Новые технологии закрученных течений Владимир Хаустов
Введение
Перед вами – не просто сборник новых инженерных концепций или набор экспериментов. Это одновременно исследовательское размышление о природе движения, альбом нестандартных решений, вызов устоявшимся подходам и приглашение к переосмыслению фундаментальных инженерных закономерностей.
Эта книга объединяет в себе черты инженерного дневника, научного очерка и манифеста – манифеста в пользу простой, при этом глубоко укоренённой в законах природы техники, способной решать задачи XXI века без громоздкости, без избыточного усложнения, без разрыва с реальностью среды.
Предлагается новый взгляд на то, как можно преобразовывать энергию, перемещать вещество, охлаждать, сжимать, перемешивать или даже взлетать – не через систему рычагов, винтов, решёток и насосов, а с помощью упорядоченного вихря, спирального тока, автоколебания и правильной топологии пространства.
Речь идёт не о фантазии – а о строго физических, часто наблюдаемых, но малоиспользуемых явлениях, которые природа демонстрирует нам постоянно – в капле воды, кольце дыма, спиральной хвое растения, в крыле бабочки, в диске галактики, в закрученном течении крови.
Что вы найдёте на этих страницах?
– Теоретическое осмысление вихря как носителя энергии и как конструктивной формы действия;
– Расчёты, модели и принципиальные схемы – не фантастических машин, а воспроизводимых устройств, меняющих представление о силе и эффективности;
– Конструкции с чистой геометрией – без сложной механики, только за счёт самоорганизации среды;
– Подходы, где подъём без крыла, охлаждение без фреона, перемешивание – без вала;
– Постановку новой инженерной культуры – культуры потока, культуры резонанса, культуры тороидальной замкнутости.
Это не просто идеи. Это работа с полем, структурой, возмущением. Здесь появляется техника нового типа: бескорпусная, многомерная, фракционно управляемая, завихряющаяся в себе – и при этом продуктивная.
Для кого эта книга?
Для инженеров – стремящихся к простоте, не теряя силы.
Для изобретателей – ищущих формы, а не просто детали.
Для физиков – видящих механику не в корпусах, а в связях.
Для преподавателей и студентов – тех, кто хочет двигаться не только по грани уравнений, но и по грани реального движения.
Для всех, кто ощущает, что настоящее будущее лежит не в усложнении аппаратов, а в освоении принципов.
1. Экология
1.1. Вихревой фильтр очистки воды с формированием сверхвысокоскоростного волнового фронта
В конструктивном плане водяной фильтр представляет собой классическую вихревую терм разделительную трубку, в которой так называемый “горячий” выход вихревого потока используется в качестве выхода загрязнённой воды. Так называемый “холодный” выход центрального выхода от противотока используется для выхода очищенной воды.
Основную суть фильтру придаёт не классический способ тангенциального ввода среды внутрь вихревой трубы, а новый способ формирования сверхвысокоскоростного волнового фронта среды внутри фильтра с одновременной организацией внутри фильтра двух вихревых трёхмерных потоков противоположного направления (один в другом), которые состоят одновременно из большого множества более маленьких вихрей с одинаковым спином по потоку.
Это достигается тем, чтоб механическим способом формируется так называемая сверхвысокоскоростная “бегущая дорожка” по спирали на поверхности вращающегося диска из чередующихся открывающихся/закрывающихся отверстий.
Одновременно через эти отверстия подаётся под давлением вода для очистки. Вращающийся диск при этом используется для первоначального классического центробежного закручивания воды внутри фильтра, а также формирования трёхмерного вихревого потока внутри фильтра.
Формирование трёхмерного вихревого потока внутри фильтра обеспечивается за счёт:
– Вращения самого диска завихрителя с полно проходными отверстиями, размещёнными по спирали.
– Подачи воды через чередующиеся (открывающиеся/закрывающиеся) отверстиями, размещённые по спирали.
Благодаря такой организации внутри фильтра формируются так называемые “вихревые жгуты” по типу канатной скрутки.
Так называемая сверхвысокоскоростная беговая дорожка из чередующихся открывающихся/закрывающихся отверстий при пропускании через неё под давлением воды становится источником сверхвысокоскоростной трёхмерной волны среды внутри фильтра.
Таким образом, внутри фильтра формируется устойчивая бегущая волна среды со скоростями на порядок большими по сравнению с практически возможными для реализации классическими методами.
Эксперимент
Изготовлен действующий прототип вихревого двух поточного водяного фильтра с одним потоком загрязнённой воды и вторым потоком очищенной воды, конструкция которого приведена на следующем рисунке.
Рис. № 1. Прототип вихревого двух поточного водяного фильтра.
Фильтр состоит из следующих основных узлов:
1- Конус термо и грязе разделительный (вихревой трубы).
2- Корпус фильтра (вихревой трубы).
3- Вращающийся завихритель с периодически размещёнными по спирали полно проходными отверстиями с установленными в каждое отверстие индивидуальными завихрителями.
4- Не вращающаяся часть завихрителя также с проходными отверстиями определённой формы.
5- Основание фильтра.
Для целей наглядности ниже приводятся 3D модели вышепоименованных основных узлов двух поточного водяного фильтра.
Рис. № 2. Вращающийся формирователь сверх высокоскоростного вихревого потока.
Общий вид неподвижного завихрителя с размещёнными по спирали полно проходными отверстиями, в которые установлены индивидуальные завихрители показан на следующем рисунке.
Рис. № 3. Общий вид неподвижного завихрителя с размещёнными по спирали полно проходными отверстиями, в которых установлены индивидуальные завихрители.
Рис. № 4. Эксперимент по фильтрации водопроводной воды
Результаты измерений водопроводной воды до фильтра и после на температуру, запах, цвет, прозрачность мутность, водородный показатель, микробиологию жёсткость и содержание железа приведён в следующей таблице.
Анализ результатов тестирования двухпоточного водяного фильтра.
В опыте использовались следующие механические данные фильтра:
– скорость вращения завихрителя – 4 оборота/секунда,
– кратность увеличения скорости вращения завихрителя – 15 раз,
– итоговая скорость вращения вихревого водяного потока – 60 оборотов/секунда.
При таких начальных условиях была подтверждена способность устройства воздействовать на физические и химические свойства водопроводной воды горячего водоснабжения Зашекснинского района г. Череповец.
А именно на:
– водородный показатель (значение pH приближается к значению дистиллированной воды – 7,00 ),
– запах (исчезает),
– цветность воды (исчезает),
– содержание железа (уменьшается),
– жёсткость воды (изменяется).
Заключение
В ходе изучения физических, химических и бактериологических показателей водопроводной воды Зашекснинского района г. Череповца, сведённых в таблицу № 1 можно утверждать, что значения по вышеуказанным показателям не превышают предельно допустимых значений и качество воды соответствует установленным нормам.
В ходе проведения предварительного расчёта было доказано, что для создания более эффективных механических водяных фильтров необходимо повышать скорость вращения водяного вихревого потока. Но из-за особенностей физических свойств воды – такое повышение не безгранично и ограничено 100 оборотами в секунду.
Предложена новая комбинированная система вихревой водоочистки, предусматривающая использование дополнительной закрутки воды за счёт предложенного, нигде не используемого способа, способного увеличивать скорость вращения вихревого потока в десятки, сотни и тысячи раз по сравнению со скоростью вращения завихрителя за счёт открытия/закрытия в определённой последовательности выпускных отверстий со скоростью, на много превышающей скорость вращения самого завихрителя.
Использование такой технологии позволит строить принципиально новые очистные установки, использующие центробежные силы для разделения (сепарации) уже не микрочастиц, а нано, пико частиц и микроорганизмов.
При таких центробежных силах в вихревом водяном потоке –структурирование воды можно будет проводить в промышленных масштабах.
7 декабря 2011 года и повторно 15 декабря 2011 года был проведён эксперимент по фильтрации водопроводной воды Зашекснинского района г. Череповца с отбором проб воды для независимой экспертизы физических, химических и бактериологических показателей Федеральным бюджетным учреждением здравоохранения “Центр гигиены и эпидемиологии в Вологодской области” в г. Череповец.
Для целей анализа физические, химические и бактериологические показатели экспертизы сведены в таблицу.
Независимой экспертизой подтверждено, что вода после фильтра меняет свои физические и химические свойства. Доказать или опровергнуть работу фильтра касательно бактериологических показателей не удалось по причине отсутствия таковых в водопроводной воде.
При сравнении показателей воды до и после эксперимента по вихревой технологии очистки воды была подтверждена способность механического фильтра воздействовать на физические и химические свойства водопроводной воды горячего водоснабжения Зашекснинского района г. Череповец.
Примечание
Более подробная информация о эффекте, а также сведения о экспериментальных работах, методах визуализации потоков, этапах опытно-конструкторских разработок и вариантах практического применения представлены в авторском исследовательском проекте: **Вихри Хаоса – Инновационный шторм идей и экспериментов в науке и технике**.
