Текст книги "Физика и магия вакуума. Древнее знание прошлых цивилизаций."
Автор книги: Игорь Прохоров
Жанр:
Альтернативная история
сообщить о нарушении
Текущая страница: 15 (всего у книги 54 страниц)
Я вижу только одну возможность появления феномена Симплегад: раскол суши на месте современных проливов Босфор и Дарданеллы. Когда-то очень давно еще в доэллинистические времена Черное море было замкнутым водоемом типа современного Каспийского моря. Уровень Черного моря был в то время на 100 метров ниже сегодняшнего и его связь с мировым океаном через проливы отсутствововала. Мраморное море также было замкнутым бассейном, лежащим на 50 метров ниже уровня океана, а избыток воды изливался из Мраморного моря в Черное по реке, находящейся на месте современного Босфора. А проникать в бассейн Черного моря можно было только волоком, взвалив судно себе на плечи. Но затем случилось мощное землетрясение в данном районе. И Восточно-Африканский рифтовый разлом, который как раз кончался в этом месте, продвинулся дальше на север, расколов перешеек между Эгейским, Мраморным и Черным морями и создав проливы Босфор и Дарданеллы. А народная память отразила это событие в форме расходящихся скал Симплегад. Эти события, согласно рассказам античных греков, происходили во времена царя Дардана, откуда и произошло современное название Дарданеллы (раньше пролив именовали Геллеспонт).
Если такая точка зрения верна и ранее проникать в Черное море можно было только посуху волоком с кораблем на плечах, тогда эта особенность должна быть как-то отражена в мифах. Есть ли в мифе об аргонавтах упоминание о данном событии? Оказывается, есть. Причем это событие описано даже дважды. Первый раз аргонавты тащат корабль на себе, когда они переваливают через Альпы с севера на юг, предварительно поднявшись по Дунаю до самых его истоков в альпийских предгорьях. И второй раз они двенадцать дней тащат корабль на себе, пробиваясь через сахарские пески к Тритонийскому озеру.
А позднее взорвался вулкан Санторин, находящийся прямо над северной оконечностью Восточно-Африканского разлома, и уничтожил Минойское царство, центр которого находился на острове Крит. Минойцы верили, что глубоко под землей их родного острова заточен в железную клетку жестокий бог в образе гигантского быка Минотавра, который время от времени стремится выбраться из своего заточения, трясет землю и вызывает этим землетрясения. Чтобы его утихомирить, нужно было его победить в бескровном состязании. Именно в бескровном, т. к. проливать кровь бога категорически запрещалось.
С этой целью при дворе минойского царя воспитывались особые девушки-тореадорки. Их обучали искусству, напоминавшему современную акробатику и корриду одновременно. В определенный день на арену выпускали быка, символизировавшего Минотавра, а девушки-тореадорки должны были как можно сильнее раздразнить его и при этом суметь увернуться от атак разъяренного животного. Наибольшим успехом у зрителей пользовался прием, когда одна из участниц состязания бежала навстречу быку и в самый последний момент подпрыгивала высоко вверх перед его рогами, делая в воздухе сальто-мортале, а бык в это время по инерции проносился мимо. Естественно, что малейшая ошибка при выполнении этого номера кончалась смертью. Но если тореадорки не допускали ошибок, бык рано или поздно выдыхался и прекращал свои попытки поднять кого-нибудь на рога. Тогда считалось, что люди символически победили бога Минотавра в лице обычного земного быка и в этом году землетрясений не будет.
Неизвестно, откуда минойцы набирали девушек-тореадорок. Это могли быть рожденные на самом острове, но скорее всего тореадорками становились жительницы минойских колоний, например Балканского полуострова (в более поздние времена подобный „налог кровью“ практиковали турецкие султаны, забиравшие в виде дани детей покоренных славянских народов и делавшие из них янычар). Ясно, что в большинстве случаев жизнь девушки-тореадорки кончалась на рогах у быка. Редко кто из них доживал до старости. Но до тех пор, пока минойская империя была в расцвете сил, никто из покоренных народов не смел восстать против „налога кровью“. А вот когда извержение Санторина уничтожило Минойскую державу и на Крит хлынули орды диких варваров, вырезавших остатки населения, тогда у народов Балканского полуострова возникла легенда о победе греческого героя Тессея над Минотавром.
Когда суша на месте современных Босфора и Дарданелл раскололась, в Черное море хлынул водопад мощностью в миллионы Ниагар, поднявший уровень моря на несколько сот метров в течение года. Такой быстрый подъем уровня Черного и образование Азовского моря, затопление огромных участков суши и гибель целых государств и цивилизаций, процветавших в те времена в этих местах потрясли античный мир до основания. Причерноморские племена вынуждены были бежать от наступающих вод. Кто-то бежал на север, запад и восток, но были и такие, кто бежал на юг, на Балканский полуостров. Толпы варваров, позднее назвавшие себя эллинами, уничтожили цивилизацию пеласгов. Долгое время северные берега Черного моря оставались пустыми, память о наводнении сдерживала повторное заселение этих мест. Лишь новые народы, пришедшие сюда из глубин Азии и свободные от страха перед наводнением, осмелились заселить пустующие берега. Позднее их назвали киммерийцами и скифами.
Землетрясение, создавшее Босфор и Дарданеллы, а также извержение Санторина были звеньями одной цепи: продвижение Восточно-Африканского рифтового разлома на север. В настоящее время разлом кончается в Мраморном море. Именно в этом регионе (окрестности Стамбула) в последнее время отмечены сильные землетрясения, приведшие к многочисленным человеческим жертвам. Вполне возможно, что в скором будущем нас ждет дальнейшее продвижение разлома еще дальше на север в акваторию Черного моря.
В связи с этим встает вопрос об источнике сероводорода в водах Черного моря. Откуда он взялся? От гниения погибшей флоры и фауны? Мне такая трактовка кажется сомнительной, хотя сегодня она является общепризнанной. Для образования сероводорода нужна сера, а в организмах животных и растений ее крайне мало. В нас много кислорода, углерода, водорода, азота, но не серы. А в черноморских водах сероводорода накоплено миллиарды тонн. Не могу я поверить, что эти миллиарды находились раньше в организме погибших жиавотных. К тому же в последние годы отмечается подъем уровня сероводорода, что говорит об увеличении его концентрации. Но если мы примем, что на самом дне Черного моря действуют подводные вулканы, постоянно выбрасывающие сероводород наружу, все проблемы легко решаются.
Чтобы быть до конца справедливым, следует отметить тот факт, что имеются данные, не укладывающиеся в рамки настоящей гипотезы образования черноморских проливов. Например, американский ученый Роберт Баллард из Колумбийского Университета обнаружил на дне Черного моря на глубине 180 метров следы древней береговой линии. Выполненный им анализ образцов показал, что в период между 5000 и 5500 годами до нашей эры пресноводные моллюски стали быстро вымирать, а им на смену пришли морские собратья. Это означает, что прорыв соленых морских вод в акваторию Черного моря случился в период 5000-5500 лет до нашей эры, а до этого момента на месте моря существовало обширное пресное озеро на уровне 180 метров ниже уровня океана.
Не споря с полученным выводом, следует все же отметить, что сохранение в течение тысячелетий памяти о старой ситуации, когда сквозной путь между Эгейским и Черным морями отсутствовал и приходилось перетаскивать судно на своих плечах, кажется маловероятной ситуацией. Скорее всего, перемычка на месте проливов прорывалась дважды. Первый раз она была прорвана частично в период 5000-5500 лет до нашей эры, но восстановилась. Уровень озера тогда поднялся со 180 до 100 метров, а вода из пресной стала слабосоленой, что привело к вымиранию пресноводных моллюсков. Вторично перемычка была прорвана окончательно во втором тысячелетии до нашей эры и уровень озера поднялся до современной отметки.
Весьма вероятно, что описанная ситуация повторилась в миниатюре в позднеантичное время. Историкам прекрасно известно имя Митридата Евпатора, заклятого врага Рима. Евпатор был царем Понта, эллинистического государства, возникшего на южном берегу Черного моря после завоевания этих мест македонянами. Под властью Евпатора находился также Боспор, государство в восточном Крыму и на Таманском полуострове. После поражения в первой и второй войне против Рима Евпатор потерял все свои владения в Малой Азии, но сохранил Боспор. Однако полученный урок в пользу не пошел. В 62 году до нашей эры Евпатор собрал новую огромнейшую по тем временам армию из причерноморских племен и собирался выступить в новый поход против Рима сразу после проведения празднеств в честь местной богини Цереры. Однако в день празднования происходит сильное землетрясение в районе Черного моря, разрушившее многие города Боспорского царства. Но самое плохое заключалось не в разрушении городов, а в перемешивании морских вод.
Когда придонные воды, наиболее насыщенные сероводородом, оказались у поверхности, сброс давления обусловил вскипание воды и выделение сероводорода в атмосферу (примерно так вскипает шампанское, когда давление в бутылке резко падает после вытаскивания пробки). Аммиан Марцеллин, историк эпохи позднего Рима, сообщает, что море в праздник горело и от него шел удушливый дым: это горел сероводород. Погибло много людей и много рыбы. Экономике Боспора, опиравшейся в основном на морское рыболовство, был нанесен сильнейший удар. Население Боспора сочло эту трагедию гневом богов, направленным лично против Евпатора и его планов по развязыванию новой войны с Римом. В одночасье ранее могущественный правитель теряет свой авторитет и оказывается в одиночестве. Он смог продержаться на троне еще год, но время его было уже сочтено. Чтобы не быть выданным отвернувшимся населением Риму, царь кончает жизнь самоубийством.
Если похожее землетрясение с перемешиванием глубинных и поверхностных вод случится в наше время, последствия будут намного тяжелее того, что принесла Чернобыльская авария. В акватории Черного моря роза ветров направлена с запада на восток. Поэтому облако ядовитого газа понесет в сторону России и Грузии. В античные времена области севернее Кавказа были заселены кочевниками, которые могли быстро откочевать со своими стадами к северу в незатронутые отравлением регионы. Сегодня эти области являются главной зоной выращивания пшеницы. Их отравление сероводородом будет сопровождаться неурожаем и голодом.
Накопление глобальных напряжений земной коры должно вести к увеличению частоты и размаха различных стихийных бедствий: наводнений, ураганов, лесных и степных пожаров и т. д. Это должно происходить по всей планете, а не только в районе глобальных тектонических разломов, хотя там это будет проявляться в большей степени. Статистика подтверждает этот вывод: за последние 50 лет частота всех стихийных бедствий возросла более чем в два раза. И это связано не с улучшением статистического учета, как иногда думают скептики.
Начиная с 2010 года стали происходить такие явления, которые ранее в человеческой истории не случались. Например, во многих местностях были отмечены странные пугающие звуки, получившие названия „стоны Земли“, „скрипы Земли“, „звуки Апокалипсиса“ и другие. Иной раз они достигают такой силы, что срабатывает сигнализация автомобилей. Очевидцы описывают звуки, будто металлом проводят по стеклу. Источник звука обычно не удается установить, но довольно часто люди заявляют, что скрипы и стоны идут из под земли. И уже не один раз было отмечено, что эти металлические звуки предшествуют землетрясению.
Второе явление, которое ранее не отмечалось, это образование правильных и очень глубоких воронок, куда иной раз проваливаются целые жилые дома, как это случилось недавно во Флориде. Ученые утверждают, что такие воронки образуются в местах размыва почвы подземными водами. Утверждение кажется мне правильным, но не полным. Почему такой размыв почвы подземными водами стал происходить совсем недавно, а раньше он не наблюдался? Если мы объединим два этих феномена – стоны Земли и образование воронок – то объяснение напрашивается само собой.
В настоящее время глобальные напряжения в земной коре достигли наконец такого критического уровня, что начинают рваться многие подземные пласты. В том числе рвутся пласты водоносные, по которым идет вода. И эти разрывы порождают те металлические звуки Апокалипсиса, которые так пугают население. А вырывающаяся из водоносных пластов вода размывает землю и создает воронки, куда проваливаются дома и бассейны.
Глава 3. Техника
Структуру физического вакуума можно представить как состоящую из нитей, которые в свою очередь составлены из отдельных квантов. А любую нить можно деформировать четырьмя различными способами: (1) продольная деформация – порождает гравитационное поле; (2) поперечная деформация – порождает электромагнитное поле; (3) крутильная деформация – порождает торсионное поле; (4) вибрационная деформация – возникает в результате колебаний отдельных квантов нити. Поэтому возможны четыре основных способа получения энергии из физвакуума по четырем способам его деформации. Все иные методы будут являться разновидностью одного из этих основных способов.
Следует ожидать, что гравитационный способ преобразования вакуумной энергии будет самым неэффективным. Это следует из сравнения гравитационных сил притяжения двух электронов к электрическим силам их взаимного отталкивания: первые на 44 порядка слабее вторых. Но гравитация имеет то преимущество, что она людям известна на практике, поэтому многие специалисты, стремящиеся найти новый нетрадиционный источник энергии, часто обращаются к гравитации. С нее и начнем.
3.1. Устройства на основе гравитационного поля
(гравитационная электростанция или ГРАЭС)
Используя подсказку природы в виде круговорота воды, можно легко спроектировать и построить установку для получения энергии из гравитационного поля, то есть реализовать вечный двигатель второго рода на гравитационной энергии. Самое интересное состоит в том, что определенные работы в этой области ведутся и даже выдаются патенты. Вот несколько патентов: патент Японии №211748 по классу F03G 7/00, F03G 7/04, F03B 13/00, „Способ подъема воды с генерированием механической энергии“; патент США №4475342 по классу F03G 7/04, „Способ и устройство для подъема воды и генерирования энергии с ее помощью“; патент ФРГ №2837771 по классу F03G 7/00, „Устройство для использования энергии гравитации и геотермальной энергии путем преобразования энергии падающего тела“.
Как видим, ни один из этих проектов не носит истинное название, лишь в немецком изобретении робко проскальзывает слово „гравитация“. Такая осторожность понятна. Если кто-нибудь из проектантов назовет свой проект вечным двигателем, патента он не увидит. Давайте рассмотрим, как работает один из этих проектов – немецкий.
На рис. 3.1.1 показана схема установки по данному изобретению. Имеется глубокая шахта, дно которой залито легкоиспаряющимся веществом, например фреоном. Известно, что температура земных пород с глубиной постепенно возрастает и на глубинах в сотни метров температура может на несколько десятков градусов превышать температуру земной поверхности. Под действием высокой температуры фреон испаряется и пар по шахте поднимается вверх. У поверхности Земли он конденсируется и струя жидкости падает вниз под действием земного тяготения. В процессе падения скорость жидкости увеличивается, а кинетическая энергия растет за счет поглощения энергии гравитационного поля (здесь я использую неправильный термин „кинетическая энергия“ только для упрощения изложения). При столкновении с гидротурбиной жидкость резко тормозится и отдает накопленную энергию. Затем она повторно испаряется и так до бесконечности.
В ходе такого искусственного круговорота вещества внутри технической установки происходят два процесса: передача гравитационной энергии падающей жидкости с последующим ее преобразованием в электричество на гидротурбине и перенос тепла из глубинных земных слоев к поверхности. Как видим, схема подобного ВД2 не сложна и постройка его не должна вызывать принципиальных трудностей. Однако, все подобные
Рис. 3.1.1. Схема установки для преобразования энергии гравитационного поля с
использованием геотермальной энергии согласно изобретению №2837771 ФРГ. Фреон испаряется под действием геотермального тепла, поднимается по шахте к поверхности, где он конденсируется и жидкость падает вниз на гидротурбину, отдавая ей полученную в
ходе падения гравитационную энергию.
проекты до сих пор остаются на бумаге и не реализуются. Почему? Как ни странно, причина такого невнимания состоит в том, что подобный ВД2 экономически не выгоден.
При падении жидкости вниз количество полученной за единицу времени гравитационной энергии в случае пренебрежимо малого сопротивления находящегося в шахте воздуха определяется произведением расхода жидкости на ускорение свободного падения и высоту падения
(3.1.1)
А количество тепла, переносимого за единицу времени поднимающимся снизу вверх паром, рассчитывается как произведение расхода жидкости на удельную теплоту испарения
(3.1.2)
Приравнивая эти выражения друг другу, можно узнать, при какой высоте h0 количество приобретенной от гравполя энергии равно количеству переносимого тепла
(3.1.3)
Очевидно, что чем меньше высота, тем легче построить установку. Поэтому в качестве рабочего тела следует выбирать жидкости с минимальной теплотой фазового перехода. Такими веществами на сегодняшний день являются фреоны. Для них теплота испарения лежит на уровне 200 000 дж/кг. И в этом случае высота h0 будет составлять порядка 20 км.
Построить шахту глубиной 20 км и вдобавок разместить на ее дне гидротурбиное оборудование практически невозможно. Если же мы ограничимся более реальной цифрой в 200 метров, то величина полученной от гравитационного поля энергии будет раз в 100 меньше переданного снизу геотермального тепла. Ясно, что в таком случае мы получим гораздо больше выгоды, преобразуя в электричество не гравитационную энергию, а это переносимое тепло. Иначе говоря, получаем обычную геотермальную электростанцию. Так экономика ставит крест на идее вечного двигателя.
Подобный недостаток характерен для большинства известных мне проектов ВД2 на энергии гравитационного поля. Этот недостаток обусловлен тем фактом, что все эти проекты являются в отношении тепловой энергии открытыми схемами, т. е. такими конструкциями, через которые тепло без задержек проходит в ту или иную сторону. До тех пор, пока тепло свободно проходит через установку, преобразование тепла в полезную работу будет всегда выгоднее использования гравитационной энергии. Кроме того, истощение тепла в породах, окружающих нижнюю часть шахты, приведет к снижению выработки электроэнергии. Устранить оба недостатка можно, если сделать конструкцию закрытой для тепла. То есть надо заставить тепло постоянно циркулировать по контуру, не выходя за пределы станции. В этом случае можно загнать в контур такое количество тепла, чтобы выработка электричества за счет преобразования гравитационной энергии стала бы экономически выгодной.
Разработанный автором проект подобного ВД2 закрытого типа с использованием гравитационной энергии – так называемая гравитационная электростанция или ГРАЭС – показан на рис. 3.1.2. Станция состоит из подъемного канала 1, верхнего отсека 2, в котором находятся капиллярная структура 3 и теплообменники 4 с нанесенным на их боковые стенки тонким слоем такой же капиллярной структуры а также компрессор 5, опускной канал 6 и нижний отсек 7 с расположенной в нем гидротурбиной 8. Подъем рабочей жидкости из
Рис.3.1.2. Принципиальная схема гравитационной электростанции с использованием эффекта капилляров: 1 – подъемный канал; 2 – верхний отсек; 3 – капиллярная прослойка; 4 – теплообменники; 5 – компрессор; 6 – опускной канал; 7 – нижний отсек; 8 – гидротурбина
нижнего отсека 7 в верхний отсек 2 происходит за счет сил капиллярного всасывания, создаваемых структурой 3 и слоями этой структуры на боковых стенках теплообменников 4. Однако, эти же силы будут препятствовать жидкости покидать капиллярную прослойку. Чтобы все же обеспечить выход рабочего тела наружу, нужно жидкость испарить. Процесс испарения происходит на боковых стенках теплообменников 4. Полученный пар сжимается компрессором 5 и поступает внутрь теплообменников. Вследствие того, что испаряющийся из капиллярной структуры пар находится в состоянии насыщения, при его сжатии температура пара повышается и становится выше температуры той жидкости, которая еще находится внутри капиллярной прослойки. Поэтому возникает температурный напор между паром внутри теплообменника и жидкостью на его внешней поверхности: пар внутри теплообменников конденсируется, и выделяющееся при конденсации тепло проходит через стенку и испаряет новые порции жидкости. Полученный конденсат падает по опускному каналу 6, поглощает при падении энергию гравитационного поля Земли и отдает ее потом гидротурбине 8, которая вращает электрогенератор. Часть вырабатываемой генератором энергии питает компрессор, другая часть поступает в электрическую сеть.
Известно, чсто теплота фазового перехода с увеличением давления снижается, поэтому может показаться, что при конденсации пара внутри теплообменников выделится меньше тепла, чем требуется на испарение такого же расхода жидкости из капиллярной структуры. Реальная ситуация будет прямо противоположной. Пар при его сжатии компрессором нагревается настолько, что его температура растет быстрее температуры насыщения, поэтому в теплообменники пар поступает уже перегретым. Суммарная теплота конденсации и перегрева будет больше теплоты испарения по той причине, что компрессор вносит в пар избыточную энергию и выполняет роль нагревателя, компенсирующего утечки тепла из верхнего отсека в окружающую среду. Поэтому возникнет проблема отвода избыточного тепла, для чего придется устанавливать в отсеке специальные теплоотводящие агрегаты.
Работа ГРАЭС частично напоминает те процессы, которые наблюдаются в растениях. Вода под действием капиллярных сил поднимается по стволу дерева вверх к листьям, из которых она под влиянием внешнего тепла испаряется. Полученный пар поднимается еще выше в верхние слои атмосферы и там он конденсируется. Однако имеются и некоторые отличия настоящей схемы от природы и установок открытого цикла.
В природных условиях и открытых конструкциях процессы испарения и конденсации разнесены в пространстве и происходят в разных точках с разной температурой. Наличие природного температурного напора в открытых схемах и природе приводит к тому, что компрессор оказывается не нужным и тогда эффективность преобразования гравитационной энергии равна 100%: если при падении рабочей жидкости поглощается, допустим, 100 джоулей гравитационной энергии, эти же 100 джоулей будут воспроизводиться в виде электричества и все они будут отдаваться потребителю (конечно, при условии, что кпд самой гидротурбины также равна 100%).
В установках закрытой схемы процессы испарения и конденсации происходят практически в одной точке (по разные стороны теплообменной поверхности), поэтому природного температурного напора не существует и его нужно создавать искусственно, для чего служит компрессор. Энергию для работы компрессора дает гидротурбина с электро-генератором. Так как энергия гидротурбины и энергозатраты компрессора зависят от разных параметров, можно подобрать такие условия, чтобы первая величина была больше второй. Но как бы мы ни уменьшали энергозатраты компрессора на собственные нужды, они всегда имеются, поэтому кпд установки закрытого цикла в принципе не может составлять 100%: из каждых 100 джоулей поглощенной гравитационной энергии до потребителя дойдет только некоторая часть в форме электричества, а другая часть пойдет на собственные нужды станции и будет окончательно преобразована в тепло внутри контура. Несмотря на более низкий кпд, установки закрытого цикла оказываются намного выгоднее, потому что они не зависят от внешних условий. Поэтому можно создать самые оптимальные условия, которые в природе не встречаются, и тем самым поднять выработку полезной электроэнергии.
Расчеты показали, что самым лучшим рабочим телом для ГРАЭС являются жидкие металлы, а из них наилучшие характеристики показывают металлы щелочной группы и их эвтектики. Это обусловлено тем, что перепад температур между конденсируемым паром и испаряемой жидкостью обычно не велик (несколько десятых долей градуса), поэтому для создания больших тепловых потоков через стенку теплообменника и больших расходов рабочего тела нужно использовать вещества с высоким коэффициентом теплоотдачи при испарении и конденсации. Этому условию удовлетворяют только жидкие металлы. Например использование воды в качестве рабочего тела ГРАЭС ведет к уменьшению выработки электроэнергии а несколько тысяч раз по сравнению с жидкими металлами. Поэтому вода оказывается экономически неприемлемой, хотя технически возможной. Использование аммиака еще сильнее снижает выработку электроэнергии.
Ртуть в качестве рабочего тела ГРАЭС характеризуется несколькими недостатками. Во-первых, пары ртути чрезвычайно ядовиты и при случайной разгерметизации контура вытекшая ртуть может сильно загрязнить окружающую местность, сделав ее непригодной для проживания. Во-вторых, при температурах испарения коррозионная активность ртути настолько высока, что она растворяет в себе многие конструкционные металлы. С этой проблемой однажды столкнулись американцы, когда изготовили ядерный реактор с ртутным теплоносителем в проекте своих звездных войн: ртуть за две недели „съела“ всю внутреннюю начинку реактора. И в-третьих, использование ртути ведет к уменьшению выработки электроэнергии в несколько раз по сравнению с щелочными металлами.
Что касается фреона, то у этого соединения имеется очень большое достоинство для использования в ГРАЭС: малая теплота фазового перехода. Чем меньше теплота испарения и конденсации, тем больше расход рабочего тела для передачи того же самого тепла через стенку теплообменника. И тем больше выработка электроэнергии. Однако, фреон имеет два крупных недостатка, препятствуюшие его использованию в качестве рабочего тела ГРАЭС на современном этапе.
Во-первых, фреон имеет низкую теплопроводность жидкой фазы. Для стороны испарения это не очень существенно, т. к. испарение происходит из капиллярной структуры, и высокая теплопроводность материала структуры в заметной степени нивелирует низкую теплопроводность используемой жидкости. Но для стороны конденсации это играет очень важную роль: тепловое сопротивление пленки конденсата оказывается настолько высоким, что тепловой поток через стенку теплообменника и расход жидкости падают в сотни раз. Этот недостаток фреона можно обойти, если использовать капельную конденсацию вместо пленочной. Тогда жидкий фреон уже не может смачивать поверхность конденсации, а будет стягиваться на ней в отдельные крупные капли, оставляя поверхность свободной. В этом случае теплоотдача растет в миллионы раз. Но чтобы организовать капельную конденсацию, необходимо покрыть поверхность теплоотдачи специальной фреоноотталкивающей пленкой (подобно водоотталкивающей краске, которой покрывают металл для устранения водной коррозии). Однако, таких вещество сегодня нет, их еще предстоит создать.
Во-вторых, температура насыщения рабочей жидкости при давлении в одну атмосферу должна быть не меньше 60-70С. Если она будет меньше, возникнут проблемы с отводом тепла из верхнего отсека в летние месяцы. А увеличить давление рабочего тела и тем самым поднять температуру насыщения невозможно, т. к. это может привести к разрыву отсека. Таких фреонов с температурой насыщения не менее 60-700С при атмосферном давлении пока нет, их тоже предстоит еще создать. В принципе, создание новой разновидности фреона с заданными свойствами не должно быть сложной проблемой, ибо известен главный принцип достижения нужного результата: следует увеличивать молекулярную массу фреона, вводя в состав молекулы новые атомы углерода, водорода и кислорода, и это приведет к росту температуры насыщения. Одновременно будут расти плотности жидкой и паровой фаз, что также не маловажно. Увеличение плотности жидкости увеличивает гидростатическое давление в опускном канале и выработку электроэнергии. А увеличение плотности пара снижает энергозатраты компрессора при одинаковом расходе рабочего тела по контуру.
Окончательно в качестве рабочего тела ГРАЭС была выбрана эвтектика Na+K с температурой плавления 2620К (-110С) и температурой испарения 10570К (7840С).
Теплообменники следует выполнять пластинчатыми прямоугольной формы, тогда они занимают пространство отсека наиболее компактно. Толщина одного теплообменника обычно измеряется значениями в несколько сантиметров, в то время как ширина их может составлять более метра, а высота – несколько метров. Несколько сотен таких теплообменников, установленных один за другим подобно страницам в книге, составляют теплообменный блок: высота и ширина блока соответствуют высоте и ширине отдельного теплообменника, а длина блока равна произведению толщины теплообменника на их количество и может достигать 10-15 метров. Блоки монтируются в верхнем отсеке один за другим, образуя так называемую нитку: длина нитки равна длине отсека. Соседние нитки отделяются друг от друга проходами, в которых установлены компрессоры. Проходы служат также для выполнения плановых осмотров и мелких ремонтов (естественно, ремонты выполняются после остановки станции, когда жидкость слита из контура и температура в верхнем отсеке опустилась до приемлемого уровня).
Капиллярная структура на теплообменниках выполняется двухслойной: внутренний слой имеет крупные поры с большим радиусом кривизны, наружный очень тонкий слой делают с мелкими порами. Такая схема позволяет решить одновременно две конкурирующие проблемы. С одной стороны, с целью максимального повышения мощности станции и удешевления вырабатываемой энергии нужно поднять рабочее тело как можно выше, для чего необходимо использовать капиллярную структуру с очень мелкими порами: чем меньше радиус пор, тем больше высота подъема. С другой стороны, уменьшение радиуса пор ведет к увеличению гидравлического сопротивления, что в свою очередь ведет к уменьшению скорости подъема жидкости. Если использовать двухслойную систему, тогда гидравлическое сопротивление потоку жидкости оказывается низким, т. к. жидкость поднимается по внутреннему слою с крупными порами. Когда она затем проникает внутрь наружного мелкопористого покрытия, общее гидравлическое сопротивление от этого увеличивается не сильно, т. к. толщина наружного слоя очень невелика, всего десятые доли миллиметра. Зато значительная кривизна мениска жидкости в мелких порах ведет к созданию высоких капиллярных сил.







