2015-11-01
Науково-дослідний сайт В'ячеслава Горчіліна
Всі статті
Jump-метод збільшення ККД другого роду
Метод доступний для спільного патентування

У цій роботі пропонується ідея ще одного способу збільшення ККД другого роду\eta_{2}. Він заснований на стрибкоподібній зміні ємності конденсатора за рахунок механічного премещения рухомий діелектричної середовища.

Як відомо, заряд конденсатора зберігається не на його пластинах, а в діелектрику [1]. Також відома формула потенційної енергії конденсатора [2]:
W = \frac {Q^2} {2 \, C},
де: Q — заряд конденсатора, C — його ємність. Отже, для збільшення потенційної енергії W потрібно при тому ж заряді зменшити ємність конденсатора. Шкільний досвід з раздвиганием заряджених пластин від лейденських банок наочно цей ефект демонструють. Але в цьому досвіді механічна енергія на розсування пластин в точності дорівнює отриманій набирання — кулоновкие сили тяжіння роблять свою справу.
Ідея запропонованого методу полягає в поздовжньому зміні ємності, коли кулонівські сили опору не беруть участь. На малюнку повністю представлений цей метод. На ньому зображені:
  • 1 — мотор з лопатями;
  • 2 — конденсатор C_1, з зазором між його пластинами — d_1 і рухомий діелектричної середовищем в якості діелектрика;
  • 3 — джерело постійної напруги;
  • 4 — ізолятор;
  • 5 — конденсатор C_2, з зазором між його пластинами — d_2;
  • 6 — навантаження.
Jump-метод увеличения КПД второго рода
На конденсатор C_1 подається постійна висока напруга V, яка заряджає діелектричну середу між його пластинами. Лопаті мотора переміщують заряджений рухливий діелектричний шар у простір конденсатора C_2. Згідно з наведеною вище формулою виводиться коефіцієнт збільшення \eta_{2} — збільшення потенційної енергії:
K_{\eta2} = \frac {C_1} {C_2} = \frac {d_2^2} {d_1^2},
яка знімається в навантаження. Формула обчислена для прямокутних пластин і для ідеального випадку, який не враховує втрати. З блокової схеми відразу видно такі у вигляді крайових ефектів — при переході діелектрика з C_1 в C_2, які можна звести до мінімуму шляхом зменшення вихорів виникають при таких переходах, а також — узгодженням навантаження з внутрішнім опором джерела напруги. Крім цього, потрібно врахувати витрати на механичекое переміщення діелектрика, які, втім, мають бути відносно малі. Передбачається, що більш ефективним режимом знімання енергії буде імпульсний, коли навантаження підключається до C_2 через рівні проміжки часу з великою шпаруватістю.
Деякі недоліки першої схеми можна виправити, якщо помістити високовольтні пластини конденсатора всередину загальної пластини з нульовим потенціалом, і за рахунок цієї пластини провести збільшення зазору (зменшення ємності) у другому конденсаторі. Крім усього іншого, в такій конструкції пристрій вийде безпечним в експлуатації. Цей варіант зображений на малюнку нижче.
Jump-метод увеличения КПД второго рода. Второй вариант

Як припускає автор, оптимальною конструкцією буде така, коли зовнішні і внутрішні пластини конденсатора утворюють у поперечному перерізі кільця, тобто по суті — два циліндричних конденсатора з загальної зовнішньої пластиною різного діаметра.

Загальна потужність пристрою буде визначатися напругою джерела живлення, діелектричною проникністю середовища в конденсаторах, площею їх пластин та швидкістю потоку. У зв'язку з цим, крім застосування газоповітряних діелектриків мають діелектричну проникність порядку одиниці, може бути цікавим використання рідин. Наприклад, деионизованная вода [3] має прийнятну електропровідність — 1.8*107 (Om*m) і діелектричну проникність — 34.5 [4], що дозволить на порядок знизити напругу джерела живлення і збільшити ефективність всієї установки.


Горчилин В'ячеслав, 2015 р.
* Передрук статті можлива за умови встановлення посилання на цей сайт та додержанням авторських прав

« Назад
2009-2018 © Vyacheslav Gorchilin