Теоретический анализ ГДВС как новый принцип работы теплосиловой машины

Автор: Пак Александр

Дата: 2010-03-01

В 1824 г. Французский инженер С. Карно опубликовал работу «Теоретический термодинамический круговой процесс», ставшую, впоследствии, основой теории тепловых двигателей. В этой работе теоретический круговой процесс состоит из двух изотермических и двух адиабатических процессов.

Степень совершенства любого двигателя определяется тем, на сколько его реальный цикл соответствует теоретическому. Теоретический цикл Карно доказывает, что необратимость процессов цикла может быть уменьшена почти до нуля, если в изотермическом процессе между точками 1-2 диаграммы температура рабочего тела ниже температуры горячего источника на бесконечно малую величину, а в изотермическом процессе между точками 3-4 температура рабочего тела выше температуры холодного источника на бесконечно малую величину dT (см. рис. 1).

Если выполнено это условие, и если в процессе адиабатического расширения рабочего тела между точками 2-3 и его адиабатического сжатия в процессе между точками 4-1 производится без трения, то рассматриваемый цикл становится обратимым (пример идеальной тепловой машины). В этом плане рассматриваемый ГДВС, как новый принцип работы теплосиловой машины, полностью отвечает всем требованиям теоретического цикла.

В основе конструкции ГДВС лежит принцип сообщающихся сосудов с водой, и это свойство используется как гидропривод. Вода также нужна для осуществления термодинамического цикла. Вода в этом смысле самое дешёвое и самое доступное рабочее тело, которое имеет свойство менять своё агрегатное состояние в течение цикла. Таким образом, если для осуществления термодинамического цикла в качестве топлива применить чистые водород и кислород по принципу ДВС, сгорающего в рабочей полости, то в результате получаем водяной пар, который легко конденсируется и получаем туже воду. При таком сочетании обстоятельств появляется удивительная возможность исключить выхлоп, и осуществить цикл в закрытой системе,что и подразумевает теоретический цикл. Применение водорода и кислорода в плане подвода тепла в реально работающем двигателе полностью соответствует теоретической изотерме и обеспечивает dT. В свою очередь изобарный процесс отвода тепла (конденсация) не противоречит теоретической изотерме, так как внутри двухфазной области состояния чистого вещества, изобары совпадают с изотермами. Проблема достижения dT в изотермическом процессе между точками 3-4 решается обязательным условием конструкции ГДВС не менее двух двигателей на одном рабочем валу (ассиметричный тандем). Ассиметричное включение второго двигателя по схеме наложения циклов (см. рис. 2), совмещает точки 2-3 адиабатического процесса расширения первого двигателя с точками 1-2

изотермическогопроцесса расширения второго двигателя. Совмещение по данной схеме адиабат и изотерм первого и второго двигателей по всему кругу цикла способствует свободному протеканию адиабатического процесса и обеспечивает dT в изотермическом процессе сжатия между точками цикла 3-4. При таком раскладе цикл ГДВС максимально соответствует теоретическому циклу.

Остается решить последние две важнейшие задачи. Первая задача, которую необходимо решить, это высокая скорость распространения фронта пламени, возникающего при взаимодействии чистого водорода и чистого кислорода, вторая задача это высокая себестоимость водорода и кислорода, которые получают из воды. Эти обе задачи решает конструкция ГДВС, которая позволила организовать внутри самой конструкции искусственный источник неисчерпаемой энергии. Чистый кислород, постоянно присутствующий в камере сгорания, вступает в реакцию с топливом стехиометрического состава, подаваемого в камеру сгорания, смещает равновесие химического константу по закону действующих масс, прореагировав, полностью восстанавливается к следующему циклу.

Итак, из выше изложенного, видно, что реальный термодинамический цикл ГДВС максимально близок к теоретическому обратимому процессу. ГДВС может претендовать на звание идеальной конструкции теплосиловой машины потому, что позволил реализовать все требования теоретического цикла. Организованный искусственный источник неисчерпаемой энергии, является логическим следствием самой конструкции, а эстетическую логику конструкции завершает тандем.

Вопрос о признании ГДВС, как вариант вечного двигателя второго рода авторы оставляют мировому научному сообществу, так как в теории ничего не сказано об искусственных источниках неисчерпаемой энергии.