Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2000 № 07

Можно доказать, что по мере сжатия полости скорость их сближения возрастает и к моменту столкновения становится бесконечно большой. Таким же будет и давление, вызванное соударением.

Однако в реальных условиях кавитационная полость содержит пары и газы. В процессе схлопывания они должны от сжатия нагреваться. Бесконечно больших скоростей и давлений уже не получится. И такой, казалось бы, простой процесс может развиваться по самым различным сценариям. Например, образующееся при сжатии газовой полости тепло может успеть полностью или частично перейти к жидкости и истрачено на химические реакции, идущие с поглощением тепла.

Попытки измерить параметры процессов, происходящих в реальности, приносят довольно неожиданные результаты. Скорость движения стенок полости от 600 до 2500 м/с, температура от 6000 до 11 000 градусов. Удивительные результаты дает измерение давления. Вполне серьезные авторы оценивают его по-разному — от 12 000 до 450 000 атмосфер! Так что не удивительно, что ни один материал не может противостоять кавитации.

Однако мы не знаем, что происходит на самых последних, заключительных стадиях схлопывания пузырьков.

Мы даже не знаем, как приступить к их изучению. Судите сами. До определенных пределов кавитационные процессы можно рассматривать под микроскопом и снимать кинокамерой. Но и здесь уже приходится производить съемку с частотой около миллиона кадров в секунду. Изучать кавитацию на этапе сжатия полости, когда она уже не видна даже в оптический микроскоп, и совсем трудно. Согласно некоторым гипотезам температура на заключительных стадиях может достигать десятков миллионов градусов при давлении в сотни миллионов атмосфер. Это параметры, при которых могут начаться процессы слияния атомных ядер.

Первой ласточкой, указавшей на такую возможность, была работа, проведенная в нашей стране в 1977 году, когда было зарегистрировано рентгеновское излучение, сопровождавшее кавитационный процесс. В начале 90-х годов в США и в нашей стране были проведены работы, уверенно показавшие появление в кавитационных процессах энергии неизвестного происхождения. Эти опыты отличались в основном способами получения кавитации. Один из них заключался в прерывании потока жидкости, текущей по трубе, например, при помощи крана. В результате под действием сил инерции столб текущей жидкости разрывается. В нем образуются полости, которые схлопываются при вытекании жидкости в сосуд.

Изобретатель А.Ф.Кладов (патент РФ № 2054604) весьма остроумно объединил устройство для прерывания потока с ротором центробежного насоса, формирующего этот поток. В результате получилось устройство, создающее кавитационную энергию с плотностью до 1000 кВт на кубический метр. (В отдельном пузырьке она в тысячи раз выше.)

А.Ф.Кладов обнаружил, что количество тепла, выделяющееся при работе устройства, значительно превышает электроэнергию, подведенную к его двигателю. Изобретатель обнаружил, что оно зависит от химического состава применяемой жидкости. В некоторых случаях (5 %-ная суспензия алюмосиликата) получался одиннадцатикратный выигрыш. Иногда жидкость приобретала слабую радиоактивность.

Однако последнее не подтверждалось работами других исследователей.

Об одном из них, Л.В.Ларионове, мы сообщали на страницах журнала. Его установка отличается исключительной простотой. Она состоит из обычного бытового центробежного насоса, который перекачивает жидкость по замкнутому контуру. В этот контур введено сопло, постепенно расширяющееся. В самой узкой его части скорость жидкости возрастает, а давление падает настолько, что начинают возникать полости, наполненные паром и газом. По мере расширения сопла скорость потока жидкости уменьшается, а давление растет. Полости начинают схлопываться.

Примечательно, что кавитационное сопло известно с 1912 года, но до сих пор применялось лишь в исследовательских целях. Ларионов нашел ему множество иных применений. Прежде всего он использовал его для получения тепловой энергии. При работе на обычной водопроводной воде на каждую единицу электроэнергии, подведенной к электромотору, в контуре выделялось 1,4 единицы тепла. В опытах с солевыми растворами эта величина возрастала до двух. Радиоактивные излучения при этом обнаружены не были.

Пытаясь ответить на вопрос о возможном происхождении этой энергии, Ларионов отметил, что в обычной воде содержатся примеси, благодаря которым возможны термоядерные реакции, протекающие, однако, без радиоактивных излучений. Но не ясно, почему не идут другие реакции сопровождающиеся радиоактивным излучением. Сам ученый склонялся к мысли, что здесь мы, вероятнее всего, сталкиваемся с энергией мирового вакуума.

Как бы там ни было, но практическое применение этой энергии вполне возможно и без знания ее природы. Для этого важно добиться, чтобы прирост энергии был как можно большим. Разумно предположить, что в установке Ларионова для дела используется та часть мощности двигателя которая тратится на создание кавитационных полостей. Элементарный расчет показывает, что полезно расходовалась в лучшем случае тысячная ее часть! Все остальное тратилось на преодоление сил трения и гидродинамического сопротивления.

Первый этап снижения этих потерь будет заключаться в предельном сокращении длины контура и облагораживании его форм (рис. 4).

Эта работа на начальном этапе вполне под силу небольшой группе исследователей при весьма скромном финансировании. Перспективы ее заманчивы.

Если удастся снизить потери в 50 раз, добившись тем самым 20-кратного энергетического выхода, становится возможным отказаться от применения электродвигателя. Его заменит паросиловая установка, работающая на собственном тепле контура. Еще немного, и мы создадим универсальный двигатель, получающий энергию из мирового вакуума!

Если у вас появилось желание попробовать, посоветуем вам прочитать пару книг:

Л.Прандтль . Гидроаэромеханика. Москва, 1951.

М.А.Маргулис . Основы звукохимии. Москва, 1984.

Желаем успеха!

Пишите нам.

А.ВАРГИН

Рисунки автора

Современный оптический микроскоп увеличивает объект в 1500 раз и более. И содержит, кроме оптики, десятки деталей, выполненных по наивысшему классу точности. Словом, в современном понимании этот прибор сосредоточил в себе достижения физики, точной механики. И далеко не все страны способны его выпускать. Но разве не удивителен тот факт, что первые микроскопы (рис. 3) состояли всего из одной линзы и давали увеличение от 300 до 900 крат! Линзы имели форму шарика диаметром 2–2,5 мм.