Теплогенераторы для подогрева воды

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РЕФЕРАТ

На тему: Теплогенераторы для подогрева воды.

Выполнил: Кашуба А.Н.

Проверил: Жирнов А.Б. ДТН

Благовещенск 2006 г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. основная часть………………………………………………………… 3 стр.

2. теплогенератор потапова- реактор холодного ядерного синтеза...8 стр.

2.1 кавитация как заменитель атомной бомбы……………………….8 стр.

3. вода как источник тепла……………………………………………..13 стр.

3.1 откуда энергия в воде?........................................................................13 стр.
3.2 необыкновенные свойства обыкновенной воды в вихревом потоке……………………………………… …………18 стр.

4. выводы………………………………………………………… ……….26 стр.

список используемой литературы………………………………………27 стр.

1. Основная часть

В последнее время становится актуальным использование энергосбе­регающих технологий, поэтому Правительство РФ утвердило Федераль­ную целевую программу «Энергосбережение России» на 1998-2005 годы и подпрограмму «Энергосбережение в жилищно-коммунальном хозяйст­ве». Одним из методов для достижения этой цели является применение эффективного инженерного оборудования.

Выбор источника теплоснабжения зависит от размера предприятия, его отраслевой направленности и местоположения, наличия в непосредст­венной близости тепловых сетей и линий электропередач и ряда других факторов. В крупных населенных пунктах при наличии тепловых рас-предсетей отопление производится от ТЭЦ либо от котельных, работаю­щих на твердом, жидком и газообразном топливе, удовлетворение потребностей

в теплоте сооружением небольших индивидуальных котельных, как правило, не экономично, так как такие установки работают с неболь­шими КПД и технически менее совершенны, чем крупные установки со­временных мощных ТЭЦ. Для обеспечения относительной автономности теплоснабжения предприятий (объектов) используют электрокотельные, где нагрев теплоносителя (воды, пара) производится в электродных котлах или тэновых теплогенераторах, обладающих недостаточно высоким кпд и требовательных к качеству используемой воды [3].

Огромные потребности в энергии ставят перед человечеством про­блему разработки новых способов ее получения, в настоящее время уже нельзя довольствоваться существующими, ставшими традиционными спо­собами преобразования различных видов энергии в электрическую и, на­оборот, из-за ограниченности запасов органического топлива, которое расточительно используется при сжигании в топках, кроме того, при сжи­гании топлива плохо используется вещество, вовлеченное в процесс пре­образования энергии. КПД по использованию вещества составляет у ТЭС ничтожно малую величину. Следовательно, процесс сжигания топлива со­провождается огромными выбросами побочных продуктов, загрязняющих окружающую среду. Поэтому разработка новых способов преобразования энергии, позволяющих уменьшить выбросы отходов в атмосферу, отно­сится к важнейшим социальным проблемам.

Традиционные источники тепловой и электрической энергии, при­меняемые в настоящее время, работают на принципах использования энергии, выделяющейся в процессе протекания различных химических или ядерных реакций, а также использования в том или ином виде тепло­вой энергии. Первичная энергия, чаще всего в виде тепловой энергии, ис­пользуется или непосредственно, или преобразуется в необходимую фор­му, например, в электрическую. Возможно и непосредственное получение электрической энергии в процессе химических или ядерных реакций либо фотоэлектрических преобразований. Всем известна и крайне низкая эф­фективность таких систем, их вредность для окружающей среды (в большей части случаев), опасность при эксплуатации, невосполнимое расхо­дование природных ресурсов и т.д.

Если рассмотреть энергетический спектр известных в настоящее вре­мя преобразований вещества из одной формы в другую или из одного ви­да в другой, то можно проследить следующее. Все химические реакции по своей энергетике находятся в зоне до 5 МэВ (самая высокоэнергетическая химическая реакция - окисление водорода), ядерные реакции - в зоне за 1 МэВ. В энергетическом спектре явный разрыв, что по всем канонам нау­ки невозможно. Процессы же, протекающие в веществе в этой части энер­гетического спектра, науке пока не понятны и не известны. Но все чаще появляются публикации, в которых описаны эффекты, не объяснимые с точки зрения традиционных законов термодинамики и ядерной физики. По всей вероятности, мы на пороге больших открытий, способных корен­ным образом изменить понятия об основах построения материи, формах взаимодействия и проявления, а, следовательно, на пути к появлению но­вых способов получения скрытой от нас энергии окружающего простран­ства [2].

Резкое повышение стоимости органического топлива особенно тяже­ло отражается на малых производствах новых форм собственности, так как они приобретают его, как правило, по розничным ценам, которые на­много выше оптовых, это, в свою очередь, определяет стоимость производимых ими товаров и услуг.

По результатам анализа режимов технологических процессов, при­меняемых в местной и пищевой промышленности, строительстве и сфере услуг можно констатировать, что на отечественных малых производствах и при эксплуатации жилья возможно не только широкое энергосбереже­ние, но и использование альтернативных источников энергоснабжения.

Одним из таких альтернативных источников энергии является тепло­генератор кавитационного типа. Автором изобретения стал Ю.С. Потапов, действительный член Российской академии естественных наук. В россий­ской прессе уже неоднократно появлялись сообщения об этом изобрете­нии, которое характеризуется как «эпохальное» и, как говорят многие ученые, являющееся «колоссальным прорывом в науке», «не имеющим аналогов в мире» [4].

Принцип действия теплогенератора основан на извлечении тепловой энергии из движущейся жидкости, и он устроен таким образом, что во время его работы идет послойная кавитация жидкости с выделением пу­зырьков. Под действием переменных давлений, возникающих в местах неоднородноетей (газовые пузырьки, взвешенные твердые частицы), жид­кость разрывается в полупериод разрежения с образованием кавитацион-ных полостей (каверн), а затем в полупериоде сжатия эти полости захло­пываются.

Расширение полости происходит относительно медленно, так как внешние силы и звуковое давление действуют в одном направлении. В процессе захлопывания в окружающей жидкости возникает ударная вол­на. Таким образом, при расширении и сжатии кавитационной полости происходит своеобразная трансформация мощности. В конечной стадии захлопывания и в начале вторичного расширения кавитационной полости возникают мощные кратковременные импульсы давления. Скорость смы­кания полости при некоторых условиях возрастает до сверхзвуковой, что приводит к возникновению ударной сферической волны, значительному локальному повышению температуры и интенсивному выделению энер­гии в момент захлопывания полости. При захлопывании полости пар не успевает полностью конденсироваться на движущейся поверхности по­лости. Парогазовая смесь достигает температуры выше критической и адиабатически сжимается до высоких давлений [6].

Многочисленные экспериментальные исследования подтверждают, что при схлопывании пузырьков газа температура жидкости в пригранич­ной области достигает 10000°С, а скорость выбрасываемой жидкости - бо­лее 400 км/час. Такая температура достаточна для разложения воды на ки­слород и водород и возбуждения электронов атомов вещества. Но само явление кавитации не объясняет те эффекты, которые наблюдаются при действии теплогенератора.

Л.П. Фоминский и Ю.С. Потапов в монографии «Вихревая энергети­ка и холодный ядерный синтез с позиций теории движения», (2000 г.) по­казывают, что при ускорении вращения воды и некоторых других жидко­стей в вихревом потоке происходят реакции холодного ядерного синтеза, стимулируемые полями вращения. При этом из протонов синтезируются ядра атомов дейтерия, трития и гелия-3 без излучения нейтронов, тепло­вой эффект этих ядерных реакций может в десятки и сотни раз превышать энергию, затрачиваемую на ускорение вращения жидкости [5].

Конструкция теплогенератора крайне проста (рис. 1) и представляет собой полый цилиндрический сосуд (трубу), на входе которого находится циклон с входным коническим патрубком, а на выходе - тормозное уст­ройство.

Рис. 1. Внешний вид и конструктивные особенности теплогенераторов разной мощности

Через входной патрубок вода попадает в циклон, где формируется вихревой поток, устремляющийся в трубу и тормозящийся на выходе из трубы, перед тормозным устройством к отверстию в цилиндрической час­ти трубы приварена отводная трубка, соединенная с верхней частью ци­клона. Вода, подаваемая в теплогенератор насосом, проходя через него, нагревается и может использоваться, например, для отопления или горя­чего водоснабжения, кроме теплогенератора, в состав установки входят насос (обычный напорный, с воздушным или водяным охлаждением), сис­тема управления и арматура.

Самое интересное (даже невероятное, с точки зрения традиционных подходов) в этих установках то, что имеются результаты испытаний, под­тверждающие, что они способны производить тепловой энергии больше, чем расходуется электроэнергии. Достигнутые значения коэффициента преобразования энергии - до 1,7. Но, по словам Потапова, есть результаты исследований по достижению этого показателя до 10 и более.

В данном случае был разработан оригинальный теплогенератор, энергетическим катализатором которого является центробежный насос, а рабочим телом вода (жидкость). Сам процесс флюктуации вакуума проис­ходит в теплогенераторе. В результате длительных экспериментальных и теоретических исследований, была разработана оптимальная конструкция теплогенератора, позволяющая получать и удерживать кавитационный столб без контакта со стенками самого генератора. Энергия лопающейся
каверны полностью переходит в тепло. В случае контакта кавитационной зоны со стенками генератора, неминуемо произошел бы процесс разруше­ния самого генератора.

При проверке установок с теплогенераторами на теплопроизводительность, был получен коэффициент преобразования (КОП) больше еди­ницы, что является нонсенсом с точки зрения классической трактовки за­кона сохранения энергии. Но ситуация изменилась и, по-видимому, можно утверждать, что в унитарной квантовой теории (УКТ) закон сохранения энергии в квантовых процессах из локального становится глобальным, то есть в индивидуальных процессах энергия не сохраняется, а может быть получена из вакуума или отдана в вакуум, тем не менее, существует неко­торая область фаз, когда энергия сохраняется локально, что описывает стандартная квантовая механика, с другой стороны, если просуммировать энергию по всем фазам для большого количества частиц, то, как показы­вает расчёт, суммарная энергия сохраняется [5].

Локальные системы теплоснабжения нужны для дачных поселков, коттеджей, удаленных от теплотрасс и газопроводов, для помещений, где постоянное, не зависимое ни от кого отопление просто необходимо (дет­сады, школы, больницы) для нового строительства [1].

В настоящее время налажен серийный выпуск теплогенераторов НПФ «ЮСМАР», сравнительная характеристика которых приведена в таблице.

Таблица 1 Технические данные теплогенераторов выпускаемых НПФ «Юсмар»

Следует особо отметить, что теплогенератор «ЮСМАР» - экологи­чески чистое оборудование, поскольку для его работы необходимо только наличие электроэнергии и воды. Кроме того, качество воды здесь не имеет значения. Практика показывает, что КПЕср (средний условный коэффици­ент преобразования) теплогенератора «Юсмар-1», равный 0,531, на 23% выше по сравнению с электродным котлом (КПЕср = 0,425) и на 45% вы­ше по сравнению с ТЭНовым теплогенератором (КПЕср = 0,3715) при их работе на одну и ту же исследуемую систему отопления.

Рассматривая процессы, происходящие в теплогенераторе многие исследователи сходятся в том, что выделяемой энергии или силы верти­кального подъема воды достаточно не только для нагрева воды, но и для поддержания непрерывного вихря без затрат внешней энергии, наоборот, необходим тормоз, который и осуществлен в теплогенераторе с целью предотвращения нарастания неконтролируемого процесса усиления вихря и выделения неограниченной энергии (до взрыва установки!). Поэтому часть выделяющейся энергии можно использовать для привода турбины, вращающей синхронный генератор, что позволяет снизить затраты элек­троэнергии до минимума и обеспечить возможность работы теплогенери-руюшей установки в автономном режиме.

2. Теплогенератор Потапова - реактор холодного ядерного синтеза

2.1 Кавитация как заменитель атомной бомбы

Для объяснения появления дополнительного тепла в теплогенераторе Потапова надо рассмотреть ещё и возможность протекания в нём ядерных реакций синтеза из одних ядер атомов других - более тяжёлых. Такой процесс необратим, а энергия связи нуклонов в ядрах атомов столь велика, что возникающего "дефекта массы" и соответствующего ему выделения энергии из ядер хватит не только на покрытие всех затрат, но и для получения большого энергетического выигрыша.
Реакции ядерного синтеза обычно протекают, как многие думают, лишь при сверхвысоких температурах и давлениях. Например, в водородной бомбе, в которой такие условия создают предварительным взрывом атомной бомбы. В теплогенераторе Потапова нет атомной бомбы для создания таких условий.
Но в нём имеется нечто другое, заменяющее атомную бомбу. А именно, кавитационные пузырьки и каверны, возникающие в воде у края тормозного устройства вихревой трубы. Кавитация (от латинского слова cavitas - пустота) - это нарушение сплошности внутри жидкости, то есть образование в ней полостей, заполненных паром, газом или их смесью (так называемых кавитационных пузырьков). Она возникает в результате местного понижения давления в жидкости ниже критического значения, которое приблизительно равно давлению насыщенного пара этой жидкости при данной температуре. Когда же понижение давления происходит вследствие местного повышения скорости в потоке жидкости (как это происходит в теплогенераторе Потапова), то такой вид кавитации называют гидродинамической. Когда же понижение давления происходит вследствие прохождения в жидкости акустических волн, то кавитация называется акустической.
Согласно существующим представлениям, большинство кавитационных пузырьков почти сразу после их возникновения стремительно схлопываются под воздействием давления окружающей среды. При этом в них в конце схлопывания на короткое время развиваются очень высокие давления парогазовой смеси, заполняющей пузырёк. А когда пузырёк прилегает к твердой поверхности, то в нём при схлопывании возникает микроскопическая кумулятивная струя из жидкости, разрушающая материал этой поверхности. Когда же пузырёк образуется в ультразвуковом поле при акустической кавитации далеко от твердой поверхности, то он может существовать довольно долго, периодически то сжимаясь, то расширяясь, чаще всего с частотой этих ультразвуковых колебаний, как отметил в своей работе И. Пирсол.
В 30-е годы при исследованиях акустической кавитации открыли сонолюминесаенцию (звукосвечение). Впрочем, с этим явлением люди были знакомы и раньше. Вспомните светящийся в темноте бурун за кормой моторной лодки - это сонолюминесценция. Но только свечение буруна долгое время объясняли свечением микроорганизмов, потревоженных винтом лодки. На поверку оказалось, что светятся кавитационные пузырьки.
Хотя сонолюминесценция была открыта ещё в 30-е годы, природа этого свечения по сих пор остаётся загадкой, вокруг которой не утихают научные споры. Одна школа упорно настаивает, что это термическое свечение, и в кавитационном пузырьке светится газ, разогревающийся при сжатии пузырька до высоких температур. Другая считает, что в кавитационных пузырьках происходят электрические разряды в результате электризации жидкости, и мы видим свечение этих микроскопических разрядов.
Исследователи Е. Мейер и Н. Куттруф только в 1959 г. выяснили, что каждая вспышка сонолюминесценции представляет собой серию импульсов излучения, длительность каждого из которых не превышает сек. При этом импульсы повторяются с частотой не менее чем .
Исследования Ф. Гайтана и Л. Крума в университете штата Миссисипи, проведенные в 80-е годы, показали, что одиночный кавитационный пузырёк, удерживаемый в сконструированной ими ультразвуковой установке, раздувается до 50 мкм, затем стремительно сжимается в миллионы раз и излучает световую вспышку длительностью сек. При этом вспышки из одного и того же пузырька повторяются с потрясающе чёткой периодичностью, стабильность которой можно сравнить разве что со стабильностью работы кварцевого генератора хронографа, отметили А. Семенов и П. Стоянов.
Основатель электрической теории сонолюминесценции Я. И. Френкель еще в 1940 г. предположил, что кавитационные полости в воде возникают точно так же, как трещина в твёрдом теле. Оно и понятно - ведь вода имеет квазикристаллическую структуру. А поскольку молекулы воды сильно полярны, то на противоположных сторонах таких трещин в жидкой воде, по мнению Френкеля, появляются значительные заряды противоположных знаков, как при растрескивании ионных кристаллов. Затем между стенками полости начинают происходить электрические разряды в парогазовой среде, ведущие к возбуждению молекул и атомов газа с последующим высвечиванием ими фотонов.
Поначалу исследователи полагали, что электризация жидкости в кавитационных пузырьках вполне соответствует широко известным представлениям Ленарда о том, что трибоэлектрическая электризация жидкости происходит только при нарушении злостности её поверхности и не зависит ни от трения жидкости о твёрдые тела или
газ, ни от природы газа, с которым контактирует жидкость. Поэтому предполагали, что после того как в кавитационном пузырьке произойдет электрический разряд, новым зарядам там появиться неоткуда.
Но опыты Гайтана и Крума продемонстрировали, что одиночный кавитационный пузырёк, не делясь, продолжает исправно излучать всё новые и новые импульсы света в течение многих циклов его расширения и сжатия в ультразвуковом поле. Как в нём за столь малое время между импульсами излучения восстанавливается электрический заряд, необходимый для следующего разряда? Восстанавливается без нарушения целостности поверхности пузырька!
Отсутствие ответа на этот вопрос пошатнуло позиции электрической теории сонолюминесценции и заставило многих вернуться к термической теории. По оценкам этих специалистов, исходивших из измеренной яркости свечения, температура газа в пузырьке при его схлопывании достигает тысяч и даже миллионов градусов, то есть термоядерных температур. Поэтому появилось много гипотез и спекуляций о термоядерных реакциях, якобы идущих в кавитационных пузырьках и ведущих к высвечиванию из них энергии в гораздо больших количествах, чем вкладывает её в воду источник ультразвука, обеспечивающий появление кавитации.
Но, увы, никому не удалось зарегистрировать в воде, в которой наблюдалась ультразвуковая сонолюминесценция, следов продуктов реакций ядерного синтеза, превышающих уровень естественного фона. Тогда появились гипотезы о том, что в кавитационных пузырьках высвобождается энергия физического вакуума (то есть происходит рождение энергии из ничего). Но расчётов, способных количественно доказать это, авторы таких гипотез представить не могли.
Опыт работы с теплогенератором Потапова показал, что генерация избыточного тепла в нем происходит лишь тогда, когда в вихревой трубе теплогенератора интенсивно идёт кавитация, усиливаемая резонансными звуковыми колебаниями столба воды в вихревой трубе. Резонанса добивались изменением длины трубы и удачным выбором точки расположения в ней тормозного устройства. При резонансе вихревая труба начинала "петь" как закипающий самовар.
Это говорило о том, что кавитация играет определяющую роль в генерации дополнительного тепла. Потому-то московский профессор Л. Г. Сапогин и выдвинул предположение, что в кавитационных пузырьках вихревой трубы теплогенератора Потапова происходит выделение энергии физического вакуума.
Эта мысль потом была подхвачена и тиражирована многими популяризаторами теплогенератора Потапова, публиковавшими статьи о нём в различных газетах и в Интернете.

В то же время многочисленные калориметрические измерения, проводившиеся в самых разных лабораториях, давно показали, что энергетический выход сонолюминесценции (отношение энергии излучения к энергии, вкладываемой ультразвуком в воду) крайне низок - меньше, чем КПД паровоза. Высоким оказалось лишь отношение мгновенной мощности излучения к мощности ультразвука свыше 1000. Это говорило о том, что кавитация лишь концентрировала энергию, а не создавала дополнительную. Но и факт концентрирования энергии на первый взгляд противоречил законам термодинамики, в частности принципу возрастания энтропии.
Ясность помогли нам внести эксперименты самодеятельного украинского 85-летнего физика-неформала Д. Р. Кезикова из г. Конотопа. Он с помощью сына и вопреки негодующим возгласам женской половины семьи ещё в конце 80-х годов осуществил на кухне простой опыт с чайником. На носик чайника с водой они насадили полутораметровый кусок резинового шланга. В шланг почти до самого чайника ввели проволоку, конец которой присоединили к миллиамперметру. Когда вода в чайнике, подогреваемом на плите, начала интенсивно испаряться, конденсируясь затем в шланге, миллиамперметр показал наличие электрического тока.
Явление Кезиковых можно объяснить тем, что молекулы воды обладают большим сродством к электрону. Причина этого - та же, из-за которой образуются водородные связи. А именно, к положительно заряженным бугоркам-протонам на поверхности молекул воды притягиваются электроны извне. Когда молекула воды находится в плотном окружении других таких же молекул, то это спаренные электроны, общие с соседней молекулой, с которой благодаря этому устанавливается водородная связь. Когда же молекула при кипении воды отрывается от остальной массы воды, разрывая водородную связь, то частенько она прихватывает с собой оба эти электрона - и свой, и принадлежавший соседней молекуле.

При конденсации паров воды отрицательные заряды таких молекул накапливаются на поверхности образующихся капель. Этот механизм, по мнению Кезиковых, и является причиной появления атмосферного электричества, а отнюдь не трение капель воды о воздух, как полагали многие до сих пор вопреки мнению Ленарда, который доказывал, что электризация капель происходит только от разрывов поверхности воды при её распылении.
Для нас открытие Кезиковых важно тем, что оно позволяет объяснить, как появляется и обновляется электрический заряд в пульсирующих кавитационных пузырьках. При сжатии такого пузырька в нём происходит конденсация паров воды в микроскопическую капельку, заряженную по механизму Кезиковых отрицательным зарядом.
Если в капельку сконденсируется всего 10% паров воды, имевших плотность молекул , то при типичном радиусе кавитационного пузырька -20 мкм радиус капельки, образовавшейся в нём, составит -0,2 мкм. Электрическая ёмкость такого сферического микроконденсатора составит Ф, а запасённая в нём электрическая энергия - до 0,1 Дж. При этом разность потенциалов между капелькой и поверхностью пузырька может достигать В, а напряжённость электрического поля .
Увидев эти цифры, человек, разбирающийся в электротехнике, воскликнет: да разве ж можно достичь столь высокой напряжённости электрического поля в парогазовой смеси?! Она пробьется электрическим разрядом при гораздо меньших напряжениях!
Она действительно пробивается. Потому мы и видим сонолюминесцентное свечение, что это излучение от электрических разрядов в кавитационных пузырьках Но только пробивается не при обычных напряжённостях поля самопробоя в воздухе (20-30 кВ/см), а при гораздо больших, возможно, даже действительно достигающих вышеприведенной цифры. Причиной тому - так называемая импульсность - задержка времени начала пробоя относительно момента приложения напряжения к разрядному промежутку. Специалисты по импульсным процессам хорошо знакомы с этим явлением. За время задержки пробоя успевает сконденсироваться в капельку достаточно большое количество водяного пара, и её электрический заряд достигает большой величины.
Понятно, что в кавитационных пузырьках создаются все условия для возникновения электрических разрядов и разогрева ими парогазовой смеси в пузырьке до высоких температур. Но достаточно ли высоких, чтобы обеспечить протекание в этих пузырьках термоядерных реакций? Ведь электрические разряды необязательно сопровождаются нагревом газов до высоких температур. Бывают и холодные разряды, как в люминесцентных лампах дневного света. Увы, этот вопрос пока мало изучен из-за чрезвычайной кратковременности процесса разряда в кавитационном пузырьке и крайне неравновесных условий в нём.
3. Вода как источник тепла

3.1. Откуда энергия в воде?
Итак, вода, обыкновенная вода, которую, вообще говоря, обыкновенной называть грешно, ибо вода - самое необыкновенное вещество в природе - преподнесла людям еще один приятный сюрприз: открыла возможность пользоваться фактически даровой энергией, для получения которой не надо сжигать нефть, природный газ, перегораживать реки плотинами, строить исполинские ветряки или ловить из-за туч солнечные лучи с помощью дорогих фотоэлементов. Кусок трубы из обыкновенной стали и обыкновенный насос для подачи воды - вот и все, что надо для получения энергии новым способом. А в перспективе он может заменить не только котельные, но и теплоэлектростанции и даже атомные электростанции, если суметь поднять эффективность вихревого теплогенератора (его отопительный коэффициент) до трех или хотя бы чуть выше двух. На сегодняшний день он у теплоустановок "ЮСМАР" едва превышает единицу.
Но теория движения показывает, что при раскручивании тел может выделиться за счет релятивистских эффектов не более двух Джоулей энергии излучений на каждый вложенный во вращение тела Джоуль механической энергии. Если же и последнюю потом утилизовать, затормозив вращение, то предельная эффективность все равно не достигнет теоретически возможной тройки из-за того, что неизбежны потери. Итак, тройка, казалось бы, - тот предел, о котором можно только мечтать.
О тройке в школе мечтают, как известно, только отстающие ученики. Их и тройка вполне удовлетворяет. Но сегодняшние теплоснабженцы - хуже троечников, их удовлетворит и двойка: ведь при повышении эффективности теплоустановки до двух себестоимость ее тепла сравняется со стоимостью отопления природным газом. Особенно если учесть, что теплогенератор, в отличие от газовых горелок, не загрязняет помещение и окружающую природу ядовитыми продуктами сгорания и не может привести к пожарам и взрывам, которые случаются порой при газовом отоплении. Да и тянуть газопровод или теплотрассу к потребителю уже не понадобится. Все это и делает вихревой теплогенератор вполне конкурентоспособным уже при отопительном коэффициенте, равном всего двум.
Но нас двойка никак не должна удовлетворять. Мы должны стремиться к тройке. Пока к тройке. А для этого надо четко представлять, откуда и как в вихревом теплогенераторе рождается тепло. Для выяснения этого предстоит еще огромная исследовательская работа. Здесь же мы можем изложить пока лишь гипотезы, которые помогут очертить круг необходимых экспериментальных исследований.
Если на сегодняшний день при потреблении насосом вихревого теплогенератора "ЮСМАР" одного киловатта электрической мощности вырабатывается 1,6 кВт тепловой, то понятно, что доля тепла, полученного преобразованием в него электроэнергии, составляет менее 1 кВт, так как КПД такого преобразования никогда не достигает 100%, а составляет обычно 70-80%. Остальное тепло (0,7-0,9 кВт) получается за счет превращения в тепло внутренней энергии рабочего тела - воды. С учетом этого действительная (скрытая) эффективность вихревого теплогенератоpa все же достигает двойки. Но надо ли этому радоваться? Ведь КПД устройства всегда останется меньше 100%, и то, что скрытая эффективность уже сегодня столь высока, оставляет нам меньше резервов на будущее, если теоретический предел эффективности - тройка - действительно предельная цифра.
Так какие конкретные процессы превращения внутренней энергии воды в тепло могут идти в вихревом теплогенераторе? Я уже говорил, что наиболее вероятный и наиболее легко осуществимый - это вынужденное высвечивание фотонов молекулами воды, возбуждаемыми в вихре за счет тепловых соударений с другими молекулами. И действительно, при работе экспериментального вихревого теплогенератора, труба которого была выполнена из прозрачного материала, в ней наблюдалось свечение, схожее со свечением, наблюдавшимся В. Е. Финько при работе его газовой вихревой трубы.
Но прежде чем подробнее говорить об излучениях, еще раз отметим, что высвечивание лишь тепловой энергии, запасенной в исходной воде, не может приводить к дополнительному нагреву этой воды. Наоборот, вода, отдавая тепло в виде излучений, должна охлаждаться. И даже если энергия излучений, поглощаемых затем стенками вихревой трубы, превратится в них снова в тепло и будет потом опять отдана в виде тепла потоку воды, омывающему стенки, то суммарное содержание тепла в замкнутой системе теплогенератора не изменится, если не считать тех добавок тепла, которые в нее вносит насос. А мы их уже учли.
Тем не менее вода в вихревом теплогенераторе нагревается до температур, гораздо более высоких, чем те, до которых ее мог бы нагреть электрический ток, потребляемый двигателем насоса, даже если бы вся энергия этого тока превращалась в тепло. Значит в теплогенераторе действительно идет превращение внутренней энергии воды в тепло, снимаемое с теплогенератора.
Выделение "лишней" внутренней энергии вращающимися телами при ускорении вращения должно сопровождаться усилением связи между этими телами. Отрицательная энергия связи и появляется в результате сброса вращающейся системой положительной энергии. В нашем случае вращающимся рабочим телом является вода. Она состоит из молекул, молекулы - из атомов, атомы - из ядер и электронов, ядра - из протонов и нейтронов. Каждое из этих образований в свободном виде имеет свою, давно вычисленную физиками энергию связи составляющих его компонентов. Так в каком из вышеперечисленных звеньев, связывающих вещество в единое целое, изменяется энергия связи при усилении вращения воды? Народная мудрость учит, что цепь рвется обычно только в том звене, которое самое слабое.
Квантовая механика открыла, что энергия связи в молекулярных, атомных и субатомных структурах может появляться, исчезать или изменяться только скачками -квантами. Чем меньше этот квант, тем больше вероятность такого скачка. Наименьшей среди вышеперечисленных является энергия связи между молекулами воды. Внутримолекулярные связи на порядок величины сильнее, а внутриатомные - еще сильнее, не говоря уже о внутриядерных, которые самые сильные.
Межмолекулярным связям в воде намного легче возникать и разрываться, чем внутримолекулярным. Поэтому именно они должны являться той "разменной монетой", которой в первую очередь может оперировать вода при своих "сделках" - процес сах теплообмена, связанных с изменением внутренней энергии воды. Будем исходить из того, что суммарная энергия всех возможных межмолекулярных связей в воде не может превышать той суммарной энергии, которая необходима для расплавления льда (5,97 кДж/моль), нагрева получившейся воды до 100°С (7,56 кДж/моль) и испарения ее при кипении (40 кДж/моль). На разрыв межмолекулярных связей в этих процессах и затрачивается подводимое извне тепло. (В обратном процессе возникновения связей такое же тепло выделяется из воды.) В пересчете на одну молекулу воды это в сумме составит 0,566 эВ.


Рис 2. Кристаллическая структура льда lh.
Следует обратить внимание на тетраэдрические
позиции молекул воды. Структуру льда lh часто
называют структурой вюртцита или структурой
тридимита.

В кристаллической структуре льда, которая хорошо изучена (см. рис. 2), каждая молекула воды окружена четырьмя соседками, с каждой из которых имеет одинаковую межмолекулярную связь. Получается, что на одну межмолекулярную связь во льду приходится не более чем 2 o 0,566/4 = 0,28 эВ. (На двойку домножили потому, что каждая связь соединяет две молекулы.)
На самом же деле энергия межмолекулярных связей воды, как экспериментально установили химики, колеблется в переделах 0,26-0,5 эВ. А то, что наши оценки дали цифру, близкую к нижнему пределу, означает только, что даже при кипении вода не разрывается на отдельные молекулы, а может испаряться и целыми ассоциатами по несколько молекул в каждом.
Большинство исследователей пришли к мнению, что при расплавлении льда межмолекулярные связи не рвутся, а только изгибаются, становясь слабее. Рвутся они лишь при последующем нагреве жидкой воды. Чем выше температура, тем больше разорванных межмолекулярных связей в воде. А при охлаждении воды эти связи вновь легко восстанавливаются.
Последнее обстоятельство может оказаться решающим для нас. Ведь при восстановлении одной разорванной межмолекулярной связи в воде должно выделяться до 0,5 эВ внутренней энергии воды. Если же восстановится всего по одной связи на каждые 10 молекул воды, то тепловыделение может достигнуть 400 кДж/кг. А этого достаточно для нагрева воды от комнатной температуры до кипения.
Если в вихревом теплогенераторе каким - то образом (например, с помощью торсионных полей) стимулируется восстановление разорванных межмолекулярных связей в воде без понижения ее температуры, то энергия связи должна возникать за счет выделения "лишней" энергии в виде излучений и тепла, что и наблюдается в вихревом теплогенераторе.
Однако существует маленькое но. Ведь межмолекулярные связи, будучи довольно слабыми, как легко восстанавливаются, так легко и рвутся. Они недолговечны в жидкой воде. После выхода воды из теплогенератора, где что-то заставляло связи восстанавливаться, эти связи начнут снова разрываться под воздействием тепловых движений молекул. И чем выше температура воды, тем быстрее они будут рваться. А при этом поглощается тепло, содержавшееся в воде, и она будет быстро остывать без теплообмена с окружающей средой, как остывает вода при таянии в ней льда.
Не означает ли это, что "лишнее" тепло, появляющееся в вихревом теплогенераторе, иллюзорно? И что на самом деле генерации тепла не было, а происходило лишь как бы изменение удельной теплоемкости воды: в вихревой трубе она уменьшалась, в результате чего температура воды там повышалась без изменения ее теплосодержания, а после выхода из вихревой трубы теплоемкость воды постепенно восстанавливалась до нормального значения, в результате чего температура воды со временем уменьшалась до исходной величины. Осуществленная же калориметрия не выявила этого "фокуса", потому что, во-первых, никто не предполагал, что теплоемкость воды может так сильно изменяться, во-вторых, никто не исследовал, как быстро потом остывает нагретая вода.
Но даже если это и так, то такой нагрев воды - отнюдь не напрасный труд, а успешное решение задачи, которую ставили перед собой авторы изобретения. Они, напомним, стремились "выжать" энергию из воды путем уменьшения теплоемкости воды при сжатии ее до сверхвысоких давлений, при которых, как они предполагали, теплоемкость воды существенно уменьшается. Периодически сжимая и разжимая воду, они надеялись "перекачивать" ею тепло как насосом из источника низкотемпературного тепла к потребителю высокотемпературного. У них ничего не получилось, потому что коэффициент зависимости теплоемкости воды от давления оказался слишком мал. Даже если в вихревом теплогенераторе идет только процесс восстановления межмолекулярных связей в воде и нет других источников энергии, то вихревой теплогенератор - это уже превосходный тепловой насос. Достаточно лишь снять с него высокотемпературное тепло, пока вода самопроизвольно не остыла, отдать это тепло потребителю, а самопроизвольно остывшую потом до низкой температуры воду направить в другой теплообменник, с помощью которого она будет забирать тепло от низкотемпературного источника тепла (реки, воздуха или др.).
Но вихревой теплогенератор "ЮСМАР", как мы уже отмечали в предыдущей главе, выделяет тепла в полезную нагрузку много больше, чем содержалось его в исходной воде с учетом еще и того тепла, которое вкладывает в воду насос. Кроме того, вода в этом теплогенераторе циркулирует по замкнутому контуру, в котором нет низкотемпературных источников тепла. Это не тепловой насос. Значит, "лишнее" тепло здесь получается не за счет образования межмолекулярных связей (хотя все, что мы говорили о них, вполне может иметь место и делу не мешает), а по какой-то Другой причине.
Ею могут быть только низкотемпературные ядерные реакции синтеза составных ядер атомов из более легких. Почему именно они? Да потому что такие реакции тоже ведут к возрастанию энергии связи (на этот раз связи между нуклонами ядра атома) и выделению "лишней" массы-энергии в виде излучений и быстрых частиц. Только при возникновении каждой такой новой связи выделяются уже не доли электрон-вольта, как это было в случае с межмолекулярными связями, а мегаэлектрон-вольты. И уносят эту большую энергию уже не только фотоны, а зачастую и протоны, и нейтроны, если они рождаются в данной ядерной реакции. (Зависит от типа реакции и "реагентов".)
О них мы подробнее поговорим чуть ниже. А сейчас отметим только два момента. Во-первых, тепла, выделяющегося за счет ядерных реакций синтеза, может оказаться гораздо больше, чем требуется сбросить в виде излучений системе, приводимой во вращение. Это понятно: при каждом элементарном акте ядерной реакции не может выделяться энергии меньше, чем энергия данной реакции. (Тут кванты энергии огромны.) А это может приводить к появлению избытка тепла, и эффективность вихревого теплогенератора возрастет до величин, больших тройки. Во-вторых, образование ядерных связей между нуклонами - процесс необратимый. Потому после него в воде, если такие реакции идут в воде, уже не может происходить релаксации, вода не будет самопроизвольно остывать без отдачи тепла окружающей среде.
Похоже, что в вихревом теплогенераторе "ЮСМАР" идут такие ядерные реакции, а стимулятором их при низких температурах являются, по-видимому, опять же торсионные поля. Но об этом будет отдельный разговор ниже. А сейчас нам следует подробнее познакомиться со свойствами воды, чтобы лучше понимать процессы, происходящие в ней в вихревом теплогенераторе.

3.2. Необыкновенные свойства обыкновенной воды в вихревом потоке
Вода, как известно, признана самым загадочным веществом в природе. Чем дольше ее изучают, тем больше находят новых аномалий и загадок в ней. Большинство из этих аномалий, в конечном счете обеспечивающих возможность жизни на Земле, объясняются наличием между молекулами воды водородных связей, которые много сильнее вандерваальсовских сил притяжения между молекулами других веществ, но на порядок величины слабее ионных и ковалентных связей между атомами в молекулах. К настоящему времени больше изучены лед и водяной пар, чем жидкая вода, в отношении которой у исследователей до сих пор нет даже единого мнения о ее структуре, хотя кристаллическая структура льда давно хорошо изучена.
Удельная теплоемкость жидкой воды, как известно, наибольшая среди всех веществ. Кроме того, она в 2 раза выше, чем у льда, в то время как у большинства простых веществ (например, металлов) в процессе плавления теплоемкость практически не изменяется, а у веществ из многоатомных молекул она, как правило, уменьшается при плавлении.
Большинство исследователей объясняют аномально высокую теплоемкость жидкой воды тем, что при плавлении льда его кристаллическая структура разрушается не сразу. В жидкой воде сохраняются водородные связи между молекулами. В ней остаются как бы обломки льда - ассоциаты из большого или меньшего числа молекул воды. Однако в отличие от льда каждый ассоциат существует недолго. Постоянно происходит разрушение одних и образование других ассоциатов. При каждом значении температуры в воде устанавливается свое динамическое равновесие в этом процессе. А при нагревании воды часть теплоты затрачивается на разрыв водородных связей в ассоциатах. При этом на разрыв каждой связи расходуется 0,26-0,5 эВ. Этим в учебниках, и объясняют аномально высокую теплоемкость воды по сравнению с расплавами других веществ, не образующих водородных связей. При нагревании таких расплавов энергия расходуется только на сообщение тепловых движений их атомам или молекулам. В учебниках утверждается, что водородные связи между молекулами воды полностью разрываются только при переходе воды в пар. На правильность такой точки зрения как будто указывает и то обстоятельство, что удельная теплоемкость водяного пара при 100°С практически совпадает с удельной теплоемкостью льда при 0°С.
Но существует и другая точка зрения на природу аномально высокой теплоемкости воды. Профессор Г. Н. Зацепина в своей монографии подметила, что молярная теплоемкость воды, составляющая 18 кап/(моль o град), точно равна теоретической молярной теплоемкости твердого тела с трехатомными кристаллами. Действительно, в соответствии с законом Дюлонга и Пти атомные теплоемкости всех химически простых (одноатомных) кристаллических тел при достаточно высокой температуре одинаковы и равны 6 калДмоль o град). А для трехатомных, в граммоле которых содержится 3 NA узлов кристаллической решетки, - в 3 раза больше. (Здесь NA - число Авогадро.)
Отсюда следовало, что жидкая вода является как бы кристаллическим телом, состоящим из трехатомных молекул Н20. Это полностью соответствует распространенному представлению о жидкой воде как смеси кристаллоподобных ассоциатов с небольшой примесью свободных молекул Н20 между ними, число которых растет с повышением температуры. С этой точки зрения вызывает удивление не высокая теплоемкость жидкой воды, а низкая твердого льда. Уменьшение удельной теплоемкости воды при замерзании Г. Н. Зацепина объясняет отсутствием поперечных тепловых колебаний атомов в жесткой кристаллической решетке льда, где у каждого протона, обуславливающего водородную связь, остается, по ее мнению, только одна степень свободы для тепловых колебаний вместо трех.
Теплоемкость расплавов металлов, как и большинства других жидкостей, обычно возрастает (хоть и очень медленно) с ростом давления. И лишь у воды удельная теплоемкость уменьшается с повышением давления. На этом, напомним, хотели сыграть разработчики теплового насоса. Чтобы попытаться объяснить эту аномалию воды, вспомним, что с ростом давления температура кипения воды, как и других веществ, повышается. В результате температурный интервал существования воды в жидком состоянии расширяется с ростом давления. А при увеличении этого интервала содержание в воде ассоциатов - "льдинок" o- при одной и той же температуре должно становиться тем больше, чем шире интервал, ибо это содержание определяется динамическим равновесием. И хотя ассоциаты - не совсем льдинки, но их удельная теплоемкость все же ниже, чем теплоемкость воды. Поэтому суммарная Удельная теплоемкость "смеси" при высоком давлении меньше, чем при низком.
Можно предположить, что при ускорении вращения воды в вихревом теплогенераторе в ней возрастает содержание ассоциатов, и в результате этого удельная теплоемкость воды существенно уменьшается. Она уменьшается, конечно же, не за счет повышения давления при действии центробежных сил, которое незначительно, а по каким-то другим причинам. Если это происходит, то вода без изменения ее теплосодержания оказывается на выходе теплогенератора горячее, чем была на входе в него. Это, конечно, не добавляет ей Джоулей, но позволяет при большем перепаде температур в теплообменнике снять с него больше тепла. А остывать после этого такая вода должна быстрее и до более низких температур, чем обычная. Вернее, не остывать, а релаксировать до обычного состояния теплового равновесия в ней льдоподобных ассоциатов и молекул воды, что должно приводить к восстановлению теплоемкости воды до обычной, а вследствие этого к падению ее температуры без теплообмена с окружающей средой.


Рис. 3. Левый и правый тетрамеры воды (проекция на плоскость).
Большие круги - ионы кислорода,
черные точки - протоны, сплошные линии - протонные водородные связи,
точечные линии - электронные

Но за счет чего и как могут происходить столь большие изменения теплоемкости воды без соответствующих изменений давления? Чтобы ответить на этот вопрос,нужно познакомимся с гипотезой кандидата геолого-минералогических наук Ю. А. Колясникова о структуре воды.
Он указывает, что еще первооткрыватели водородных связей Дж. Бернал и Р. Фаулер в 1932 г. сравнивали структуру жидкой воды с кристаллической структурой кварца, и утверждает, что те ассоциаты, о которых мы говорили выше, - это в основном тетрамеры 4Н20, в которых четыре молекулы воды соединены в компактный тетраэдр с двенадцатью внутренними водородными связями (см. рис. 3). Получается нечто, напоминающее выпускавшиеся нашей молочной промышленностью в 60-80-е годы четырехгранные бумажные пакеты с молоком, имевшие треугольные грани.
Водородные связи в этих тетрамерах, утверждает Колясников, могут образовывать как право- так и левовинтовую последовательности, подобно тому, как кристаллы кварца (Si02), тоже имеющие тетраэдрическую структуру, бывают право- и лево-вращательной кристаллической форм. Поскольку каждый такой тетрамер воды имеет еще и четыре незадействованные внешние водородные связи (как у одной молекулы воды), то тетрамеры могут соединяться этими внешними связями в своего рода полимерные цепочки. А поскольку внешних связей всего четыре, а внутренних - в 3 раза больше, то это позволяет тяжелым и прочным тетрамерам в жидкой воде изгибать, поворачивать и даже надламывать эти ослабленные тепловыми колебаниями внешние водородные связи. Это и обуславливает текучесть воды.
Такую структуру вода, по мнению Колясникова, имеет только в жидком состоянии и, возможно, частично в парообразном. А вот во льду, кристаллическая структура, которого хорошо изучена, тетрагидроли соединены между собой негибкими равнопрочными прямыми водородными связями в ажурный каркас с большими пустотами в нем, что делает плотность льда меньше плотности воды.


Рис. 4. Пространственная структура изомеров.
Центральный атом углерода аминокислоты (помечен звездочкой) асимметричен, так как имеет четыре различных заместителя. D- и L-аминокислоты соотносятся как предмет со своим зеркальным отражением.
Белки построены из аминокислотных фрагментов исключительно L-ряда, а 20 природных аминокислот отличаются лишь строением радикала R.

Когда же лед тает, часть водородных связей в нем ослабевает и изгибается, что ведет к перестройке структуры в вышеописанные тетрамеры и делает жидкую воду более плотной, чем лед. При 4°С наступает состояние, когда все водородные связи между тетрамерами максимально изогнуты, чем и обуславливается максимум плотности воды при этой температуре. Дальше связям гнуться некуда.
При температуре выше 4°С, утверждает Колясников, начинается разрывание отдельных связей между тетрамерами, и при 36-37°С оказывается разорвана половина внешних водородных связей. Это и определяет минимум на кривой зависимости удельной теплоемкости воды от температуры. При температуре же 70°С разорваны уже почти все межтетрамерные связи, и наряду со свободными тетрамерами в воде остаются только короткие обрывки "полимерных" цепочек из них. Наконец при кипении воды происходит окончательный разрыв теперь уже одиночных тетрамеров на отдельные молекулы Н20. И то обстоятельство, что удельная теплота испарения воды ровно в 3 раза больше суммы удельных теплот плавления льда и последующего нагрева воды до 100°С, является подтверждением предположения Колясникова о том. что число внутренних связей в тетрамере (12) в 3 раза больше числа внешних.
Колясников уверен, что такая тетраэдрально-винтовая структура воды обусловлена ее древней реологической связью с кварцем и другими кремнекислородными минералами, преобладающими в земной коре, из недр которой когда-то появилась вода на Земле. Как маленький кристаллик соли заставляет окружающий его раствор кристаллизоваться в подобные ему кристаллы, а не в другие, так кварц заставил молекулы воды выстраиваться в тетраэдрические структуры, которые, кстати, энергетически наиболее выгодны. А в нашу эпоху в земной атмосфере водяные пары, конденсируясь в капли, образуют такую структуру потому, что в атмосфере всегда присутствуют мельчайшие капельки аэрозольной воды, уже имеющей эту структуру. Они и являются центрами конденсации водяных паров в атмосфере.
В гипотезе Колясникова интересно еще и то, что из нее следует равновероятность существования право - и левовинтовой воды. Но биологами давно подмечено, что в биологических тканях и структурах наблюдаются только либо лево -, либо правовинтовые образования. Пример тому - белковые молекулы, построенные только из лево-винтовых аминокислот и закрученные только по левовинтовой спирали. А вот сахара в живой природе - все только правовинтовые (см. рис4 ). Никто пока не смог объяснить, почему в живой природе обнаруживается такое предпочтение к левому в одних случаях и к правому - в других. Ведь в неживой природе с равной вероятностью встречаются как право-, так и левовинтовые молекулы. Например, описаны опыты с растворами сахара в воде. Их концентрацию определяют, измеряя угол поворота плоскости поляризации света при прохождении его через раствор. Она поворачивается потому, что молекулы сахара, как и большинство молекул других органических соединений, представляют собой в пространстве спиральные или квазиспиральные структуры, группы атомов в которых расположены по вершинам тетраэдра. В сахаре, получаемом из свеклы или тростника, молекулы закручены почему-то только по правовинтовой спирали. Потому-то плоскость поляризации света, проходящего через раствор такого сахара, поворачивается вправо, и угол поворота зависит от концентрации сахара в растворе. Этот метод, открытый французским физиком Ж. Био еще в 1815 г., оказался совершенно непригодным для измерения концентрации растворов искусственного сахара, полученного синтетическим путем, ибо в том право- и левовинтовые молекулы содержатся в равной мере.
Как еще в 1848 г. доказал ставший потом знаменитым французский бактериолог Луи Пастер, кристаллы этих двух типов в искусственном сахаре можно отличить друг от друга под микроскопом и разделить, осторожно отбирая их пинцетом. Другой эксперимент с сахаром заключался в том, что его раствором кормили бактерии. Сахар, полученный из свеклы, бактерии съедали полностью. А при питании искусственным сахаром они съедали только половинку. Раствор оставшейся половины поворачивал плоскость поляризации света уже в левом направлении. Бактерии не ели левовинтовой сахар! Но как они различают правовинтовой от левовинтового? Ответа у биологов до сих пор нет, как нет и ответа на вопрос, почему живым структурам присуща только определенная спиральность.
Но все давно знают, что существует "живая" и "мертвая" вода. Первая способствует развитию живых организмов, вторая для них бесполезна, если не вредна. Уже научились даже получать искусственно "живую" воду - одни путем омагничивания обыкновенной воды, другие путем растапливания обыкновенного льда (талая вода).
С другой стороны, Г. И. Шипов и А. Е. Акимов в своих многочисленных выступлениях, неоднократно заявляли, что только правовинтовые торсионные поля благотворно влияют на живые организмы, а левовращательные угнетают их. Из всего этого можно сделать предположение, что "живой" является вода с правовинтовой тетраэдрической структурой, а "мертвой" -с левой. И становятся понятными эксперименты с омагничиванием воды: при определенной ориентации магнитного поля, рождаемого, как известно, круговыми электрическими токами, а потому несущему с собой и торсионное поле, в проходящей через него струе воды начинают преобладать правовинтовые тетрамеры, пригодные для усвоения организмами.
А вот в талой воде число право- и левовинтовых тетрамеров одинаково. Но зато как тех, так и других в ней много больше, чем в застойной воде, гревшейся на солнце. Ведь тетрамеров больше всего в воде в момент таяния льда. Поэтому когда животные или растения пьют талую воду, они из каждого ее литра могут усваивать больше "живой" воды, чем из литра стоялой воды, частично уже потерявшей кристаллическую структуру.
Нам скажут, что это противоречит известной гипотезе о "живой" воде как параводе, содержание которой в стоялой воде составляет всего 25% (остальное - ортовода), а в талой - много больше, как это выяснили в 70-е годы У. Ахмеров и А. Бильдюкова из Казанского госуниверситета. Но никто, увы, до сих пор не осуществил исследования по воздействию на организмы пара- и ортовод, полученных без растаивания льда. Такие эксперименты помогли бы сделать выбор между этими гипотезами.
Но мы отвлеклись. Проблемы "мертвой" и "живой" воды, конечно, интересны, и возможно, что вихревые устройства помогут получать в промышленных масштабах как ту, так и другую, но пока перед нами стоит задача понять, как вихревой теплогенератор греет воду. А в исследовании этого процесса мы остановились на вопросе о том, может ли в вихревой трубе и за счет чего происходит изменение теплоемкости воды без соответствующего изменения ее давления.
Гипотеза Колясникова о структуре воды подсказывает, что те обрывки цепочек из тетрамеров, которые всегда имеются в жидкой воде, при ее быстром и неравномерном в пространстве течении должны выстраиваться и вытягиваться вдоль линий тока воды, как вытягиваются водоросли в реке вдоль ее течения. То есть их хаотичное расположение сменяется на упорядоченное. При этом вероятность того, что концы цепочек тетрамеров случайно столкнутся друг с другом и соединятся свободными водородными связями, возрастает втрое по сравнению с неупорядоченным расположением. Это следует из законов геометрии. А каждая вновь образованная водородная связь - это 0,26-0,5 эВ энергии, выделяющейся из воды.
В вихревом потоке такие цепочки, имеющие винтовую структуру, должны упорядочиваться и сцепляться еще быстрее, чем в прямолинейном. И этому способствуют, наверно, не только линии тока воды, но и торсионные поля, создаваемые вихрем. Как торсионное поле, создаваемое правовращательной кристаллической структурой вещества, заставляет молекулы воды возле него выстраиваться в правовинтовые тетрамеры (такими веществами являются не только кварц и силикаты), так торсионное поле вихря может заставить даже одиночные молекулы воды выстраиваться в винтовые цепочки.
Надо сказать, что вода - не единственное вещество, способное образовывать межмолекулярные водородные связи. Они характерны и для многих органических соединений. А потому описанный процесс полимеризации в вихревом потоке должен происходить и при использовании вместо воды растворов органических соединений. Если в отношении воды мы можем только предполагать такой процесс "полимеризации" ее молекул в вихревом потоке, то такое же явление в мире органических веществ давно известно. Знаете как во времена "сухого закона" иные любители выпить "добывали" на предприятиях, где они работали, спирт из клея БФ-2, приготовляемого на этиловом спирте как растворителе? Бросали в банку клея щепотку соли и ложкой приводили содержимое банки во вращение. Клей быстро полимеризовался в густую тягучую массу, комом плавающую в спирте. Замечено, что содержимое банки при этом самопроизвольно нагревается.
Это указывает на то, что вода - не единственная жидкость, которая может успешно работать в вихревых теплогенераторах. И действительно, эксперименты показали, что и масла, и дизельное топливо тоже пригодны для использования в качестве рабочего тела вихревого теплогенератора. Но вода и дешевле, и доступнее, и безопаснее в пожарном отношении. Да и результаты, полученные при работе с ней, пока много лучше, чем при работе с другими жидкостями.
Итак, мы имеем счастливое совпадение: теория движения требует, чтобы вода, приводимая во вращение в вихре, изыскала возможность выделить в виде излучений часть своей внутренней энергии, а эта вода, образуя в вихревом потоке новые межмолекулярные связи, сама ищет возможность выделить часть своей внутренней энергии, чтобы появилась необходимая отрицательная энергия связи! Вот бы и у нас в наших делах иной раз так счастливо совпадали наши желания с нашими возможностями [7]!

ВЫВОДЫ:

1. Тепловое загрязнение водоемов уже перерастает в глобальную проблему, которую можно было бы решить с помощью тепловых насосов - устройств, трансформирующих низкотемпературное тепло рек, озер или воздуха в высокотемпературное тепло, необходимое для обогрева жилых помещений, если бы их конструкции были проще обычных котельных.
2. Эффективность тепловых насосов уменьшается с увеличением разности температур обогреваемого объекта и низкотемпературного источника тепла, поэтому они малопригодны для выработки водяного пара, необходимого турбинам электростанций.
3. В большинстве тепловых насосов поглощение и выделение тепла теплоносителем осуществляется при фазовых переходах жидкость-пар теплоносителя, в качестве которого используют низкокипящие жидкости. Применение в качестве теплоносителя воды без ее кипячения сделало бы тепловой насос компактнее, так как удельная теплоемкость воды много больше, чем у паров. Но попытки создать тепловой насос, использующий зависимость
теплоемкости воды от давления, не приводят к успеху.
4. Предложение использовать вихревую трубу Ранке в тепловых насосах для разделения газообразного теплоносителя на горячий и холодный потоки было сделано только в 1981 г. В.И. Андреевым. Производительности таких тепловых насосов могут быть большими, ибо производительности вихревых труб неограниченны.
5. Идея заменить газ в вихревой трубе жидкостью более полувека никому не приходила в голову, ибо считалось, что процессы перераспределения тепла в вихревой трубе идут за счет сжатия и расширения газа в ней, а жидкости несжимаемы.
6. Ю. С. Потапов в начале 90-х годов обнаружил, что вода в вихревой трубе разделяется не на горячий и холодный потоки, а на горячий и теплый, температура которого не ниже температуры исходной воды, подаваемой в вихревую трубу. Последнее не позволило применить такое техническое решение в тепловых насосах, но привело к разработке вихревых теплогенераторов.
7. Эффективность нагрева воды в вихревой трубе - отношение получаемой тепловой энергии к электроэнергии, потребляемой двигателем насоса, нагнетающего воду в вихревую трубу, оказалось выше 100%. Тем самым открыт новый, практически неиссякаемый источник фактически даровой энергии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Астахов Ю.Н., Веников В.А., Тер-Газарян А.Г. Накопители энер­
   гии в электрических системах. - М.: Высшая школа_? 1989. - 159 с.

2. Беклемешев Ю.А., Беклемешева Г.Ю. Новое направление в энерге­
   тике: Сб. материалов международного конгресса «Новые идеи в естество­
   знании». - СПб., 1996. - Т. 1. С. 311 - 314.

3. Веников В.А., Путятин Е.В. Введение в специальность.
   Электроэнергетика. - М.: Высшая школа, 1988. - 239 с.

4. Потапов Ю.С. Теплогенератор и устройство для нагрева жидко­
   стей. // Патент № 2045715 , Российская Федерация 26.04.93. Опубликован
   10.10.95.

5. Потапов Ю.С, Фоминский Л.П. Вихревая энергетика и холодный
   ядерный синтез с позиций теории движения. - Кишинев: Око-Плюс, 2000.
   -387 с.

6. Ламекин Н.С. Кавитация: теория и применение. - М.: Русаки, 2000.
   - 248 с.

7. Потапов Ю.С., Фоминский Л.П., Потапов С.Ю. – «Энергия вращения», http://www.fund-ekip.ru/books/Potapov/vvedenie.html