загибается вверх.
К чему это я?
Круглые трубы измеряны 100/500 миллионов раз. НО...
График круглых прямых труб полученный Поппелем параболу даже издалека не напоминает.
График обычной круглой трубы по Поппелю, что медной, что стеклянной волнистый!!!
А это, извините, дичь!
Как бы вольно не обращался Поппель с гидродинамикой или как бы далек от ее законов не был, мимо такой дичи он пройти все таки не смог.
Как же эту ситуацию объяснил Поппель?
Цитирую отчет.
Результаты этих измерений, таким образом, доказывают, что испытательная установка из-за ее полукруглой, свисающей вниз конфигурации вызывает эффект, подобный эффекту закручивающейся трубы...
Речь идет о том, что шланг соединяющий бак с испытуемой трубой имел изгиб. В этом изгибе, по мнению Поппеля, поток закручивался и его вращение влияло на полученные данные. График прямой медной трубы в чем то похож на график спиральной геликоидальной.
Другими словами Поппель признает, что стенд, в той конфигурации которая была, не позволяет получить корректные данные. Это не я говорю, это Поппель говорит в своем отчете.
Что должен был сделать компетентный исследователь?
Он должен был сказать.
Господа, при анализе данных выяснилось, что кривой шланг, два раза его за ногу, вносит очень серьезные помехи в измерения. Причем, серьезные помехи вносятся в измерения всех труб.
Поэтому нужно переконфигурировать стенд так, чтобы ни один шланг, ни прямой, ни кривой на показания не влияли, а далее перемерять все трубы заново. Если этого не сделать, то у нас, просто, не будет достоверных данных на основе которых можно сделать объективные выводы.
Что сделал Поппель?
То что его график прямой медной трубы на голову не налезает Поппель понял.
И-и-и?
Цитирую.
Чтобы определить, являются ли наблюдаемые отклонения результатом погрешности в измерениях, был построен график в двойной логарифмической системе координат.
Однако.
Т.е. при помощи математики Поппель решил выяснить - это стенд глючит или 100/500 миллионов измерений круглых труб, сделанных до него, не верны.
Скажу честно. Подход неординарный, однако имеет право на существование.
Далее, строится логарифмический график, исходя из формы которого Поппель делает абсолютно правильный вывод.
Результат, по видимому, объясняется тем, что вода спирально закручивается во время подачи и тем, что установка имеет U-образную форму (загнутый шланг).
Т.е. при помощи математики Поппель однозначно доказывает, что во всем виноват стенд.
Уверен, что идею с построением графика в двойной логарифмической системе координат подкинул Поппелю Вальтер.
Такая методика реально существует и часто применяется при математическом анализе.
Отсюда, однозначный вывод.
Странные показания связаны исключительно с глючностью стенда.
Какой следующий логичный шаг?
Наверное доработать стенд, чтобы получить корректные данные?
А вот и не угадали!
Можно оставить все как есть!
Почему? Да потому что гладиолус.
Я понимаю, что отчет тяжеловато читать, но все так и есть.
Поппель высказывает подозрения, что стенд глючит. Однозначно это доказывает и ничего не делает, точнее продолжает анализировать заведомо некорректные данные.
Такими действиями он убил всю непредвзятость эксперимента.
Любой вывод который сделал Поппель на основе полученных данных можно взять под сомнение.
Заметьте, я не копаю глубоко. Я так, по верхам, даже в цифры не лезу. Оцениваю вообще, на сколько компетентно проведены исследования.
Картинка складывается, прямо скажем, не очень.
Сейчас я немного позанудствую.
Давайте поверхностно оценим слог и смысл.
Т.е. язык, которым Поппель пользовался для описания эксперимента и выводы которые он делал.
Я не буду докапываться до всего. Так навскидку.
Перлы Поппеля.
Перла 1
Так как, благодаря ритмично изгибающейся форме, в геликоидальных трубах автоматически возникает сильный спирально закрученный поток, они имеют большую пропускную способность, чем прямые трубы с той же площадью сечения при таких же остальных условиях.
Попель говорит, что форма трубы, а следовательно и форма потока имеет огромное значение. Определенная форма того и другого обеспечивают бОльшую пропускную способность. Как?
Если процессы движения, возникающие по всей длине, благодаря спиральным изгибам геликоидальной трубки, также синхронны с импульсами, которые возникают благодаря скорости сквозного течения, то в случае с сильно изогнутой спиралевидной трубкой, вода начинает двигаться по геликоидальной конструкции, свободно колеблясь и осциллируя, то есть
!!! не касаясь стен трубы !!! и не образуя затрудняющие течение отдельные завихрения.
!!! В этом случае в результате действия многомерного закручивающегося движения стены трубы почти не будут омываться водой.!!!
Можно сделать следующее гипотетическое умозаключение: при особых условиях в геликоидальных трубах вполне реально свести на нет потери скорости, обусловленные трением, которые получаются в прямых трубах.
Э-э-э... Немного сокращу текст. Мы же в курсе о чем идет речь. Поэтому выброшу деепричастные обороты.
"Если процессы движения синхронны с импульсами, которые возникают благодаря скорости сквозного течения, то вода начинает двигаться
не касаясь стен трубы и не образует затрудняющие течение отдельные завихрения."
Во первых.
Импульс это m*V ( масса умноженная на скорость).
Если мы говорим о возникновении (или изменении) импульса, то речь идет об изменении скорости движущейся массы.
В свою очередь, скорость массы может измениться только благодаря воздействию некой силы.
Другими словами.
По классике: импульс возникает благодаря воздействию силы.
По Поппелю: импульс возникает благодаря воздействию скорости.
Это новое слово в науке.
Во вторых.
"вода начинает двигаться не касаясь стен трубы"
Ход мысли понятен. Нет контакта со стенками нет хаотичных завихрений тормозящих поток. Но!
Поток вращается, следовательно возникают центробежные силы которые прижимают воду к стенкам трубы. Если вода стенок не касается, то должны возникнуть силы которые оторвут воду от стенок. Т.е. эти силы будут совершать работу по ... скажем так, левитации воды внутри трубы. Для совершения работы нужна энергия. В нашем случае, есть только кинетическая энергия потока.
Если часть этой энергии будет использована на "левитацию" то поток замедлится.
Т.е. от потерь энергии на трение мы избавились, но приобрели потери на "левитацию".
Следуя объяснению Поппеля выигрыша в принципе быть не может, а по факту замера он есть. Следовательно объяснение Поппеля не верно.
Перла 2
Бесспорно, исходя из конфигурации трех кривых на графике (рис.3) можно сделать вывод, что при равных значениях силы трения спиралевидная геликоидальная медная труба имеет большую пропускную способность, чем прямая медная труба с той же длинной и таким же поперечным сечением.
Вопросов нет. На графике Рис.3 это хорошо видно.
Только словосочетание "сила трения" надо заменить на "гидравлическое сопротивление" это разные вещи.
Правда, сам график построен на основе данных снятых с глючного стенда, чью глючность доказал сам Поппель.
А в остальном, вопросов нет.
Перла 3
С синхронизацией скорости и формы потока в спиралевидной геликоидальной трубе было заметно фактическое уменьшение силы трения до нуля.
Не хочу повторяться, но это не факт, а результат показаний глючного стенда. Как синхронизировать скорость и форму науке тоже неизвестно, но...
Не будем о грустном.
Перла 4
Полное исчезновение силы трения может происходить, когда кинетическая энергия воды, текущей в спиралевидной геликоидальной трубе, взаимодействует с ее спиралевидным движением, образующимся благодаря нарезке на стенах трубы.
Взаимодействие воспроизводит пространственные колебания воды, точно соответствующие закрученной конфигурации испытательной трубы.
Немного сокращу текст.
"Полное исчезновение силы трения может происходить, когда кинетическая энергия воды взаимодействует с ее спиралевидным движением."
Э-э-э...
Кинетическая энергия это энергия движущейся массы.
По Поппелю:
Если энергия движущейся массы взаимодействует со своим движением, то это приводит к исчезновению силы трения.
Эта просто набор слов не имеющий никакого физического смысла!
"Взаимодействие воспроизводит пространственные колебания воды, точно соответствующие закрученной конфигурации испытательной трубы."
Ага.
Получается, что...
Если энергия движущейся массы взаимодействует со своим движением, то это приводит не только к исчезновению силы трения но и к пространственным колебаниям этой массы...
ЭТО не научное объяснение!
Это очень толстый северный пушной зверек!
Продолжать не буду.
Особенно подчеркну.
Я не хочу доказать, что Поппель не наблюдал те результаты эксперимента которые описал в отчете.
Я хотел показать почему отчет, абсолютно обоснованно, может не воспринимается в серьез.
Подведу промежуточный итог.
Виктор Шаубергер настоял на эксперименте для того чтобы были проведены элементарные замеры, сделаны простейшие вычисления и на их основе получен однозначный вывод.
Вывод который нельзя как то интерпретировать или объяснить двояко.
Вывод который будет сформулирован языком классической физики понятный всем.
Грубо говоря, Шаубергер хотел предъявить отчет научно-инженерному сообществу и сказать: "Вот. Видите? Мой язык вы не понимаете, но это.. Это написал ваш человек, его вы понимаете!"
К сожалению, Поппель накрыл задумку Виктора Шаубергера медным тазом.
Если абсолютно непредвзятый человек прочитает отчет, то он увидит , что:
Замеры проводились на глючном стенде.
Глючность стенда заподозрил и доказал сам экспериментатор.
Полученные данные содержат искажения.
И последний гвоздь.
На основе искаженных данных сделаны выводы на неизвестном науке языке.
Вопрос.
Как должен относится к этому отчету абсолютно непредвзятый человек?
Продолжение следует.
Благодарю за внимание. До встречи...
Strashela.