Спроси на пикабу
Привет! Взываю к высшему разуму!
Всегда считал, что вывешивание мокрого белья на мороз не более чем освежение воды в нём содержащейся. Но тут, на днях сам занёс в баню с предбанника покрывало, вывешенное собственноручно днями ранее. Оно было сухим. Предбанник не утеплён.
Возможно солнце нагревало его через крышу и в нём, периодически, было выше ноля.
Или кристаллы льда всё таки каким то образом выпрыгивают из ткани?
Вопрос про обратный клапан
Для ЛЛ:
Снижает ли обратный клапан давление воды в трубе (после клапана)?
Не для ЛЛ:
Вот ставится обратный клапан
Он открывается потоком воды в одном направлении
И закрывается от потока в обратном направлении
Без потока клапан закрыт
Лёгкая пружинка притягивает и закрывает клапан
А значит когда вода течёт в правильном направлении и открывает клапан
Пружинка сжимается
(Возможно в некоторых конструкциях растягивается)
И так или иначе воде нужно
"прилагать усилия" что бы открыть клапан
Пусть и совсем маленькие
Но из этого следует что вода тратит свою энергию (или энергию давления воды)
Допустим 1000 клапанов установленных подряд и в них тысяча пружинок смогут ли они нейтрализовать давление в 1 бар?
Или допустим давление в кране 5 бар
Тогда если поставить последовательно
(Друг за другом)
5000 клапанов то из крана после клапанов вода течь не будет?
Или будет течь с давлением ниже 5 бар?
Разумеется этот рассчет что 1000 клапанов нейтрализуют один бар давления это просто фантазия для рассуждения
Я лишь хочу понять
Складывается ли давление последовательно подключенных клапанов (и пружинок в них) и вычитается из давления воды ?
Или вообще так рассуждать не корректно?
И давление воды сначала открывает один клапан после чего давление воды после короткой микро просадки нормализуется и снова становится 5 бар ровно
Течёт дальше до следующего клапана
Открывает его и ситуация повторяется 5000 раз
И давление пружинок в клапанах таким образом складывать не правильно
А следовательно
В трубе с давлением 5 бар можно поставить
Трилиарды клапанов и вода все ровно будет через них течь?
Немножко резюмирую вопросы:
Что будет с водой после большого количества клапанов?
Можно ли остановить воду большим количеством клапанов подключенными друг за другом в трубе?
Или снизить ее давление?
Складывается ли давление пружинок в клапанах и можно ли его вычесть из давления воды?
Как вообще правильно рассуждать тут?
Загадочная волна-убийца
Текстовая версия:
В 19 веке начали появляться свидетельства очевидцев о таинственных огромных волнах в океане, появляющихся из ниоткуда. И это не совпадение – в 19 веке появились первые железные морские судна, которые, при счастливом стечении обстоятельств, могли пережить встречу с таинственной волной. До этого встреча с ней была фатальной – моряки уже никогда не возвращались на берег…
С развитием судостроения сообщения о загадочных волнах только участились, но почти никто не верил в рассказы очевидцев. Считалось, что волна высотой 10 метров в открытом океане – это достаточно редкое явление, а сообщения о волнах высотой 30 метров – что-то из разряда фантастики. Но корабли, казалось бы надежно защищенные от штормов, продолжали без следа пропадать в океанах по всему миру. Хорошо задокументированное событие произошло сравнительно недавно с грузовым судном МС Мюнхен.
Этот двести шестидесяти метровый корабль считался непотопляемым, в 1978 году он отправился в свой 62 рейс по привычному маршруту из Германии в США. Рейс проходил нормально, а потом несколько судов и радиостанции получили от Мюнхена сигнал бедствия.
После этого – полная тишина, корабль и экипаж в составе 28 человек просто исчезли. В поисковой операции принимали участия несколько стран, были задействованы десятки самолетов и сотни морских судов. В результате были найдены спасательные шлюпки, пару спасательных жилетов, аварийные буи и часть груза. Никакого корабля и людей не нашли, поэтому мы можем только догадываться о том, что произошло с МС Мюнхен. Но повреждения на одной из спасательных шлюпок и другие косвенные признаки говорили о том, что шлюпка, крепленная на высоте 20 метров над уровнем воды, была сорвана чудовищной силой.
«Плохая погода стала причиной необычного события» -- к такому выводу пришел морской суд, но сейчас большинство исследователей считает, что это произошло из-за огромной, редкостной волны, возможно даже не одной.
Согласно одной из публикаций на эту тему, всего во второй половине 20 века эти же гигантские волны вероятно потопили 22 больших корабля и стали причиной больше 500 смертей. Хорошо известный случай о затонувшем при странных обстоятельствах огромного MV Derbyshire. Без вести пропали 44 человека.
Скепсис по отношению к огромным волнам продолжался, все изменилось в 1995 году, всего чуть больше 26 лет назад. Лазерные датчики на нефтяной платформе Дропнер зафиксировали волну высотой 25 метров, это почти в 3 раза выше, чем самые высокие волны в этом регионе.
Считалось, что это просто невозможно, это не укладывалось в математические модели того времени и не подтверждалось наблюдениями. Так как данные из подобных датчиков были очень надежные и ошибка исключалась, этим случаем заинтересовались ученые и начали искать способы объяснить как это возможно, наблюдения за океаном усилились и за короткое время данные спутников показали существование огромных волн высотой больше 25 метров. Эти волны действительно возникали как-бы из ниоткуда и быстро исчезали, интересным был так же тот факт, что очевидцы описывали эти волны как стену воды, то есть они были очень крутыми. Эти волны получили называние «Волн Убийц», хотя название очень отличается в различных языках Как оказалось позже, существуют даже супер волны-убийцы, их высота превышает в 5 раз окружающие волны, они могут быть высотой больше 30 метров, можно так же встретить информацию о волнах высотой больше 40 метров, но источники мне показались ненадежными.
Вот гифка, показывающая данные наблюдений за волнами на воде, там где области смещаются в сторону красного цвета, там бушуют штормы, высота волн там может достигать 11 метров.
Стоит сказать, что существуют такие понятия, как столетняя волна, тысячелетняя волна, десяти тысячи летняя волна, это как бы необычное редкое отклонение от среднего значения, например раз в 10 тысяч лет может появиться волна высотой около 20 метров, это берут во внимание проектируя корабли, порты и нефтяные вышки. Но регулярные появления волн высотой больше 20 метров, а иногда даже больше 30 метров… как? Что за сила создает их, откуда такая энергия? Я бы могла сказать «Наука не может объяснить», но эти слова обычно используют для кликбейта и на самом деле это означает «наука имеет предположения, гипотезы, но общепринятого мнения и однозначного ответа нет». Кратко расскажу об основных двух гипотезах.
В общем самое простое объяснение – это интерференция, суперпозиция разных волн, ну или в более привычном смысле – наложение волн. Несколько различных волн с разной длиной волны и амплитудой накладываются одна на другую и создают в некоторых местах одну большую волну.
Тут очень много дополнительных параметров учитывается, например не просто синусоидальная форма волн, а крутые гребни и впадины, течения, ветер, разность температур и так далее, но суть в двух словах можно передать как наложение различных волн в некоторых условиях.
Другое объяснение пришло из квантовой механики, образование волн с необычно большой амплитудой описывает одно из модификаций Уравнения Шредингера, которое используется в оптике и физике плазмы.
Решение обычного уравнения Шредингера – это волновая функция, тут так же, только имеет немножко более сложный вид и тоже в комплексную форму, называется «Солитон Перегрина», графически выглядит примерно вот так:
В чем суть. Обычная волна, как можно часто заметить, она очень нестабильна, когда она набирает высоту, то гребень начинает закручиваться и волна обрушивается. А Солитон – это одиночная волна, которая сохраняет свою форму более длительное время, вот например нервные импульсы можно рассматривать как солитоны, но вообще солитон Перегрина применяется для описаний солитонов в оптике и физике плазмы. Как оказалось, это все можно применить и к гравитационным волнам, гравитационные волны – это волны на воде, не следует путать и другими гравитационными волнами в пространстве и времени, которые следуют из общей теории относительности.
В общем в итоге ученым удалось смоделировать волну убийцу на воде в бассейне на фото.
Это не единственная модель, но одна из, тут теория вполне согласуется с практикой. В чем суть в двух словах: тут происходит не интерференция, а как бы всасывание соседних волн в одну большую, стабильную волну, в океане это может происходить вполне регулярно, все условия позволяют.
Что забавно – такими волнами в моделях могут быть не только гребни, но и впадины – и это подтверждается очевидцами волн убийц в океанах. Но скорее всего волны убийцы не описываются только каким-то одним процессом и возникают в следствии различных причин.
Наверное стоит вспомнить о цунами, почему не берут во внимание процесс, который отвечает за формирование цунами. Тут все просто – цунами в открытом океане почти незаметна, она увеличивается в высоту при приближении к берегу, ну, если это не цунами вызванное падением огромного астероида. На ютубе много видео о волнах убийцах, но почти на всех таких видео нет никаких волн убийц, а просто автор решил написать ошибочное название сам того не осознавая, вот одно из редких видео, на котором был заснят момент столкновения с волной убийцей, правда не очень большой, но как и все видео о необычных явлениях, снято на кирпич:
Реальных фото волн убийц тоже очень мало, в основном используют фотошоп для того, чтобы впечатлить людей, но на самом деле волны в море, даже самые большие, не выглядят так впечатляюще, как в фильмах. На реальных фото просто трудно с чем-то сравнить их размер. Вот фото, которое я использовала для превью, вообще не впечатляет, я не знаю какая высота этой волны, наверное где-то около 20 метров, найти оценку ее высоты в оригинальных источниках не удалось.
Но на самом деле эта тема интересна даже не из-за самих волн-убийц, а из-за универсальности волновых феноменов, ведь волны убийцы появляются не только на воде, но и в других системах, где есть волны различной природы, в оптических средах, плазме и даже экономике.
Как известно многие физики специализирующиеся на дифференциальном исчислении уходят в область экономики, финансов, там просто больше платят, на каком-нибудь Волл Стрит, они применяют физику и математику для анализа ситуаций на рынке финансов, там очень сложные формулы, но иногда удается найти закономерности и предсказать поведение инвесторов например, ну наверное самый известный для широких масс инструмент при анализе бирж – это уровни Фибоначчи, это что-то из той же серии, только более продвинутое.
Есть даже такой термин – Эконофизика, волновые процессы играют там не последнюю роль, можете почитать об этом, если хотите, а я пойду делать следующее видео (и писать статью тоже). Пока.
Гидростатическая ГЭС с большим поплавком внутри. Пока не работает
для тех, кто читал и приниал обсуждение в прошлых постах - список внесённые изменений:
- другие картинки и чуть другие буквы в описании механизма и процесса.
- поплавок таки должен быть максимально лёгким, допустим 0,1 от плотности рабочей жидкости
- можно и нужно снять энергию так же от всплытия большого лёгкого поплавка, полностью погруженного в рабочую жидкость, и дать ему это сделать выше, чем было показано в прошлых версияхе и до того, как опустится поршень. А это сразу абсолютный выигрышь в КПД, но
тогда возвращается влияние силы архимеда на поршень - FAIL
найдено - BardMaliwan
- поршень опускается с уже долитой жидкостью под поплавком, и в процессе доливается уже совсев совсем немого жидкости просто для поддержки максимальной высоты столба жидкости
- ход пружины и объём доливаемой жидкости мог быть тоже больше, как и высота всплытия поплавка или жёсткость пружины, но это всего лишь пример, чтобы удобнее было смотреть и легче считать.
...что будет, если вовнутрь сосуда, установленного на Гидрстатические весы Паскаля, поместить большой и лёгкий поплавок и закрепить его за отпадающую подставку? И потом отсоединить от подставки?
Для начала читателю нужно будет вспомнить, что такое гидростатическое давление и сила Архимеда, гидростатический парадокс Паскаля и собственно гидростатические весы Паскаля.
Если высота столба жидкости одинаковая и площадь дня сосудов одинаковая, то давление жидкости на дно сосудов будет одинаковым, даже если масса жидкости в них разная.
Если давление жидкости на пластинку Д на этих весах будет больше, чем воздействие веса груза Г через коромысло, то подставка отпадёт от сосуда и часть жидкости вытечет прежде, чем груз Г снова сможет прижать пластинку Д к нижней части сосуда С.
Далее мы напомним читателю, как примерно выглядели бочка с трубкой из опыта Паскаля.
И напомним, что давление на дно сосуда зависит лишь от высоты столба жидкости и площади дна этого сосуда и никак не зависит от формы бочки над дном или ширины той самой трубки.
Далее перейдём непосредственно к описанию механизма:
В гидростатических весах Паскаля отпадающую пружину заменим двигающимся поршнем, снизу закреплённым на жёсткой пружине.
Нижнюю чась пружины закрепим на жёстком основании, а внутри пружины через техническое отверстие в основании установим рычаг, одним своим концом соединённый с поршнем, а другим концом уходящим наружу из механизма и соединящимся где-то там либо с приводом генератора, либо с другими механизмами, чтобы снимать с нашего механизма усилие и совершать полезную работу.
Так же в верхнюю крышку механизма поместим механизмы приводов генераторов, чтобы снимать усилие от всплывающего поплавка.
Устройство механизма показано на рисунке 1.
1. - Труба, она же корпус сосуда, по которому двигается поршень.
2. - Поршень
3. - Жёсткая пружина
4. - Поплавок
5. - Крышка сосуда
6. - Основание
7. - Рычаг
8. - Направляющие для поплавка.
9, - Фиксаторы для скрепления поплавка с поршнем.
10. - Внешняя ёмкость с жидкостью.
11. - Фиксаторы поршня в нижнем положении в трубе.
12. - Привод генераторов или механизмы со встроенными генераторами
13. - Рычаги
14. - Генераторная турбина
15. - Клапан
16. - Ограничители
20. - Бак для слива жадкости
21. - Клапан
22. - Генераторная турбина
23. - Клапан
24. - Генераторная турбина
25. - Бак для слива жадкости
26. - Клапан
27. - Генераторная турбина
28. - Клапан
29. - Генераторная турбина
31. - Клапан
32. - Генераторная турбина
33. - Электрический насос
34. - Трубка
35. - Трубка
36. - Клапан
37. - Генераторная турбина
38. - Электрический насос
Размер поплавка максимально большой, чтобы при этом он мог поместиться в сосуде и не упираться в его стенку.
Чтобы поплавок не касался стенок сосуда и двигался строго вертикально, в поршне закреплены направляющие, проходящие через поплавок и верхнюю крышку сосуда.
Так же на направляющих есть ограничители высоты всплытия поплавка.
Если снова вспомнить опыт Паскаля с бочкой и тонкой трубкой, то большой широкий и при этом очень лёгкий полый поплавок превращает бочку в тонкую трубку, только в виде трубки будет уже узкое пространство между внешней боковой поверхностью поплавка и внутренней поверхностью сосуда, в котором двигается поршень.
А маленькое пространство между поршнем и поплаком будет бочкой.
В начале, как показано на рисунке 1, поплавок скреплён фиксаторами с поршнем, но поршень и поплавок не плотно прилегают друг к другу и потому между ними сохраняется минимальная прослойка жидкости.
Поплавок полностью находится в жидкости, и сила Архимеда, действующая на него, так же воздействует на поршень и тянет его вверх. Вниз же на поршень давит высота столба жидкости в сосуде и собственно вес поплавка, который во много раз меньше веса жидкости в его объёме.
В этот момент пружина находится в состоянии покоя и удерживает на весу поплавок, поршень и жидкость.
Но поршень уже заранее зафиксирован фиксаторами относительно сосуда.
При этом так как поплавок почти такой же большой, как и сосуд, в котором он находится, получается, что сила Архимеда почти уравновешивает давление столба жидкости на поршень.
F(c) = pghS
F(a)= pgV
P=mg
Для удобства рачётов примем, что высота поплавка к высоте от поршня до уровня жидкости во внешнем сосуде относится как 100 к 101
Площади нижних и верхних граней поплавка относятся к площади верхней поверхности поршня как 100 к 101
Плотность поплавка относится к плотности жидкости как 1 к 10
Рабочая жидкость - масло, по вязкозти схожее с применяемым в двигателях внутреннего сгорания автомобилей или гидравлическая жидкость.
рисункок 2, открываются заливные клапана, соединяющие сосуд с внешней ёмкостью.
Одновременно снимается фиксация поршня с поплавком и поплавок всплывает под воздействием силы Архимеда.
F = F(a) - P
И на поршень уже не действует сила Архимеда, действующая на поплавок и масса поплавка, а всего просто столб жидкости.
F(c) = pghS
Встроенные в поплавок рычаги двигают привода генераторных механизмов или генераторов, встроенные в верхнюю крышку - Рисунки 3,4
При всплытии поплавка, замедляемом механизмом привода генераторов, рабочая жидкость начинает уходить под него, и чтобы уровень рабочей жидкости не падал, жидкость из внешней ёмкости в открытые клапана должна поступать с достаточной скоростью.
Это нужно, чтобы жидкость оставалась между боковой гранью поплавка и стенкой сосуда и высота столба жидкости, а так же действие силы Архимеда не уменьшилось просто так.
Далее, рисунок 4, поплавок упирается в ограничители на направляющих.
Для удобства расчётов примем, что поплавок поднялся на 1/10 от своей высоты.
Далее, рисунок 5, когда уровень рабочей жидкости в сосуде снова выровнялся с уровнем жидкости во внешнем сосуде, т.е стал максимальным, снимается фиксация с поршня.
Далее, рисунок 6, под давлением столба жидкости, который к тому же возрастает, пружина, удерживающая поршень, прогибается и поршень опускается вниз.
Но так как пружина жёсткая, то он пружина прогнётся лишь незначительно.
Для удобства расчётов примем, что поршень опустился на 1/10 от высоты поплавка.
При движении вниз поршень так же толкает рычаг, закреплённый за него снизу, и этот рычаг делает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм.
При движении поршня вниз, дополнительная жёсткость пружины возрастает от нуля до максимального значения вместе со сжатием, а высота столба жидкости, а значит сила его давления на поршень, изменяется лишь незначительно и было изначално уже большим.
Потому, чем ниже опускается поршень, тем меньше должно быть усилие, снимаемое с рычага, от самого максимального в начале и до нуля в конце, когда пружина прогнулась на максимальную величину.
Жёлтым цветом показано усилие, в идеальном механизме, без учёта потерь на трение, нагрев и тд, которое нужно полностью забрать из механизма для достижения максимального КПД.
Справа же усилие, которое пойдёт на сжатие пружины и при возвращении пружины в исходное состояние и следовательно при подъёме поршня обратно так же позволит нам получить энергию или выполнить другую полезную работу.
Рисунок 7 - Жидкость из внешней ёмкости заполняет пустоты между стенками сосуда и полавком, возникшие при движении поршня вниз. Чем быстрее жидкость заполняет эти пустоты. тем меньше недополученной энергии от механизма будет в результате чуть более низкой высоты столба жидкости, даящего на поршень.
Внимание!!! Как видно из рисунков 4, 7 и 8, высота столба жидкости за счёт поступления дополнительной жидкости увеличилась лишь немного, и поступление внешней жидкости в механизм не является главной действующей силой, а больше нужной для поддержаия нужной высоты столба жидкости, хотя, тоже какое-то влияние на прогиб пружины несомненно оказывает.
Если бы пружина была ещё жёстче, то соответственно долив дополнительной жидкости был бы ещё меньше, но для наглядности рисунков оставим все так, как есть.
Как только поршень достиг своей нижней точки, он тут же фиксируется фиксаторами. Таким образом пружина останется сжатой при снятии нагрузки с поршня.
Далее, рисунок 9 - сразу же после фиксации поршня открывается заливной клапан верхнего бокового бака и начинается слив рабочей жидкости.
При этом каждый раз сливающаяся жидкость приводит в движение свою небольшую генераторную турбинку.
Когда уровень жидкости опускается ниже, чем распложен впускной клапан верхнего бокового бака, рисунок 10, открывается заливной клапан нижнего бокового бака и продолжается слив жидкости.
Когда уровень жидкости опускается ниже, чем распложен впускной клапан нижнего бокового бака, рисунок 11, открывается заливной клапан верхнего насоса и дальше продолжается слив жидкости.
Одновременно с открытием клапана включается электрический насос, закачивающий жидкость во внешнюю ёмкость. Насос использует часть энергии, произведённой механизмом.
Далее, Рисунок 12, с падением уровня жидкости в ссосуде, поплавок так же начинает опускаться, выдавливая из под себя жидкость.
Как только поплавок опускается на поршень, рисунок 13, происходит их фиксация между собой.
Одновременно с этим уровень жидкости опускается ниже, чем распложен впускной клапан верхнего насоса, открывается заливной клапан нижнего насоса и дальше продолжается слив жидкости до тех пор, пока она полностью не будет слита.
Одновременно с открытием клапана включается электрический насос, закачивающий жидкость во внешнюю ёмкость. Насос использует часть энергии, произведённой механизмом.
Как только жидкость полностью слита, открываются фиксаторы, ужерживающие поршень в нижнем положении.
Далее, рисунок 15, сжатая пружина пружина толкает поршень вместе с поплавком вверх, так же двигая рычаг, закреплённый снизу за поршень, и рычаг совершает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм.
Важно, чтобы нагрузка на этот рычаг была достаточной, чтобы полностью использовать всю энергию сжатой пружины.
Как только поршень достигает своего изначального положения, как на рисунке 1, он фиксируется фиксаторами.
Далее, рисунок 17, открывается выпускной клапан нижнего бокового бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.
Далее, рисунок 18, открывается выпускной клапан верхнего бокового бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.
Далее, рисунок 19, открывается клапана, соединяющий внешнюю ёмкость с сосудом и недостающая часть рабочей жидкости заливается обратно в сосуд
В результате, рисунок 1, сосуд с поршнем и поплавком снова полный.
На этом цикл заканчивается и начинается следующий, аналогичный предыдущему.
Ниже показано видео в движении:
Вопрос для всех любителей физики, будет или не будет работать? Гидростатический парадокс + буй или поплавок, исправленное продолжение
Внесённые изменения:
- поплавок сделан максимально тяжёлым, примем, что его плотность равна 0,9 к плотности рабочей жидкости
- добавлен насос в верхнем сливном баке и трубка для отвода жидкости во внешнюю ёмкость
Внимание!!! интересуют комментарии только по существу, от тех, кто хотябы попробовал разобраться и дочитал статью до конца, а не от звёзд умников, определяющих годность статьи по названию.
Что будет, если вовнутрь сосуда, установленного на Гидрстатические весы Паскаля, поместить большой и лёгкий поплавок и закрепить его за отпадающую подставку? И потом отсоединить от подставки?
Для начала читателю нужно будет вспомнить, что такое гидростатическое давление и сила Архимеда, гидростатический парадокс Паскаля и собственно гидростатические весы Паскаля.
Если высота столба жидкости одинаковая и площадь дня сосудов одинаковая, то давление жидкости на дно сосудов будет одинаковым, даже если масса жидкости в них разная.
Далее мы напомним читателю, как примерно выглядели бочка с трубкой из опыта Паскаля.
И напомним, что давление на дно сосуда зависит лишь от высоты столба жидкости и площади дна этого сосуда и никак не зависит от формы бочки над дном или ширины той самой трубки.
Далее перейдём непосредственно к описанию механизма:
В гидростатических весах Паскаля отпадающую пружину заменим двигающимся поршнем, снизу закреплённым на жёсткой пружине.
Нижнюю чась пружины закрепим на жёстком основании, а внутри пружины через техническое отверстие в основании установим рычаг, одним своим концом соединённый с поршнем, а другим концом уходящим наружу из механизма и соединящимся где-то там либо с приводом генератора, либо с другими механизмами, чтобы снимать с нашего механизма усилие и совершать полезную работу.
Устройство механизма показано на рисунке 1.
1. - Труба, она же корпус сосуда, по которому двигается поршень.
2. - Поршень
3. - Жёсткая пружина
4. - Поплавок
5. - Крышка сосуда
6. - Основание
7. - Рычаг
8. - Направляющие для поплавка.
9, - Фиксаторы для скрепления поплавка с поршнем.
10. - Внешняя ёмкость с жидкостью.
11. - Фиксаторы поршня в нижнем положении в трубе.
12. - Генераторы
13. - Демпферы
14. - Генераторная турбина
15. - Клапан
16. - Электрический насос
17. - Трубка
20. - Бак для слива жадкости
21. - Клапан
22. - Генераторная турбина
23. - Клапан
24. - Генераторная турбина
25. - Бак для слива жадкости
26. - Клапан
27. - Генераторная турбина
28. - Клапан
29. - Генераторная турбина
30. - Бак для слива жадкости
31. - Клапан
32. - Генераторная турбина
33. - Электрический насос
34. - Трубка
Примем, что отношение площади поверхности поршня к нижней грани поплавка будет 101 к 100.
Примем, что отношение высоты части сосуда между поршнем и верхней крышкой в момент, когда пруджина находится в состоянии покоя - рисунок 1 - будет к высоте поплавка как 101 к 100.
Размер поплавка максимально большой, чтобы при этом он мог поместиться в сосуде и не упираться в его стенку.
Чтобы поплавок не касался стенок сосуда и двигался строго вертикально, в поршне закреплены направляющие, проходящие через поплавок и верхнюю крышку сосуда.
Примем, что плотность поплавка равна 0,9 к плотности рабочей жидкости
Если снова вспомнить опыт Паскаля с бочкой и тонкой трубкой, то большой широкий и при этом очень лёгкий полый поплавок превращает бочку в тонкую трубку, только в виде трубки будет уже узкое пространство между внешней боковой поверхностью поплавка и внутренней поверхностью сосуда, в котором двигается поршень.
А маленькое пространство между поршнем и поплаком будет бочкой.
В начале, как показано на рисунке 1, поплавок скреплён фиксаторами с поршнем, но поршень и поплавок не плотно прилегают друг к другу и потому между ними сохраняется минимальная прослойка жидкости.
Поплавок полностью находится в жидкости, и сила Архимеда, действующая на него, так же воздействует на поршень и тянет его вверх. Вниз же на поршень давит высота столба жидкости в сосуде и собственно вес поплавка, который во много раз меньше веса жидкости в его объёме.
В этот момент пружина находится в состоянии покоя и удерживает на весу поплавок, поршень и жидкость.
При этом так как поплавок большой, и занимает почти все пространство над поршнем, получается, что сила Архимеда почти уравновешивает давление столба жидкости на поршень.
И столбом жидкости выше уровня верхней крышки сосуда нужно пренебречь, в реальной модели его можно сделать максимально близким к нулю, просто на рисунке он есть какой он есть.
Далее, рисунки 1,2, снимается фиксация поршня с поплавком и поплавок всплывает, сразу же упираясь в верхнюю крышку.
И на поршень уже не действует сила Архимеда, действующая на поплавок, так как он отсоединён от порншня.
Одновременно со снятием фиксации открывается клапан между внешней ёмкостью и сосудом, и дополнительная жидкость поступает в механизм. Это нужно, чтобы жидкость оставалась между боковой гранью поплавка и стенкой сосуда и высота столба жидкости не уменьшилась.
При движении вниз поршень так же толкает рычаг, закреплённый за него снизу, и этот рычаг делает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм. При этом, чем ниже опускается поршень, тем меньше должно быть усилие, вплоть до нуля, снимаемое с рычага, чтобы пружина прогнулась на максимальную величину.
В результате давление на поршень, а значит и пружину увеличивается, и поршень двигается вниз, сжимая пружину. Но так как пружина жёсткая, то он пружина прогнётся лишь незначительно и лишь небольшая часть доплнительной жидкости поступит в сосуд - рисунок 3.
Внимание!!! Как видно из рисунка 3, высота столба жидкости за счёт поступления дополнительной жидкости увеличилась лишь немного, и поступление внешней жидкости в механизм не является главной действующей силой, а больше нужной для поддержаия нужной высоты столба жидкости, хотя, тоже какое-то влияние на прогиб пружины она несомненно оказывает.
Примем, что пружина прогнулась на 1/10 от высоты поплавка.
Если бы пружина была ещё жёстче, то соответственно долив дополнительной жидкости был бы ещё меньше, но для наглядности рисунков оставим все так, как есть.
Далее, рисунок 4, поршень фиксирутся фиксаторами в своём нижнем положении.
И сразу же открывается заливной клапан верхнего бокового бака и начинается слив жидкости.
С падением уровня жидкости в сосуде поплавок, плотность которого примерно равна 0,9 от плотности жидкости, начинает опускаться, и выдавливать из под себя жидкость вверх вдоль граней сосуда.
Одновременно с открытием клапана в верхнем сливном баке включается электрический насос, закачивающий жидкость во внешнюю ёмкость. Насос использует часть энергии, произведённой механизмом
С падением уровня жидкости в сосуде поплавок, плотность которого примерно равна 0,9 от плотности жидкости, продолжает опускаться, и выдавливать из под себя жидкость вверх вдоль граней сосуда
Как только поплавок опускается на поршень , рисунок 5, он фиксируется фиксаторами с поршнем.
Когда уровень жидкости оускается ниже, чем распложен впускной клапан верхнего сливного бака, открывается заливной клапан среднего бокового бака и продолжается слив жидкости.
Затем, рисунок 6, когда уровень жидкости оускается ниже, чем распложен впускной клапан среднего сливного бака, открывается заливной клапан нижнего бака и завершается слив жидкости.
Одновременно с открытием клапана включается электрический насос, закачивающий жидкость во внешнюю ёмкость. Насос использует часть энергии, произведённой механизмом.
Далее, рисунок 8, окрываются фиксаторы. удерживающие поршень и сжатую пружину.
А насос в это время продолжает выкачиваться жидкость из нижнего бака во внешнюю ёмкость
Далее, рисунок 9, сжатая пружина пружина толкает поршень вместе с поплавком вверх, так же толкая рычаг, закреплённый снизу за поршень, и рычаг делает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм.
Важно, чтобы нагрузка на этот рычаг была достаточной, чтобы поплавок ударяясь в демпферы верхней крышки не разрушал механизм. Но и такой, чтобы поршень смог достичь своего верхнего положения.
Далее, рисунок 9-1, открывается сливной клапан среднего бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.
Далее, рисунок 10, открывается сливной клапан верхнего бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.
Далее, рисунок 11, открывается клапан, соединяющий внешнюю ёмкость с сосудом и ещё часть рабочей жидкости заливается обратно в сосуд, чтобы он был полный.
В результате, рисунок 1, сосуд с поршнем и поплавком снова полный.
На этом цикл заканчивается и начинается следующий, аналогичный предыдущему.
Ниже показано видео в движении.
Ответ на пост «Вопрос для всех любителей физики, будет или не будет работать данный механизм? Гидростатический парадокс + буй или поплавок»
Изучение этого любопытного механизма привело меня к интересной задаче
Имеется сосуд, на дне которого находится подпружиненный поршень. В сосуд поставлен легкий(плотность ~0), брусок так, что он почти плотно прилегает к стенкам сосуда, но не касается их. Брусок соединен прочной нитью с поршнем.
Так же в сосуд наливается жидкость плотностью ρ.
В сосуде есть выступы, которые не дают бруску поднятся выше уровня воды.
Вопрос: насколько опустится уровень воды(и опустится ли), когда нить будет обрезана, а так же насколько изменится энергия всей системы.
Считать все параметры системы известными.
Вопрос для всех любителей физики, будет или не будет работать данный механизм? Гидростатический парадокс + буй или поплавок
Внимание!!! интересуют комментарии только по существу, от тех, кто хотябы попробовал разобраться и дочитал статью до конца, а не от звёзд умников, определяющих годность статьи по названию.
Что будет, если вовнутрь сосуда, установленного на Гидрстатические весы Паскаля, поместить большой и лёгкий поплавок и закрепить его за отпадающую подставку? И потом отсоединить от подставки?
Для начала читателю нужно будет вспомнить, что такое гидростатическое давление и сила Архимеда, гидростатический парадокс Паскаля и собственно гидростатические весы Паскаля.
Если высота столба жидкости одинаковая и площадь дня сосудов одинаковая, то давление жидкости на дно сосудов будет одинаковым, даже если масса жидкости в них разная.
Далее мы напомним читателю, как примерно выглядели бочка с трубкой из опыта Паскаля.
И напомним, что давление на дно сосуда зависит лишь от высоты столба жидкости и площади дна этого сосуда и никак не зависит от формы бочки над дном или ширины той самой трубки.
Далее перейдём непосредственно к описанию механизма:
В гидростатических весах Паскаля отпадающую пружину заменим двигающимся поршнем, снизу закреплённым на жёсткой пружине.
Нижнюю чась пружины закрепим на жёстком основании, а внутри пружины через техническое отверстие в основании установим рычаг, одним своим концом соединённый с поршнем, а другим концом уходящим наружу из механизма и соединящимся где-то там либо с приводом генератора, либо с другими механизмами, чтобы снимать с нашего механизма усилие и совершать полезную работу.
Устройство механизма показано на рисунке 1.
1. - Труба, она же корпус сосуда, по которому двигается поршень.
2. - Поршень
3. - Жёсткая пружина
4. - Поплавок
5. - Крышка сосуда
6. - Основание
7. - Рычаг
8. - Направляющие для поплавка.
9, - Фиксаторы для скрепления поплавка с поршнем.
10. - Внешняя ёмкость с жидкостью.
11. - Фиксаторы поршня в нижнем положении в трубе.
12. - Генераторы
13. - Демпферы
14. - Генераторная турбина
15. - Клапан
20. - Бак для слива жадкости
21. - Клапан
22. - Генераторная турбина
23. - Клапан
24. - Генераторная турбина
25. - Бак для слива жадкости
26. - Клапан
27. - Генераторная турбина
28. - Клапан
29. - Генераторная турбина
30. - Бак для слива жадкости
31. - Клапан
32. - Генераторная турбина
33. - Электрический насос
34. - Трубка
Размер поплавка максимально большой, чтобы при этом он мог поместиться в сосуде и не упираться в его стенку.
Чтобы поплавок не касался стенок сосуда и двигался строго вертикально, в поршне закреплены направляющие, проходящие через поплавок и верхнюю крышку сосуда.
Если снова вспомнить опыт Паскаля с бочкой и тонкой трубкой, то большой широкий и при этом очень лёгкий полый поплавок превращает бочку в тонкую трубку, только в виде трубки будет уже узкое пространство между внешней боковой поверхностью поплавка и внутренней поверхностью сосуда, в котором двигается поршень.
А маленькое пространство между поршнем и поплаком будет бочкой.
В начале, как показано на рисунке 1, поплавок скреплён фиксаторами с поршнем, но поршень и поплавок не плотно прилегают друг к другу и потому между ними сохраняется минимальная прослойка жидкости.
Поплавок полностью находится в жидкости, и сила Архимеда, действующая на него, так же воздействует на поршень и тянет его вверх. Вниз же на поршень давит высота столба жидкости в сосуде и собственно вес поплавка, который во много раз меньше веса жидкости в его объёме.
В этот момент пружина находится в состоянии покоя и удерживает на весу поплавок, поршень и жидкость.
При этом так как поплавок большой, но лёгкий, получается, что сила Архимеда частично почти уравновешивает давление столба жидкости на поршень.
Далее, рисунки 1,2, снимается фиксация поршня с поплавком и поплавок всплывает, сразу же упираясь в верхнюю крышку. И на поршень уже не действует сила Архимеда, действующая на поплавок, так как он отсоединён от порншня.
Одновременно со снятием фиксации открывается клапан между внешней ёмкостью и сосудом, и дополнительная жидкость поступает в механизм. Это нужно, чтобы жидкость оставалась между боковой гранью поплавка и стенкой сосуда и высота столба жидкости не уменьшилась.
При движении вниз поршень так же толкает рычаг, закреплённый за него снизу, и этот рычаг делает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм. При этом, чем ниже опускается поршень, тем меньше должно быть усилие, вплоть до нуля, снимаемое с рычага, чтобы пружина прогнулась на максимальную величину.
В результате давление на поршень, а значит и пружину увеличивается, и поршень двигается вниз, сжимая пружину. Но так как пружина жёсткая, то он пружина прогнётся лишь незначительно и лишь небольшая часть доплнительной жидкости поступит в сосуд - рисунок 3.
Внимание!!! Как видно из рисунка 3, высота столба жидкости за счёт поступления дополнительной жидкости увеличилась лишь немного, и поступление внешней жидкости в механизм не является главной действующей силой, а больше нужной для поддержаия нужной высоты столба жидкости, хотя, тоже какое-то влияние на прогиб пружины несомненно оказывает.
Если бы пружина была ещё жёстче, то соответственно долив дополнительной жидкости был бы ещё меньше, но для наглядности рисунков оставим все так, как есть.
Далее, рисунок 4, поршень фиксирутся фиксаторами в своём нижнем положении.
И сразу же открывается заливной клапан верхнего бокового бака и начинается слив жидкости.
Затем, рисунок 5, открывается заливной клапан среднего бокового бака и продолжается слив жидкости.
Затем, рисунок 6, открывается заливной клапан нижнего бака и завершается слив жидкости.
Одновременно с открытием клапана включается электрический насос, закачивающий жидкость во внешнюю ёмкость. Насос использует часть энергии, произведённой механизмом.
Чем больше производительность насоса, тем меньшего объёма будет нижний бак и тем выше будет его дно относительно положения поршня и тем на меньшую высоту нужно будет поднимать жидкость.
Поплавок опускается на поршень и фиксируется фиксаторами- рисунок 7.
Далее, рисунок 8, окрываются фиксаторы. удерживающие поршень и сжатую пружину.
Далее, рисунок 9, сжатая пружина пружина толкает поршень вместе с поплавком вверх, так же толкая рычаг, закреплённый снизу за поршень, и рычаг делает полезную работу, к примеру вращает привод генератора или передаёт усилие на любой другой механизм.
Важно, чтобы нагрузка на этот рычаг была достаточной, чтобы поплавок ударяясь в демпферы верхней крышки не разрушал механизм. Но и такой, чтобы поршень смог достичь своего верхнего положения.
Далее, рисунок 9-1, открывается сливной клапан среднего бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.
Далее, рисунок 10, открывается сливной клапан верхнего бака и рабочая жидкость заливается обратно в сосуд.
Далее, рисунок 11, открывается клапан, соединяющий внешнюю ёмкость с сосудом и ещё часть рабочей жидкости заливается обратно в сосуд.
В результате, рисунок 1, сосуд с поршнем и поплавком снова полный.
На этом цикл заканчивается и начинается следующий, аналогичный предыдущему.
Ниже показано видео в движении.
Так будет, или не будет работать? Ждём Ваших аргументированных комментариев !!!