СУЩНОСТЬ

Вращения двух и более винтов в любой открытой среде, одновременно в двух и более плоскостях, за счёт отбрасывания среды в противоположных направлениях — формирует два энергетически  взаимосвязанных замкнутых вихревых потока (тороидов). В взаимосвязанных вихревых тороидах происходят процессы температурного разделения  потоков, а также появляются  не скомпенсированные силы.

В отличии от всем известного вихревого эффекта Ранка-Хилша — заявленный эффект температурного разделения потоков проявляется не в полузамкнутом пространстве вихревой трубы, а  в свободном, открытом, не изолированном пространстве. Дополнительно к этому, в системе появляется не скомпенсированная сила.

ОПИСАНИЕ

Вихревое кольцо (тороидальный вихрь) — это движение жидкости или газа в форме «бублика», закручивающегося вокруг самого себя. Движение возникает, когда большой и относительно сферический объем вещества с большой скоростью прогоняется через некую среду (например, то же самое вещество) — края и внутренняя часть прогоняемого объема подвергаются внешнему воздействию по-разному, и из-за разницы скоростей более «быстрая» внешняя область начинает закручиваться вокруг более медленной внутренней.

В узком смысле — явление, при котором область вращающейся жидкости или газа перемещается через ту же самую или другую область жидкости или газа.

По аналогии, один вихревой тороид в пространстве – это один из вихревых потоков  внутри, в вихревой трубке Ранка.  

В трубке Ранка в замкнутом объёме существуют и взаимодействуют между собой два энергетически связанных вихревых потока. Эти потоки можно представить, как два вихревых кольца (один в другом). Основным условием формирования таких потоков (тороидов) является физическая стенка вихревой трубы.

Зададимся вопросом, что нужно сделать, чтобы по аналогии с вихревой трубой два вихревых потока (кольца, тороида)  существовали в  открытом пространстве и взаимодействовали между собой?

Предлагается для заявленных целей использовать вихревой поток от вращения винтов  одновременно в двух и более плоскостях. Такая организация вращения формирует два энергетически  взаимосвязанных вихревых тороида.  

От количества плоскостей вращения винтов — зависит внутренняя структура  взаимодействующих вихревых торроидов.

Вращение винтов в двух плоскостях формирует два классических тороида с самой простой  внутренней структурой.

Вращение винтов в трёх и более плоскостях трансформирует  каждый вихревой тороид  в сложную многомерную  вихревую замкнутую структуру с сечением по типу канатной свивки.

Рассмотрим формирование и взаимодействие между собой двух вихревых торроидов с самой простой внутренней структурой без  какой бы то ни было внутренней упорядоченной структуры.

ДВА ПРОСТЫХ ВИХРЕВЫХ ТОРОИДА

Схематически способ  формирования одновременно двух энергетически  взаимосвязанных простых вихревых тороидов представлен  на рис. № 6.1.

Рис. № 6.1 Кинематическая схема реализации способа формирования двух простых вихревых колец

ЭКСПЕРИМЕНТ

Эксперимент проводился на стенде исследования формирования двух вихревых колец, см. рис. № 6.2.

Винты с углом атаки 20 градусов принудительно вращаются в двух плоскостях, в разные стороны по центральной оси “коромысла”.  Винты вращаются в разные стороны со скоростью, в 4 раза большей, чем привод. Такая организация вращения обеспечивается за счёт установки одной общей конусной шестерни на общем валу привода с неподвижным общим зубчатым колесом с редукцией 1:4.  Общая конусная шестерня  — неподвижна.  За счёт того, что шестерня  фиксируется в неподвижном состоянии, происходит вращение винтов в разные стороны для целей достижения заявляемого эффекта.

Рис. № 6.2. Стенд исследования формирования двух вихревых колец.

Характеристики работы формирователя двух энергетически  взаимосвязанных вихревых тороидов:

• Частота вращения центрального вала 250 об/мин. (частота вращения электропривода – дрели – 1000 об/мин ,  первый редуктор  привода  — редукция 1:4)
• Частота вращения винтов – 1000 об/мин (второй редуктор редукция 1:4) .
• Диаметр винтов – 220 мм.
• Угол атаки винтов – 20 градусов.
• Расстояние между винтами – 200 мм.
• Подводимая мощность  — ориентировочно 100 ват.
• Вихревые кольца – открытого исполнения, т.е. обратная связь для дополнительного нагрева и для дополнительного охлаждения отсутствует.

Работа формирователя двух простых вихревых тороидов может осуществляться в 2-х режимах:

1. Винты нагнетают поток к центральной оси вращения.

Особенности работы и новые эффекты, связанные с этим  будут представлены к рассмотрению в следующей статье.

• Винты нагнетают поток от  центральной оси вращения наружу.

От режима работы формирователя вихревых тороидов зависит:

• Направление температурных разделений,
• Направление не скомпенсированных сил.

Рассмотрим работу винтов, которые работают, как нагнетатели воздушных масс от центральной оси вращения наружу.

Такая организация работы винтов обеспечивает формирование двух зависимых вихревых колец с терморазделением и направлениями вращений согласно рис. № 6.3.

Рис. № 6.3 Взаимодействие двух вихревых колец (тороидов)

В этом случае скорость вращения так называемого горячего кольца меньше скорости вращения так называемого холодного кольца на величину двойной разницы от скорости вращения винта в одной плоскости  и скорости вращения вала привода винта в другой плоскости. 

Визуализации формирования двух вихревых  колец представлена на рис. № 6.3.

Рис. № 6.4. Визуализация формирования двух вихревых колец.

 ДВА СЛОЖНЫХ (МНОГОМЕРНЫХ)  ВИХРЕВЫХ ТОРОИДА

Максимально возможные температурные и энергетические разделения  в вихревых течениях проявляются только в том случае, когда внутренняя структура взаимодействующих вихревых тороидов имеет сложную многомерную структуру. Такую подсказку нам даёт  всем известное природное явление, как смерч.

Для реализации заявленного нужно организовать (структурировать) вихревой поток внутри каждого тороида так, чтобы он состоял из множества отдельных вращающихся вихревых “жгутов”  и соответствовал структуре канатной свивки.

Это может быть обеспечено вращением винтов уже в трёх и более плоскостях. Тороидальные потоки в таком случае трансформируются  в сложную многомерную  вихревую замкнутую структуру, состооящую из отдельных вращающихся вихревых “жгутов” и поперечным сечением по типу канатной свивки.

Практическая реализация  способа представлена на рис. № 6.4

Рис. № 6.4. Кинематика формирования двух многомерных вихревых колец.

В этом случае формируются два вихревых многомерных тороида с внутренней структурой по типу спиральной канатной свивки согласно рис. № 6.5.

Рис. № 6.5. Структура сложного (многомерного) вихревого кольца.

ВЫВОД

1.           Подтверждена возможность формирования винтовым способом одновременно двух вихревых (тороидальных) колец, которые связаны между собой, вращаются в разных направлениях и имеют различные температуры.  Одно вихревое кольцо имеет большую температуру потока относительно окружающего воздуха, другое вихревое кольцо имеет меньшую температуру относительно окружающего воздуха. Здесь прослеживается аналогия с вихревым эффектом терморазделения в вихревой трубе, с одним принципиальным исключением. В заявленном способе температурные разделения вихревых потоков не в замкнутой системе, а в открытом пространстве какой-либо среды. проходят   трубами Можно  повысить значение температурного разделения  путём добавления так называемой обратной связи, когда вихревые кольца замыкаются каждое “на себя” . Обратная связь используется для дополнительного нагрева “горячего” кольца в замкнутой так называемой горячей камере и  для дополнительного охлаждения “холодного”  кольца в замкнутой так называемой холодной камере с противоположной стороны. Для этого достаточно разместить систему вращающихся винтов в так называемый двойной диффузор камер нагрева и охлаждения согласно рис. № 6.6.

Рис. № 6.6. Двойной диффузор камер нагрева и охлаждения.

• Температурные разделения  должны проявляться  при работе системы в жидкости. Экспериментального подтверждения – нет.
• Достигнуто терморазделение  двух вихревых колец в 4 градуса при заявленных выше условиях эксперимента.
• При указанных выше условиях эксперимента эффективность заявленного  температурного разделения превышает эффективность  всех известных форм и типов так называемых трубок Ранка.
• При одинаковой скорости вращения винтов в системе фиксируется осевая не скомпенсированная сила тяги.
• Изменяя скоростные характеристики вращения винтов (отбрасывания среды) в разные промежутки времени — можно  менять не скомпенсированную силу тяги в любом направлении. В качестве примера взаимодействия двух вихревых потоков можно привести  статью по п. 5 (ПРИМЕНЕНИЕ), а именно: Двух вихревая модель машущего полёта птиц и насекомых. Ссылка: Двух вихревая модель машущего полёта
• Осевая не скомпенсированная сила должна проявляться и при работе системы в жидкости. Экспериментального подтверждения – нет.

ПРИМЕНЕНИЕ

1. Нагрев  и  охлаждение больших масс любых сред.
2. Создание тяги для перемещения объектов в любой среде.
3. Фильтрация, сепарация любых сред.
4. Смешивание, перемешивание веществ.
5. Двух вихревая модель машущего полёта птиц и насекомых. Ссылка: Двух вихревая модель машущего полёта