Вентилятор

Вентилятор может использовать потенциальную энергию атмосферного давления для перемещения воздушного потока с получением кинетической энергии в узкой части полого конусовидного тела. Сумма потенциальной энергии и энергии движителя-вентилятора равно кинетической энергии в узкой части конусовидного тела плюс небольшая величина потенциальной энергии в узкой части. Потенциальная энергия в узкой части очень мала из-за небольших скоростей согласно великому уравнению Бернулли.

Изобретение относится к машиностроению. Известны вентиляторы в кольце (Энциклопедия, авиация, гл. ред. Г.П.Свинцев, ЦАГИ, М.: 94, стр.152), а также патент №62175 «Насос» и Гумеров А.Г., Гумеров Р.С., Акбердин A.M., «Диагностика оборудования» М., «Недра», 2003).

Недостатком вентилятора-винта является установка его в самолете с обеспечением торможения его в полости сужения, а недостатком насоса в патенте является его назначение работы в воде.

Целью полезной модели является повышение к.п.д. при вентиляции зданий, заводов, шахт (но не установки в самолетах.)

Поставленная цель достигается тем, что вентилятор содержащий корпус, отличается тем, что он снабжен полым усеченным конусом, причем воздушный рабочий винт расположен с зазором внутри широкой части полого усеченного конуса на одной оси с ним.

В прототипе (стр.152) сужение после винта приводит к появлению силы торможения самолета. Эта сила в экспериментах мала и незаметна из-за малого угла образующей кольца, угол наклона (на стр.152) равна 5÷6°; cos5° - близок к единице.

Вред от кольца перекрывается пользой от экономии концевых потерь импульса и энергии. Само сужение кольца в самолетах по физической сущности вредоносно.

Потоку винт сообщает ускорение в кольце с расширением и торможение самолету, покидает кольцо и бесполезно уносит кинетическую энергию из кольца, одновременно сообщив самолету торможение.

Известное сопло-сужение (Кнойбель «Повторим физику») обеспечивает ускорение потоку в сужении и увеличивает количество движения потока (и кинетическую энергию) с торможением в полости сопла. (Это необходимо для паровых турбин.)

Луи Бланы от науки приравнивают это количество движения якобы полученному в результате этого количеству движения самой машины.

Это грубая ошибка - она изложена как истина и приводит к торможению машины.

Установка вентилятора в широкой части кольца с сужением эквивалентно двухвековой ошибке обычного сопла.

В самолетах установка винта в широкой части кольца недопустима по причине появления силы торможения, кольцо должно быть или цилиндрическим или с расширением к выходу.

Наши патенты №55344, №50513, №62175 показывают, что в самолетах

винт должен быть установлен в узкой части корпуса, но никак не в широкой части УПКТ.

Общие законы физики для воды и воздуха позволяют распространить результаты и уравнения патента №62175 «Насос» на движение воздуха в стационарных вентиляторах. Сужение полости обеспечивает аналогию движения воды и воздуха. Патент №62175 и заявка «Вентилятор»

обеспечивает рост кинетической энергии в УПКТ (усеченном полом конусовидном теле).

Ниже рассмотрены вентиляторы-прототипы с расширением полости. Существуют машины-насосы, и есть мировая ошибка о наличии потенциальной энергии в полости после расширения внутри потока. На границе потока наличествует потенциальная энергия, если нет контрдавления.

На фиг.1 показана схема преобразования кинетической энергии в потенциальную в прототипе. Если сечение в полости ДД равно S₁, в плоскости ОО S ₀, то давление в плоскости ДД равно P₁ , вычисляемое по формуле

P₁=F ₁:S₁=(F₀:К):S ₀K=F₀:К₂S ₀,

где F₀ - сила, действующая на поток в сечении ОО;

F₁ - сила, действующая на поток в сечении ДД;

К равно S ₁:S₀

Выражение F ₁=F₀:K - получено из m ₀=m₁; m₀=S₀V₀=S₁V₁=m ₁; V₁=V₀:K, F₀=S₀V₀₂; m ₁=m₂ - расход массы потока, кг/сек;

- объемная масса жидкости, кг/м³ , S₀ - эффективное сечение рабочего органа вентилятора, м, V₀ - скорость потока жидкости, сообщаемая рабочим органом вентилятора, м/с. m ₁=S₁V₁ - расход массы потока в сечении ДД (фиг.1), S₁ -площадь сечения на выходе из УПКТ.

В прототипе сила F ₄, действующая на поток на выходе из УПКТ, в широкой его части меньше в К раз силы F₀. Некоторые сужения исправляют эту ошибку, но не полностью. Таким образом, само расширение после рабочей зоны вредоносно и снижает КПД этого прототипа.

Такое положение вызвано наличием (появлением) потенциальной энергии в зоне расширения УПКТ. Предположение о том, что в уравнении Бернулли потенциальная энергия принадлежит потоку, вызвало появление такой вредоносной конструкции вентиляторов.

На самом деле эта потенциальная энергия существует не в самом потоке, а на потока с конусом. Это энергия давления на границе, а не в потоке. Установив датчики на стенке конуса и далее измерив, получают давление на стенке корпуса вентилятора. Это давление распространяется внутрь жидкости и газа. Потенциальная энергия остается в вентиляторе, как камень на горе до скатывания. И.Бернулли вывел закон согласно которому кинетическая энергия принадлежит потоку, а потенциальная энергия «трубе», стенкам вентилятора. Эта удивительная ошибка в анализе уравнения Бернулли привела к массовой ошибке во всем мире в строительстве вентиляторов. Заявка основана и продолжена на патентах автора №50513; 55345; 60912 и др.

Кинетическая энергия в сечении рабочей зоны ОО (фиг.2).

Кинетическая энергия в сечении выхода потока из УПКТ вентилятора в заявке: ;

T₀=T₁ K²;

В УПКТ вентилятора происходит концентрация энергии потока, кинетическая энергия увеличивается в К² раз за счет снижения сил давления на стенке УПКТ вентилятора, то есть уменьшения потенциальной энергии в УПКТ вентилятора.

Потенциальная энергия П ₁ на выходе из УПКТ вентилятора равна:

П ₁=-Т₀(К²-1)+П ₀,

это получено из П₀+T ₀=T₁+П₁, где П₀ - потенциальная энергия в рабочей зоне вентилятора, н·м.

Эта потенциальная энергия меньше П₀.

П₁=-T ₁+Т₀+П₀

Она меньше потенциальной энергии на входе в вентилятор.

П₁=Т₀+П ₀-T₁

Давление в УПКТ меньше, чем на входе в вентилятор. Ошибка изготовителей вентиляторов состоит в идентификации давления на стенки УПКТ и давления внутри потока. Если П₀ потенциальная энергия атмосферного давления, то давление на стенки УПКТ меньше атмосферного, а давление внутри потока больше.

Сила давления на поток в заявке: P₁=Р₀К ²

Сила давления на стенки УПКТ меньше исходной величины Р₀. В литературе сила давления в УПКТ приписана, присвоена потоку, что является грубой ошибкой и неверным, формальным и некритическим пониманием великого уравнения Бернулли.

Концентрация энергии обеспечивает наличие большого давления на поток жидкости на его выходе из УПКТ, чем в прототипе с расширением УПКТ, в расширяющемся конусе вентилятора происходит рассеивание энергии от малого сечения к большему.

Давление на выходе из УПКТ: в прототипе Р₁=Р ₀К₂, в заявке P₁ =P₀K².

Вопреки литературному мнению, давление на поток в сечении ДД в заявке во много раз больше, чем в прототипе.

На фиг.2 происходит переход потенциальной энергии в кинетическую и давление на стенки уменьшается вдоль оси, но в сечении ДД (на в входе трубу) давление внутри потока больше, чем в начале, то есть в рабочей зоне вентилятора в К² раз. При этом давление на стенки УПКТ меньше, а внутри потока больше исходного. Изобретение выполнено:

1) с учетом закона сохранения расхода массы;

2) с использованием уравнения Бернулли и на его правильном применении;

3) с учетом закона сохранения энергии.

Физический смысл преимущества заявленного перед прототипом заключается в концентрировании энергии, силы, импульса силы с учетом уменьшения площади сечения потока от вентилятора до входа в трубу. В прототипах осуществлено рассеивание энергии, импульса расширением потока. Подобная ошибка вызвана неправильным применением уравнения Бернулли, применением его только на поток (без разделения видов энергии на два объекта: поток и стенки УПКТ).

Получение эффекта экономии энергии определяется увеличением силы давления на выходе из вентилятора за счет концентрирования энергии на узком участке и преобразования потенциальной энергии в кинетическую, но не наоборот как на прототипах.

В прототипе польза от кольца с малыми углами сужения заключена в том что: силы торможения самолета от сужении малы, и они перекрываются экономией концевых потерь. В заявке сужение кольца полезно, т.к. вентилятор неподвижен, силы, скорости потока безразличны по динамике и экономике.

Осуществление полезной модели основано на увеличении кинетической энергии за счет преобразования потенциальной энергии при уменьшении площади сечения полого усеченного конуса. Используется атмосферное давление для процесса перемещения потока.

Вентилятор, содержащий корпус, отличающийся тем, что он снабжен полым усеченным конусом, причем воздушный рабочий винт расположен с зазором внутри широкой части полого усеченного конуса на одной оси с ним.