Глава 17 Капиллярные явления

Глава 17 Капиллярные явления

Отдельный класс устройств преобразования тепловой энергии среды образуют многочисленные капиллярные машины, производящие работу без затрат топлива. Подобных проектов в истории техники известно великое множество. Сложность в том, что те же силы молекулярного сцепления (смачивание), которые двигают жидкость вверх, наверху «не выпустят ее из своих объятий», поэтому капиллярный двигатель работать не будет без специальных «конструктивных хитростей».

Один из известных авторов в данной области, И.И. Эльшанский писал: «Ломоносов посвятил немало времени изучению явлений молекулярного сцепления и капиллярности. Растения без них не могли бы существовать. Как бы иначе поднималась влага по стволам и стеблям растений? Но, с другой стороны, по данным М. В. Ломоносова, вода по самому тончайшему капилляру поднимается максимум на десятки миллиметров. А деревья достигают высоты десятков метров! Если, как принято считать, влага самопроизвольно «перетекает» из одного капилляра древесных волокон в другой, почему не допустить, что капиллярный вечный двигатель возможен? Пояснения, что влага в растениях поднимается за счет корневого давления, вряд ли можно считать убедительными. Так где же истина?» (журнал «Новая энергетика», № 14, 2003 год.

На рис. 224 показан пример такого преобразователя энергии, изобретение Александра Родионова (г. Малоярославец, Россия).

Рис. 224. Капиллярная машина

Суть его изобретения в том, что «согласно законам Ньютона и Жюрена жидкость по капиллярам поднимается вверх и, истекая вниз, при этом, она вращает колесо».

Эльшанский обращает внимание на важные детали конструирования таких машин: «Однажды при сборке очередного прибора у меня не оказалось двух одинаковых стеклянных трубок. Пришлось вставить одну трубку из прозрачного полиэтилена. Но, сколько ни старался, вода в сообщающихся сосудах не устанавливалась на одинаковом уровне. В стеклянной трубке он постоянно был более высоким. Вообще-то иначе и быть не может, но все же не следует ли в закон о сообщающихся сосудах ввести слова: «изготовленных из одинаково смачиваемого материала»?

Вывод: при изготовлении капиллярных трубок, материал трубки может быть составной, с разным коэффициентом смачивания. В таком случае, создаются разные условия для «входа» жидкости в трубку, и для ее выхода. Фактически, как мы и рассматривали в начале книги условия работоспособности таких машин, необходимо сконструировать две различные физические системы, и организовать между ними связь.

Другой важный аспект, который предлагает Эльшанский для изучения, состоит в создании эффекта испарения. Именно испарение на верхнем конце капилляра создает в нем разряжение, и заставляет воду подниматься на десятки метров в стволе дерева. Он пишет: «Вероятно, ошибка Родионова и других авторов капиллярных двигателей в том, что они пытались добиться излияния воды из капилляра. А если ее не изливать, а испарять, как это происходит в почве и в растениях, тогда, вероятно, вечный двигатель заработает». В растениях, влага испаряется через поверхность листа.

Устройство Эльшанского признали изобретением, правда, назвали его не «вечный двигатель», как он предлагал, а «тепловой двигатель» (авторское свидетельство СССР № 1455040), рис. 225. Справа на рис. 225, показано устройство, в котором автор предложил применить натуральные капиллярные волокна растений для подъема жидкости и вращения ротора электрогенератора.

Интересный пример простого устройства предложил в 1970 году Лазарев из Новосибирска. Устройство назвали «кольцар Лазарева», поскольку в нем «закольцован» процесс испарения и циркуляции жидкости. При этом, в верхней части можно поставить небольшую турбинку или колесо с лопастями, для демонстрации того, что падающие капли воды могут производить полезную работу. Схема показана на рис. 226.

Отметим, что аналогичный «вечный фонтан» работает в часах Кулибина, уже более 200 лет (читайте журнал «Изобретатель и Рационализатор», № 11, 2001 год).

Рассмотрим современную схему конструкции, рис. 226. В качестве пористой перегородки, Лазарев использовал пористую керамику, но также вполне подходит древесина (волокна надо использовать вертикально) из лиственных пород. Хвойная древесина смолистая, поэтому хуже смачивается. Толщина пористой перегородки может быть минимальной, достаточной для прочности конструкции. Перегородка должна быть герметично приклеена к корпусу. Корпус – обычная пластиковая бутылка.

Трубка может быть пластиковая, диаметр 3–5 мм. Рабочая жидкость – бензин, или другая легко-испаряемая при комнатной температуре жидкость. Корпус должен быть герметично закрыт.

Принцип работы основан на том, что испаряемая перегородкой жидкость (в нижней части устройства) постепенно конденсируется под действием гравитации. Молекулы сами собой опускаются вниз, и переходят в жидкое состояние вещества. Поперек перегородки должен образоваться температурный градиент. Один из исследователей данного направления, И.А.Прохоров, предложил усилить эффект, поставив поперек перегородки несколько металлических болтов (их крепление тоже надо сделать на герметик), так как теплопроводность металла намного выше, чем у дерева. Перенос тепла усилит эффект испарения.