Модератор: genmih

Без гравитации вне сомнений, а градиент это ж разность плотностей веществ. Скорость занятия плотным объёмом менее плотного.

На ютубе полно роликов с велосипедными колёсами и бутылками с водой.
Потому данного монстра воспринимаю как "отражение", но с розеткой.

А=P*V

Так и шо следует из этой твоей арифметики?
Нужно ведь ещё считать с какой скоростью и силой выпрет запёртый объем.
Базаров помню целую портянку выложил, с поправками, тут читать, а здесь селёдку я заворачивал, да ещё и с ошибками. Но сказал что это типа технический брак просто править ему неохота. 😊

Тут же вот какое дело. Заперли снизу литр воздуха, сверху упал литр воды, разность плотностей сколько там 1000 кажись примерно.

Сейчас всё это поясню

Воздух охлаждать колодезной водой.
Воду нагревать атм. воздухом. Зимой-наоборот.
Зимой вместо воды - тосол.
Холодный воздух занимает меньший объем V при том же давлении.
Работа по вталкиванию воздуха в бак снизу равна А=P*V, где P=ro*g*h

Я бы вот всем заинтересованным предложил провести мысленный опыт с пенопластовыми и стальными шариками. Бо многие не представляют образно работу архимедовой силы.
На дно стакана помещаем пенопластовые сверху стальные шарики. Это не молекулы, сами они не всплывут а потому нужно вибрировать стакан. И что произойдёт? Стальные более тяжелые шарики будут падать под более лёгкие пенопластовые и тем самым их выталкивать вверх. Тоже самое с жидкостью и газами или просто с жидкостями или газами разных плотностей происходит, за исключением, что молекулы в них подвижны, а потому внешняя вибрация ненужна.

Полезная работа при подъеме пузыря воздуха вверх равна А₂=P*V₂.

Сейчас уж не помню точно. Давно считал. Но вроде бы там две работы с воздухом совершить надо было. Сначала сжать до нужного давления, а потом уже протолкнуть в бак.

А плотность почему у тебя нигде не учитывается? У тебя выходит что типа литр воды в воду же нужно запихивать и ждать халяву.😊
Ох Базаров нет на тебя.🤢

Газ конечно же нужно сжимать до давления жидкостного столба, для простоты можно и с пенопластом посчитать, хотя здесь вроде бы как очевидно, если его грубо пихать на дно то с равной силой он будет и взад всплывать. Вывод: если только как то хитро инжектировать его.
Короче, что то похоже Базаров просчитался что можно грубо поршнем воздух загонять.

Не так.
Сжимаешь воздух, чтобы давление пузыря равнялось давлению воды на дне бака. Тогда пузырь проталкиваешь в воду без усилий. Холодный воздух занимает меньший объем. В воде пузырь нагревается, расширяясь.

Проталкивать тоже усилие надо прикладывать и работу совершать.
Ту самую, которая равна P*V

Точно нагревается в воде? В воздухе то охлаждается.
А если нагревается, то выходит и подъемная сила растёт.

genmih Пост: 573984 От 15.Feb.2018 (11:51)
Для количественных оценок, для начала, не будем отклоняться от конструкции монстра. Газ = воздух, жидкость = вода, способ накачки "ведра" - простой и доступный компрессор с ресивером. КПД эл генератора и компрессора - помним, но пока берем 1.

Накачиваем
Пусть ведро находится на глубине h2.
Давление среды P(h)=Pa+po*h,
на глубине h2 давление P(h2)=Pa+po*h2
При таком давлении накачиваем воздух в
ведро, перевернутое вверх дном, до объема V(h2).
Затраченная энергия A_затр =( P(h2)-P(h0))*V(h2).

Компрессор изменяет давление от 1 атм до 2-х.

Здесь надо иметь в виду, что сжатый воздух подается из ресивера с температурой окружающей среды, давлением больше чем P(h2), поэтому его температура скорее снизится при накачке, а не повысится.

Для примерной ориентировки в цифрах,
пусть объем V(h2)=10 л = 10^-3м³
глубина h2=10 м
давление P(h2)= Pa+po*h2 = 2 атм = 2кгс/1см² = 20000 кгс/м²
А_затр = 10 л * (P(h2)-P(h0)) = 10^-2м³ * 10000 кгс/м² =100 кгс*м = 1000 N*m = 1000 Дж = 1000 Вт*сек
Мощность 1 кВт.

Теперь – всплываем.

исправил

При сжатии объёма воздуха происходит его нагрев. Вы ручным насосом шины велосипеда накачивали? Воздух поступает вводу более теплый чем среда(вода).

В насосе понятно, речь про нагрев в воде при расширении.

Я думаю при расширении его внутренняя энергия не изменится.

Я имел в виду, что перед запуском в воду воздух охлаждать, чтобы он занимал меньший объем.

Подъемная сила Архимеда равна весу вытесненной
жидкости, а вес = объем*удельный вес.

F(h) = po*V(h)

Если бы при всплытии объем оставался таким же как
и на максимальной глубине h2, то выполненная этим
пузырем работа А = po*V(h2)*h2 – все происходит в жидкости
с постоянным объемом воздуха, естественно – сколько затратили, столько и получили,
потому что po*V(h2)*h2 = ( P(h2) – Pa )*V(h2).

Однако при всплытии ведра «вверх дном» объем воздуха увеличивается, так как непрерывно уменьшается давление среды. Поэтому сила Архимеда зависит от глубины опрокинутого ведра. Если предположить, для начала, что температура воздуха в пузыре не изменяется, то есть P(h2)*V(h2) = P(h)*V(h), то
V(h) = P(h2)*V(h2)/P(h) = (h2*po + Pa)*V(h2)/(h*po + Pa)
И сила Архимеда
F(h) = po*V(h) = po * (h2*po + Pa)*V(h2)/(h*po + Pa)
Видим, что сила увеличивается с уменьшением глубины,
на максимальной глубине она минимальна и совпадает
с вариантом всплытия с неизменным объемом.

Понятно, что работа, выполненная всплывающим ведром, вернее – воздухом при изменяющихся давлении и объеме, будет в этом случае больше затраченной работы

Понятно, что работа, выполненная всплывающим ведром, вернее – воздухом при изменяющихся давлении и объеме, будет в этом случае больше затраченной работы

А_монстр = ∫ F(h) dh│до h=0 от h=h2 = ∫ (po*(h2*po + Pa)*V(h2)/(h*po + Pa)) dh│до h=0 от h=h2 =
А_монстр = (h2*po + Pa)*V(h2) * ln((Pa +h2*po)/Pa)

Отсюда видно, что А_монстр зависит от первоначально закачанного объема, что вполне естественно. Если закачать много, то очевидно, что ведро переполнится воздухом где-то на глубине и при дальнейшем всплытии сила Архимеда увеличиваться не будет, так как воздух будет выходить из ведра совершенно напрасно. Зря накачали так много, теряем часть А_монстр.
С другой стороны, если закачать «немного», то при всплытии до поверхности емкость (ведро то бишь) окажется частично заполненное водой, то есть «резерв» который был, мы не использовали. Имеет смысл накачивать воздух до некоторого оптимального объема, так чтобы при всплытии до поверхности воздух вытеснил бы всю воду, но не больше.

Этот оптимальный объем можно оценить из равенства
P(h2)*V(h2)оптим = Pа*Vo
где Vo – емкость ведра, Pa – атмосферное давление.

В таком случае
А_монстр = Pa * Vo * ln((Pa +h2*po)/Pa)

Отношение выполненной монстром работы к затраченной
А_монстр/А_затр = (Pa + h2*po) / (h2*po) ) * ln((Pa +h2*po)/Pa)

Видно, что отношение зависит только от удельного веса жидкости, максимальной глубины и атмосферного давления. Воздух и его свойства – не вошли в это отношение и это связано с нашим упрощением ситуации, а именно с предположением о том, что температура воздуха в пузыре не изменяется, то есть P(h2)*V(h2) = P(h)*V(h). Надо использовать PV/T = const.

В качестве ориентира, для воды и глубины 10 м при нормальном атм давлении
А_монстр/А_затр = примерно = 2*ln 2 = 1.38.

Теперь достаточно просто ответить на вопрос - откуда взялись "излишки" энергии. Если считать пока, как и прежде, КПД устройств = 1, то можно перечислить всех участников процесса:

грав поле
изменение давления по глубине
изменение объема газа при изменении давления
возможно - изменение температур

Сравнение двух вариантов всплытия - с неизменным объемом воздуха (например закрытая канистра) и с изменяемым объемом (перевернутое ведро), показывает, как говорится "на лицо" - первый вариант является замкнутой системой, в ней ЗСЭ выполняется очевидным образом. Второй вариант - не замкнутая по энергии система, она даже и по внешнему облику - открытая. Это если просто про ведро. На самом деле система будет замкнута, если в нее включить саму среду. Среда - она есть и в первой системе, без нее канистра не всплывет. То есть отличие систем - в характере взаимодействия рабочего тела со средой. В этой системе ЗСЭ также выполняется, и давно известно - путем взаимодействия.

В этой простой системе - монстре (она сложная, на самом-то деле) вряд ли надо рассматривать ЭМ взаимодействия, остается термодинамика газа и жидкости. Это может означать, что перекачка энергии из среды на вал монстра связана с изменением температуры среды и естественно - рабочего тела. То есть - есть простор для вопросов к этой системе и для экспериментов. Думаю, что выбор рабочего тела - газа - может значительно увеличить отношение энергий, об этом dedivan говорил уже не раз.

Получается из такой модели, что для какого-то практического использования надо искать пути повышения эффективности. Из грубого варианта этой модели, которую изложил, видно, что нам доступно для изменений. 1 - максимальная глубина погружения, 2 - удельный вес жидкости. Простое рассмотрение показывает, что увеличение давления воздуха - снижает эффективность, точно также как и, например, погружение конкретной конструкции (например с высотой или глубиной 5 м) на большую глубину, на 10, 20, 40 м. И видно, почему так получается - потому что снижается отношение максимального давления (в нижней части монстра) к минимальному давлению. Явно видно, что наибольшая подъемная сила Архимеда в "открытой" системе - у самой поверхности воды.

И конечно, большие возможности для выбора рабочего тела - нужен газ, который значительно увеличивает свой объем при снижении давления - есть такие? то есть еще и подходящие для использования в монстре.

Ну да, можно ведь и сжиженные в тепловом насосе газы подавать в вёдра.

Форум - Ветро- и гидро- и солнечные генераторы - Новые ветро и гидрогенераторы - Генератор фирмы Rosch - вариант ВД - Стр 2