Гидротаран Марухина_Введение

8
International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005 Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹9(29) 2005 39 © 2005 Scientific Technical Centre «TATA» © 2005 Íàó÷íî-òåõíè÷åñêèé öåíòð «TATA» TIDE ENERGY AND SEA TIDE ENERGY ÏÐÈËÈÂÍÀß ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ È ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ ÌÎÐÑÊÈÕ ÒÅ×ÅÍÈÉ ÍÎÂÎÅ ÂÎÄÎÏÎÄÚÅÌÍÎÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎ, ÊÀÊ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÝÊÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈ ×ÈÑÒÎÉ ÝÍÅÐÃÈÈ Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ Àêöèîíåðíàÿ êîìïàíèÿ «Inversiones Mosten, S.A.L» Hotel ”MENGY”, Íàâåðà 38, Ñàíòà-Êðóç, Òåíåðèôå, 38620, Èñïàíèÿ Òåë.: +3464684730; e-mail: [email protected] Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, çàâåäóþùèé íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì ñåêòîðîì, íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðèåé, çàìåñòèòåëü Ãåíåðàëüíîãî êîíñòðóêòîðà â íåñêîëüêèõ âåäóùèõ ÍÈÈ îáî- ðîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1967–1981 ãã.). Çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé ôèçèêè ìèêðî- è ìàêðîñâîéñòâ âåùåñòâ â îäíîì èç ÍÈÈ ïðèáîðîñòðîåíèÿ ÑÑÑÐ, Ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð, Ïðåçèäåíò íåñêîëüêèõ ðîññèéñêèõ êîîïåðà- òèâîâ, ÀÎ è ÎÎÎ ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþ ðàçëè÷íûõ âûñîêîòåõíîëîãè÷- íûõ «íîó-õàó» (1981–1993 ãã.). Ñ 1993 ã. âèöå-ïðåçèäåíò èñïàíñêîãî õîë- äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Ñ 2001 ã., ïàðàëëåëüíî ñ ðàáîòîé â «Inversiones Mosten, S.A.L.», ïðåçèäåíò è âëàäåëåö èñïàíñêîé êîìïàíèè «Inversiones Aquamash, S.L.». Îáðàçîâàíèå: ÌÀÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Äâèãàòåëè ëåòàòåëüíûõ àïïàðàòîâ». Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîãàçî- äèíàìèêà, àýðîäèíàìèêà, ýëåêòðîíèêà. Ïóáëèêàöèè: 68 íàó÷íûõ ðàáîò, 26 èçîáðåòåíèé. Ìàðóõèí Âÿ÷åñëàâ Âàëåíòèíîâè÷ Èâàíîâ Âàëåíòèí Èâàíîâè÷ Êóòüåíêîâ Âàëåíòèí Àëåêñàíäðîâè÷ Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, âåäóùèé èíæåíåð, çàìåñòèòåëü çàâåäóþùåãî íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðè- åé îäíîãî èç âåäóùèõ ÍÈÈ àâèàöèîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1973– 1990 ãã.). Äèðåêòîð ðîññèéñêîé íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííîé êîìïàíèè ïî ðàç- ðàáîòêå è èçãîòîâëåíèþ àâèàöèîííîãî è ìîðñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íîâîãî ïîêîëåíèÿ (1990–1994 ãã.). Òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð ïðåäñòàâèòåëüñòâà â Ìîñ- êâå ôðàíöóçñêîé êîìïàíèè «Personal Industry SL» (ðàçðàáîòêà è ñîçäàíèå ýíåðãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ) (1994–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. ñòàðøèé ìåíåä- æåð, ðóêîâîäèòåëü ïðîåêòîâ ïî àëüòåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêå èñïàíñêîãî õîë- äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Îáðàçîâàíèå: ÌÈÔÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ìàòåðèàëû è èçäåëèÿ äëÿ ýíåð- ãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ». Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, òóðáîàãðåãà- òû, ýíåðãåòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå. Ïóáëèêàöèè: 23 íàó÷íûõ ðàáîò, 15 èçîáðåòåíèé. Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, ñòàðøèé íà- ó÷íûé ñîòðóäíèê, çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþ ýíåðãåòè÷åñêèõ îáúåêòîâ îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1975–1986 ãã.). Çàìåñòèòåëü äèðåêòîðà ïî íàóêå îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1986– 1989 ãã.). Èñïîëíèòåëüíûé äèðåêòîð, òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ïðåçèäåíò ðîñ- ñèéñêîãî ÎÎÎ, ÇÀÎ ïî ðàçðàáîòêå, ïðîåêòèðîâàíèþ è ðåìîíòó ýíåðãåòè÷åñ- êîãî îáîðóäîâàíèÿ (1989–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ãåíå- ðàëüíûé äèðåêòîð ïî íîâûì òåõíîëîãèÿì èñïàíñêîãî õîëäèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Îáðàçîâàíèå: ÌÝÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ãèäðàâëè÷åñêèå ìàøèíû è ñðåä- ñòâà àâòîìàòèêè». Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîýëåêò- ðîñòàíöèè, ãèäðàâëè÷åñêèå íàñîñû, ãèäðîäèíàìèêà, ýëåêòðè÷åñêèå è òåï- ëîâûå ìàøèíû. Ïóáëèêàöèè: 39 íàó÷íûõ ðàáîò, 12 èçîáðåòåíèé. Ä È Ñ Ê Ó Ñ Ñ È ß

Upload: vo-hong-quy

Post on 20-Aug-2015

17 views

Category:

Education


0 download

TRANSCRIPT

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 39

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

TIDE ENERGY AND SEA TIDE ENERGY

ÏÐÈËÈÂÍÀß ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ È ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀÌÎÐÑÊÈÕ ÒÅ×ÅÍÈÉ

ÍÎÂÎÅ ÂÎÄÎÏÎÄÚÅÌÍÎÅ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂÎ,ÊÀÊ ÈÑÒÎ×ÍÈÊ ÝÊÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈ ×ÈÑÒÎÉ ÝÍÅÐÃÈÈ

Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. Èâàíîâ

Àêöèîíåðíàÿ êîìïàíèÿ «Inversiones Mosten, S.A.L»Hotel ”MENGY”, Íàâåðà 38, Ñàíòà-Êðóç, Òåíåðèôå, 38620, Èñïàíèÿ

Òåë.: +3464684730; e-mail: [email protected]

Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, çàâåäóþùèéíàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêèì ñåêòîðîì, íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðèåé,çàìåñòèòåëü Ãåíåðàëüíîãî êîíñòðóêòîðà â íåñêîëüêèõ âåäóùèõ ÍÈÈ îáî-ðîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1967–1981 ãã.). Çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåéôèçèêè ìèêðî- è ìàêðîñâîéñòâ âåùåñòâ â îäíîì èç ÍÈÈ ïðèáîðîñòðîåíèÿÑÑÑÐ, Ãåíåðàëüíûé äèðåêòîð, Ïðåçèäåíò íåñêîëüêèõ ðîññèéñêèõ êîîïåðà-òèâîâ, ÀÎ è ÎÎÎ ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþ ðàçëè÷íûõ âûñîêîòåõíîëîãè÷-íûõ «íîó-õàó» (1981–1993 ãã.). Ñ 1993 ã. âèöå-ïðåçèäåíò èñïàíñêîãî õîë-äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.». Ñ 2001 ã., ïàðàëëåëüíî ñ ðàáîòîé â«Inversiones Mosten, S.A.L.», ïðåçèäåíò è âëàäåëåö èñïàíñêîé êîìïàíèè«Inversiones Aquamash, S.L.».

Îáðàçîâàíèå: ÌÀÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Äâèãàòåëè ëåòàòåëüíûõ àïïàðàòîâ».Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîãàçî-

äèíàìèêà, àýðîäèíàìèêà, ýëåêòðîíèêà.Ïóáëèêàöèè: 68 íàó÷íûõ ðàáîò, 26 èçîáðåòåíèé.

ÌàðóõèíÂÿ÷åñëàâ Âàëåíòèíîâè÷

ÈâàíîâÂàëåíòèí Èâàíîâè÷

ÊóòüåíêîâÂàëåíòèí Àëåêñàíäðîâè÷

Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, âåäóùèéèíæåíåð, çàìåñòèòåëü çàâåäóþùåãî íàó÷íî-èññëåäîâàòåëüñêîé ëàáîðàòîðè-åé îäíîãî èç âåäóùèõ ÍÈÈ àâèàöèîííîé ïðîìûøëåííîñòè ÑÑÑÐ (1973–1990 ãã.). Äèðåêòîð ðîññèéñêîé íàó÷íî-ïðîèçâîäñòâåííîé êîìïàíèè ïî ðàç-ðàáîòêå è èçãîòîâëåíèþ àâèàöèîííîãî è ìîðñêîãî îáîðóäîâàíèÿ íîâîãîïîêîëåíèÿ (1990–1994 ãã.). Òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð ïðåäñòàâèòåëüñòâà â Ìîñ-êâå ôðàíöóçñêîé êîìïàíèè «Personal Industry SL» (ðàçðàáîòêà è ñîçäàíèåýíåðãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ) (1994–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. ñòàðøèé ìåíåä-æåð, ðóêîâîäèòåëü ïðîåêòîâ ïî àëüòåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêå èñïàíñêîãî õîë-äèíãà «Inversiones Mosten, S.A.L.».

Îáðàçîâàíèå: ÌÈÔÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ìàòåðèàëû è èçäåëèÿ äëÿ ýíåð-ãåòè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ».

Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, òóðáîàãðåãà-òû, ýíåðãåòè÷åñêîå îáîðóäîâàíèå.

Ïóáëèêàöèè: 23 íàó÷íûõ ðàáîò, 15 èçîáðåòåíèé.

Ñâåäåíèÿ îá àâòîðå: äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê. Èíæåíåð, ñòàðøèé íà-ó÷íûé ñîòðóäíèê, çàâåäóþùèé ëàáîðàòîðèåé ïî ðàçðàáîòêå è âíåäðåíèþýíåðãåòè÷åñêèõ îáúåêòîâ îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1975–1986 ãã.).Çàìåñòèòåëü äèðåêòîðà ïî íàóêå îäíîãî èç ÍÈÈ «Ìèíýíåðãî» ÑÑÑÐ (1986–1989 ãã.). Èñïîëíèòåëüíûé äèðåêòîð, òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ïðåçèäåíò ðîñ-ñèéñêîãî ÎÎÎ, ÇÀÎ ïî ðàçðàáîòêå, ïðîåêòèðîâàíèþ è ðåìîíòó ýíåðãåòè÷åñ-êîãî îáîðóäîâàíèÿ (1989–1999 ãã.). Ñ 1999 ã. òåõíè÷åñêèé äèðåêòîð, ãåíå-ðàëüíûé äèðåêòîð ïî íîâûì òåõíîëîãèÿì èñïàíñêîãî õîëäèíãà «InversionesMosten, S.A.L.».

Îáðàçîâàíèå: ÌÝÈ — ñïåöèàëüíîñòü «Ãèäðàâëè÷åñêèå ìàøèíû è ñðåä-ñòâà àâòîìàòèêè».

Îáëàñòü íàó÷íûõ èíòåðåñîâ: àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà, ãèäðîýëåêò-ðîñòàíöèè, ãèäðàâëè÷åñêèå íàñîñû, ãèäðîäèíàìèêà, ýëåêòðè÷åñêèå è òåï-ëîâûå ìàøèíû.

Ïóáëèêàöèè: 39 íàó÷íûõ ðàáîò, 12 èçîáðåòåíèé.

Ä È Ñ Ê Ó Ñ Ñ È ß

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200540

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

The new source of inexhaustible environmentally-pure and powerful energy. This new converter ofnatural gravitational energy makes it possible, at negligible cost, to generate any commercial quantityof ecological clean electricity without dependence on a weather and climate continuously many years.The converter is capable of replacing heat & power and nuclear power station. This device has beensuccessfully tested and it is ready to introduction in industry.

 1775 ã. â îäíîì èç àíãëèéñêèõ æóðíàëîâ,ïîÿâèëàñü ñòàòüÿ J. Whitehurst ñ îïèñàíèåì ïðè-áîðà, èçîáðåòåííîãî è èçãîòîâëåííîãî èì â1772 ã. Ïðèáîð ïîçâîëÿë îñóùåñòâëÿòü ïîäúåìâîäû íà çíà÷èòåëüíóþ âûñîòó áåç èñïîëüçîâà-íèÿ ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè âîäû è òàê íàçûâà-åìîãî ÿâëåíèÿ «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà». Íî îííå ìîã òîãäà ðàáîòàòü ïîëíîñòüþ àâòîìàòè÷åñ-êè. Äàííûé íåäîñòàòîê áûë óñòðàíåí â 1776 ã.èçîáðåòàòåëåì âîçäóøíîãî øàðà ôðàíöóçîìJ. Montgolfier.  1797 ã. îí ïîëó÷èë ïàòåíò íàóñòðîéñòâî.  òîì æå 1797 ã. ïàòåíò íà òàêîåæå óñòðîéñòâî ïîëó÷èë â Àíãëèè M. Bulton. Â1809 ã. àíàëîãè÷íûé ïàòåíò ïîëó÷èëè â Àìåðè-êå J. Cerneay è S. Hallet. À óæå â 1834 ã. àìåðè-êàíåö H. Strawbridge çàïóñòèë ïðîìûøëåííûéâàðèàíò ïîäîáíîãî ïðèáîðà â ìàññîâîå ïðîèç-âîäñòâî. Îäíàêî ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî èìåííî èçîáðå-òåíèå, ñäåëàííîå J. Montgolfier, è ÿâëÿåòñÿ óñò-ðîéñòâîì, êîòîðîå çàòåì ïîëó÷èëî íàçâàíèå«ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí».

Êàê ïðàâèëî, «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí»(ðèñ. 1) ñîñòîèò èç ïèòàòåëüíîãî áàêà ñ âîäîé 1,íàãíåòàòåëüíîé òðóáû 2, óäàðíîãî êëàïàíà 3,íàãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà 4, âîçäóøíîãî êîëïà-êà 5 è îòâîäÿùåé òðóáû 6.

Ðèñ. 1. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà

1

24 3

5

6Âîäà

h

H

qH

qk

òàòåëüíîé òðóáû îò óäàðíîãî êëàïàíà 3 äî íà-ãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà 4 äàâëåíèå âîäû ïî÷òèìãíîâåííî ïîäíèìàåòñÿ äî âåëè÷èíû, ñîîòâåò-ñòâóþùåé íàïîðó îáúåìà âîäû íà âûñîòå H, âðåçóëüòàòå ÷åãî îòêðûâàåòñÿ íàãíåòàòåëüíûéêëàïàí. Îäíàêî íà ïîâûøåíèå äàâëåíèÿ âîäàçàòðà÷èâàåò òîëüêî ÷àñòü ñâîåé ñêîðîñòè. À ñîñòàâøåéñÿ ñêîðîñòüþ îíà ïîñòóïàåò â âîçäóø-íûé êîëïàê 5. Âîçíèêøàÿ îò êëàïàíà 3 âîëíà«ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» ïî òðóáå 2 äîñòèãàåòáàêà 1 è, îòðàæàÿñü òàì îò íåâîçìóùåííîé âîäû,íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ îïÿòü ê óäàðíîìó è íàãíå-òàòåëüíîìó êëàïàíàì, òåðÿÿ ïðè ýòîì ñêîðîñòü.Òàêèõ îòðàæåíèé âîëíû ïðîèñõîäèò íåñêîëüêî.Çà âðåìÿ îòðàæåíèé âîëíû îñòàâøèéñÿ îáúåìâîçäóõà â âîçäóøíîì êîëïàêå ñæèìàåòñÿ òàêæåäî äàâëåíèÿ, ñîîòâåòñòâóþùåãî íàïîðó îáúåìàâîäû íà âûñîòå H.  ñâîþ î÷åðåäü âîäà èç êîë-ïàêà ïîä òåì æå äàâëåíèåì ïî îòâîäÿùåé òðóáå6 ïîñòóïàåò íà âûñîòó H ê ïîòðåáèòåëþ. Áëàãî-äàðÿ òàêèì îòðàæåíèÿì íà÷àëüíàÿ ñêîðîñòü âîäûâ ïèòàòåëüíîé òðóáå 2 ÷åðåç íåêîòîðîå âðåìÿïîëíîñòüþ çàòðà÷èâàåòñÿ íà ïîääåðæàíèå â òðó-áå ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ. Ïîñëå ÷åãî äàâëåíèåâîäû ïîä êëàïàíàìè ïàäàåò ÷óòü íèæå àòìîñ-ôåðíîãî.  ðåçóëüòàòå ïîâûøåííîå äàâëåíèå ââîçäóøíîì êîëïàêå çàêðûâàåò íàãíåòàòåëüíûéêëàïàí, à íèçêîå äàâëåíèå ïîä óäàðíûì êëàïà-íîì è ìåõàíèçì îòêðûòèÿ (íàïðèìåð, ñæàòàÿïðóæèíà) ïîçâîëÿåò óäàðíîìó êëàïàíó îòêðûòü-ñÿ. Òàê âñÿ ñõåìà àâòîìàòè÷åñêè ïðèõîäèò âèñõîäíîå ñîñòîÿíèå. È ïðîöåññ ïîâòîðÿåòñÿ. Âèòîãå, ïðè îïðåäåëåííîé êóëüòóðå èçãîòîâëåíèÿäåòàëåé, âîäà ìîæåò ïîäíèìàòüñÿ íà ðàñ÷åòíóþâûñîòó H àâòîìàòè÷åñêè íåïðåðûâíî ìíîãî ëåò.Äâèæóùèåñÿ ÷àñòè òàðàíà — äâà êëàïàíà, ïðî-åêòèðóþòñÿ òàê, ÷òî ïîâûøåíèå äàâëåíèÿ â ïè-òàòåëüíîé òðóáå çàêðûâàåò óäàðíûé è îòêðûâà-åò íàïîðíûé êëàïàí, à ïîíèæåíèå äàâëåíèÿ äåé-ñòâóåò â îáðàòíîì ïîðÿäêå. Ïðè ýòîì âåñü ñìûñëðàáîòû óñòðîéñòâà â òîì, ÷òî îíî ïîäíèìàåòîáúåì âîäû qH íà âûñîòó H, èñïîëüçóÿ ýíåðãèþîáúåìà âîäû qh.

«Ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» êàê âîäîïîäúåìíîåóñòðîéñòâî îáëàäàåò è î÷åíü ñóùåñòâåííûì íå-äîñòàòêîì. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ ïîâûøåíèÿ äàâëå-íèÿ âîäû òðåáóåòñÿ ñëèâ îïðåäåëåííîãî êîëè÷å-ñòâà âîäû qk = q – qH. Ïðè ýòîì âîäà, âûëèâàþ-ùàÿñÿ ÷åðåç óäàðíûé êëàïàí íàðóæó, äîëæíàîáÿçàòåëüíî ìãíîâåííî îñâîáîæäàòü ìåñòî äëÿòàêîé æå íîâîé ïîðöèè âîäû, êîòîðàÿ áóäåòèñòåêàòü â ïîñëåäóþùåì öèêëå. Åñëè âîäà íàâûõîäå ñëèâíîãî îòâåðñòèÿ êàêèì-ëèáî îáðàçîìáóäåò íàêàïëèâàòüñÿ, òî áóäåò ñîçäàâàòüñÿ íå-

Åãî ðàáîòà ïðîèñõîäèò ñëåäóþùèì îáðàçîì:âîäà èç ïèòàòåëüíîãî áàêà 1 ïîñòóïàåò ïî íà-ãíåòàòåëüíîé òðóáå 2 ê îòêðûòîìó óäàðíîìóêëàïàíó 3 è ïîä íàïîðîì îáúåìà âîäû íà âûñî-òå h âûòåêàåò íàðóæó ñ âîçðàñòàþùåé ñêîðîñ-òüþ. Ïðè íåêîòîðîé ñêîðîñòè âîäû äàâëåíèå íàóäàðíûé êëàïàí ïðåâûøàåò ñèëó, óäåðæèâàþ-ùóþ êëàïàí â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè (íàïðèìåð,ñèëó ïðóæèíû), çàêðûâàåò åãî è ïðåãðàæäàåòâûõîä âîäå íàðóæó. Ïðîèñõîäèò ðåçêàÿ îñòà-íîâêà äâèæóùåéñÿ âîäû è, òàê íàçûâàåìûé,«ãèäðàâëè÷åñêèé óäàð».  ïðîñòðàíñòâå íàãíå-

Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé

Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 25.10.2005. The article has entered in publishing office 25.10.2005.

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 41

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

ïðåîäîëèìîå ñîïðîòèâëåíèå äëÿ âûõîäà âîäû, âðåçóëüòàòå ÷åãî ðàçãîí âîäû â íàãíåòàòåëüíîé òðóáåíàðóøèòñÿ è ìîæåò ïðåêðàòèòüñÿ.

Ýòî íå ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü äàííîå óñò-ðîéñòâî íà ðàâíèííîé òåððèòîðèè ñ îòêðûòûìèâîäîåìàìè è íà ðåêàõ áåç áîëüøîãî óêëîíà ïî-âåðõíîñòè çåìëè èëè áåç ïëîòèí. Íåñìîòðÿ íàýòî, ñâîåé îðèãèíàëüíîñòüþ è ïðîñòîòîé ðàáîòû«ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» íåêîòîðîå âðåìÿ ñèëü-íî ïðèâëåêàë ó÷åíûõ-òåîðåòèêîâ è ïðàêòèêîâ. òå÷åíèå XIX ñòîëåòèÿ áûëî âûïîëíåíî ìíîãîòåîðåòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé «ãèäðàâëè÷åñêîãîòàðàíà», íî äî êîíöà 1900 ã. âñå îíè óïèðàëèñüâ îòñóòñòâèå òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» âòðóáàõ è ïîýòîìó íå äàâàëè ïðàâèëüíûõ ðåçóëü-òàòîâ. Åùå â 1804 ã. Eitelvein (Ãåðìàíèÿ) ïî-ñòàâèë áîëåå 1000 îïûòîâ è îïóáëèêîâàë ðÿäýìïèðè÷åñêèõ âûâîäîâ è ôîðìóë, áîëüøèíñòâîêîòîðûõ, êàê âûÿñíèëîñü óæå òîãäà, áûëî íåïðèãîäíî äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ. Ïðàâèëüíàÿ òå-îðèÿ áûëà äàíà âïåðâûå ðóññêèì ó÷åíûìÍ. Å. Æóêîâñêèì. Ñâîè òåîðåòè÷åñêèå âûâîäûïðîôåññîð Æóêîâñêèé ïðîâåðèë è ïîäòâåðäèëñïåöèàëüíûìè îïûòàìè â 1897–1898 ãã., è â1898 ã. åãî òåîðèÿ áûëà îïóáëèêîâàíà â «Áþë-ëåòåíÿõ Ïîëèòåõíè÷åñêîãî îáùåñòâà».

 1901 ã. èòàëüÿíñêèé èíæåíåð Alievi îïóá-ëèêîâàë ïðàêòè÷åñêè òó æå òåîðèþ «ãèäðàâëè-÷åñêîãî óäàðà», íî ïðèìåíèòåëüíî ê òðóáîïðî-âîäàì ðàçëè÷íûõ ñèëîâûõ óñòàíîâîê. Îäíàêîîïûòû, ïðîâåäåííûå ñàìèì Æóêîâñêèì è ïî-çäíåå èññëåäîâàòåëÿìè â äðóãèõ ñòðàíàõ, ïîë-íîñòüþ ïîäòâåðäèëè ïðàâèëüíîñòü îñíîâíûõïîëîæåíèé èìåííî òåîðèè Æóêîâñêîãî. Íî èîíà, ïîñëå åå ïóáëèêàöèè, òàê è íå ïîëó÷èëàïðàâèëüíîãî îñâåùåíèÿ. Èññëåäîâàòåëè è ýíòó-çèàñòû «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà» èç ãîäà â ãîäïî-ïðåæíåìó ñòàâèëè ýêñïåðèìåíòû è íàõîäèëèäëÿ ñâîèõ öåëåé ðàçíûå íå îáîáùåííûå ýìïèðè-÷åñêèå ôîðìóëû.  Àìåðèêå, Àâñòðàëèè è â ðÿäåäðóãèõ çàïàäíûõ ñòðàí «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí»êàê óñòðîéñòâî, ñïîñîáíîå êà÷àòü âîäó íà âûñî-òó, ïîëó÷èë ðàçâèòèå â ìåëèîðàöèè è äëÿ ðàç-ëè÷íûõ áûòîâûõ íóæä ïîä íàçâàíèåì «ram-pump».  ýòèõ ñòðàíàõ è â íàñòîÿùåå âðåìÿñóùåñòâóþò íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ìàëûõ êîìïà-íèé, ñïåöèàëèçèðóþùèõñÿ íà ïðîèçâîäñòâå èïðîäàæå «ram-pump».  Èíòåðíåòå ÷åðåç ðàç-ëè÷íûå ïîèñêîâûå ñèñòåìû ïðè ââîäå â íèõ ñëîâ«ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» èëè «ram-pump» ìîæ-íî íàéòè íå òîëüêî ýòè êîìïàíèè, íî è áîëü-øîå êîëè÷åñòâî ïóáëèêàöèé íà ýòó òåìó. Ìíî-ãèå èç ýòèõ êîìïàíèé ïðè èíñòàëëÿöèè ñâîèõ«ram-pump» èñïîëüçóþò èñêëþ÷èòåëüíî ñîá-ñòâåííûå ôîðìóëû.

 Ðîññèè ñðàçó çà îïóáëèêîâàíèåì òåîðèè«ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà» Æóêîâñêîãî ðàáîòû ïîñîçäàíèþ è ðàçâèòèþ òåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãîòàðàíà» áûëè óñïåøíî ïðîäîëæåíû åãî ó÷åíè-êàìè è ïîñëåäîâàòåëÿìè Á. Áóáåêèíûì, Á. Áàõ-ìåòüåâûì, Ñ. ×èñòîïîëüñêèì.  ÷àñòíîñòè, íà

îñíîâàíèè ðåçóëüòàòîâ ñïåöèàëüíûõ îïûòîâ íàä«ãèäðàâëè÷åñêèì òàðàíîì», âûïîëíåííûõ Á.Áó-áåêèíûì â 1903–1907 ãã., ïðîôåññîð Æóêîâñ-êèé äàë ïðàâèëüíóþ ñõåìó ðàáîòû «òàðàíà» âïåðèîä íàãíåòàíèÿ, èçëîæèâ åå â äîêëàäå «Íî-âàÿ òåîðèÿ ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà» â Ìàòåìà-òè÷åñêîì îáùåñòâå 18 ñåíòÿáðÿ 1907 ã.  äàëü-íåéøåì ïðîôåññîð Á. Áàõìåòüåâ íà îñíîâàíèè òîéæå òåîðèè Æóêîâñêîãî è îïûòîâ Áóáåêèíà â ñâî-åé ðàáîòå «Ââåäåíèå â èçó÷åíèå íåóñòàíîâèâøå-ãîñÿ äâèæåíèÿ æèäêîñòè» [1] äàë ïðàâèëüíóþîáðàáîòêó ïåðèîäà ðàçãîíà âîäû â èññëåäîâàíè-ÿõ Navler è Harza. Îäíàêî îêîí÷àòåëüíî îáúå-äèíåíèå òåîðèè è ïðàêòèêè ñäåëàë â 1930 ã. âñâîåé ðàáîòå «Ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» [2] ïðî-ôåññîð Ñ. ×èñòîïîëüñêèé, ñîçäàâøèé ïåðâûé èäî íàñòîÿùèõ äíåé åäèíñòâåííî èçâåñòíûé èíàäåæíûé ìåòîä åãî òåîðåòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà. Ýòîòìåòîä ïîëíîñòüþ ïîäòâåðæäàëñÿ è ïîäòâåðæäà-åòñÿ ðåçóëüòàòàìè ìíîãî÷èñëåííûõ èñïûòàíèé.Ñ ïîÿâëåíèåì è ðàçâèòèåì â äàëüíåéøåì òàêîéíàóêè êàê ãèäðîãàçîäèíàìèêà ñ öåëüþ îáúÿñíå-íèÿ ïðîèñõîäÿùèõ ïðîöåññîâ è íàõîæäåíèÿ îï-òèìàëüíûõ õàðàêòåðèñòèê ïðåäïðèíèìàëèñüìíîãî÷èñëåííûå ïîïûòêè òî÷íîãî ðåøåíèÿ ñó-ùåñòâóþùèõ îñíîâíûõ ãèäðîäèíàìè÷åñêèõ óðàâ-íåíèé. Íî òàêîå ðåøåíèå äëÿ íåóñòàíîâèâøåãî-ñÿ èëè, êàê ïðèíÿòî ãîâîðèòü, íåñòàöèîíàðíîãîïîòîêà, êàêèì ÿâëÿåòñÿ ïðîöåññ òå÷åíèÿ âîäû â«ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», âîçìîæíî òîëüêî ÷èñ-ëåííûìè ìåòîäàìè, êîòîðûå òðåáóþò çíàíèÿî÷åíü ìíîãèõ çàðàíåå íåèçâåñòíûõ èñõîäíûõäàííûõ. Ïîýòîìó òàêèå ïîïûòêè íå èìåëè óñïå-õà. Ýòî ïîäòâåðæäàåòñÿ òåì, ÷òî â ðàçíûå ãîäûáûëî ïîëó÷åíî ìíîæåñòâî ðàçëè÷íûõ ïàòåíòîâíà ìîäåðíèçàöèþ ýòîãî óñòðîéñòâà, êîòîðûåíèêàê íå êàñàëèñü èçìåíåíèÿ èëè ñîâåðøåíñòâî-âàíèÿ ñàìîãî ïðèíöèïà åãî ðàáîòû. Îäíàêî èòåîðèè «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», ïðè åå âíè-ìàòåëüíîì ðàññìîòðåíèè, âïîëíå äîñòàòî÷íî,÷òîáû ïîíÿòü, êàêèå ôàêòîðû è êàêèå ïàðàìåò-ðû âëèÿþò íà ðàáîòó «ãèäðàâëè÷åñêîãî òàðàíà»,à òàêæå äëÿ òîãî, ÷òîáû ñäåëàòü âñåñòîðîííèéàíàëèç. Èìåííî ýòà òåîðèÿ, ìíîãîêðàòíî ïîä-òâåðæäåííàÿ íà ïðàêòèêå, è ñóùåñòâåííî äîïîë-íåííàÿ àâòîðàìè äàííîé ñòàòüè, ëåæèò â îñíîâåäîêàçàòåëüñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ èíîé ãèäðîäèíà-ìè÷åñêîé ñõåìû ðàçãîíà âîäû, ò. å. äîêàçàòåëü-ñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ èíîãî âîäîïîäúåìíîãî óñò-ðîéñòâà, ó êîòîðîãî âîîáùå ìîæåò îòñóòñòâî-âàòü ñëèâ âîäû.

Ïðåäñòàâèì ñåáå, ÷òî òðóáà, ïðèñîåäèíåí-íàÿ ê îñíîâàíèþ ïèòàòåëüíîãî ðåçåðâóàðà 1(ðèñ. 2), èìååò ó÷àñòîê 2 è 6 ñ îäíîé ñòîðîíûçàêðûòûé íàãëóõî, à ñ äðóãîé èìåþùèé ñäåð-æèâàþùóþ âîäó òîíêîñòåííóþ ìåìáðàíó. Ïðèîïðåäåëåííîì ðàñ÷åòíîì äàâëåíèè âîäû ìåìáðà-íà ïðîðûâàåòñÿ, è èç ðåçåðâóàðà óñòðåìëÿåòñÿïîòîê âîäû ñ óâåëè÷èâàþùåéñÿ ñêîðîñòüþ. Åñëèâ òðóáå îòñóòñòâóåò âîçäóõ èëè êàêèì-ëèáî ñïî-

Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. ÈâàíîâÍîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200542

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

Ðèñ. 2. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî âîäîïîäúåìíîãîóñòðîéñòâà

1

2

4

3

5

6

Âîäà

h

H

qH

7

ñîáîì îí âîäîé ñâîáîäíî âûòåñíÿåòñÿ, òî ïðèäîñòèæåíèè ïîòîêîì ãëóõîãî êîíöà ó÷àñòêà 6òðóáû, ëèáî ó÷àñòêà ñóùåñòâåííîãî ñóæåíèÿ âêîíöå òðóáû, âîçíèêíåò òîæå ÿâëåíèå «ãèäðàâ-ëè÷åñêîãî óäàðà».

Ïðè íàëè÷èè, òàê æå, êàê è â «ãèäðàâëè-÷åñêîì òàðàíå», ó äíà òðóáû îòêðûâàþùåãîñÿïðè îïðåäåëåííîì äàâëåíèè íàãíåòàòåëüíîãîêëàïàíà 5, ïðîöåññ «ãèäðàâëè÷åñêîãî óäàðà»íà÷íåò îáåñïå÷èâàòü òó æå íàêà÷êó. «Óäàðíàÿâîëíà» ñ çîíîé ïîâûøåííîãî äàâëåíèÿ ïîéäåòíàâñòðå÷ó âîäÿíîìó ïîòîêó, îáåñïå÷èâàÿ äàâëå-íèåì ïîñòóïëåíèå âîäû ÷åðåç íàãíåòàòåëüíûéêëàïàí. Îòðàçèâøèñü îò íàõîäÿùåéñÿ â ðåçåð-âóàðå âîäû, «óäàðíàÿ âîëíà» äâèíåòñÿ ê ó÷àñò-êó 6 òðóáû. Ïðè äâèæåíèè «óäàðíîé âîëíû» âñòîðîíó íàãíåòàòåëüíîãî êëàïàíà, òàê æå êàê èâ «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», â çîíå îò âõîäà òðó-áû äî ôðîíòà «óäàðíîé âîëíû» áóäåò íàáëþ-äàòüñÿ ïîíèæåíèå ñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ. Òà-êîå äâèæåíèå ñ ïåðèîäè÷åñêèì óâåëè÷åíèåì èïîíèæåíèåì äàâëåíèÿ ìíîãîêðàòíî ïîâòîðèòñÿäî òåõ ïîð, ïîêà ñòîëá âîäû, íàõîäÿùèéñÿ âòðóáå, íå èñ÷åðïàåò ñâîþ êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ.

Ïðè ýòîì çà îïðåäåëåííîå âðåìÿ â âîçäóø-íûé êîëïàê 4 ïîñòóïèò îïðåäåëåííîå êîëè÷å-ñòâî âîäû. Òàêîé æå ïðîöåññ áóäåò ïðîèñõîäèòü,åñëè âìåñòî ìåìáðàíû íà âõîäå â ó÷àñòîê 6 óñ-òàíîâèòü îòêðûâàþùèéñÿ êëàïàí 3 (ñì. ðèñ. 2).Îäíàêî, åñëè ýòîò êëàïàí ñäåëàòü ïî êîíñòðóê-öèè îáðàòíûì, ò. å. çàêðûâàþùèìñÿ ñî ñòîðîíûó÷àñòêà 6, òî ïðè ñîïðèêîñíîâåíèè ñ ñàìîé ïåð-âîé «óäàðíîé âîëíîé», äâèãàþùåéñÿ íàâñòðå÷óïîòîêó âîäû è ñîçäàþùåé çà ñîáîé çîíó ïîâû-øåííîãî äàâëåíèÿ ïîä äåéñòâèåì ðàçíèöû äàâ-ëåíèÿ, îí íà÷íåò çàêðûâàòüñÿ, ïåðåêðûâàÿ ïðî-òåêàþùèé ÷åðåç íåãî âîäÿíîé ïîòîê. Èññëåäî-âàíèå òàêîé ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû, ââåäåíèåâ òåîðèþ ðåàëüíîãî ìåõàíèçìà îòêðûòèÿ è çàê-ðûòèÿ êëàïàíîâ ñ ó÷åòîì èõ èíåðöèîííîñòè ïî-êàçûâàåò, ÷òî ïðè îïðåäåëåííîé êîíñòðóêöèèêëàïàíà 3 è îïðåäåëåííûõ èñõîäíûõ ïàðàìåò-ðàõ ïðîöåññ çàêðûòèÿ ìîæåò ïîéòè òàêèì îáðà-çîì, ÷òî êëàïàí óñïååò íå òîëüêî çàêðûòüñÿ îò

ýòîé ïåðâîé âîëíû, íî è áóäåò îñòàâàòüñÿ â çàê-ðûòîì ïîëîæåíèè, ïîêà äåéñòâóåò èçáûòî÷íîåäàâëåíèå â ó÷àñòêå 6 ïîä íàãíåòàòåëüíûì êëà-ïàíîì 5.  èòîãå, ìîãóò ñîçäàòüñÿ óñëîâèÿ, êîã-äà êëàïàí 3 íà íåêîòîðîå âðåìÿ ïîëíîñòüþ îò-ñå÷åò âîäÿíîé ïîòîê. Ïðè ýòîì îòñå÷åííàÿ âîäà,íàáðàâ îïðåäåëåííóþ ñêîðîñòü, îáÿçàíà ïðîäîë-æèòü ñâîå äâèæåíèå â êîëïàê 4 óæå ïî èíåð-öèè. Òàêèì îáðàçîì, ñèëà íàïîðà äëÿ çàêà÷êèâîäû â êîëïàê ìîæåò áûòü çàìåíåíà ýêâèâàëåí-òíîé ñèëîé èíåðöèè. Îäíàêî, â îòëè÷èå îò «ãèä-ðàâëè÷åñêîãî òàðàíà», êàæäàÿ ïîðöèÿ âîäû, çà-êà÷åííàÿ â êîëïàê, ïîñêîëüêó êëàïàí 3 çàê-ðûò, äîëæíà âûçûâàòü íåâîñïîëíèìûå ïîòåðèìàññû âñåãî ñòîëáà âîäû. Âñëåäñòâèå ýòîãî, íàó÷àñòêå 6 ñî ñòîðîíû çàêðûòîãî êëàïàíà 3 óæåñ ìîìåíòà íà÷àëà äâèæåíèÿ ïåðâîé îòðàæåííîéîò íåãî «óäàðíîé âîëíû» äîëæíà ïîÿâèòüñÿ çîíàðàçðÿæåíèÿ ñ äàâëåíèåì áëèçêèì ê íóëþ, â êî-òîðîé ìîæåò íàõîäèòüñÿ òîëüêî íåêîòîðàÿ ìà-ëàÿ ÷àñòü ðàñòâîðåííûõ â âîäå ãàçîâ. Ïðè ýòîìåå äëèíà âî âðåìÿ çàêà÷êè áóäåò óâåëè÷èâàòüñÿ.È â ïðîöåññå çàêà÷êè âîäû â êîëïàê ïîñëå çàê-ðûòèÿ êëàïàíà 3 âñå ïîñëåäóþùèå îòðàæåíèÿ«óäàðíîé âîëíû», ðàñïðîñòðàíÿþùåéñÿ â íàïðàâ-ëåíèè êëàïàíà 3, áóäóò ïðîèñõîäèòü èìåííî îòãðàíèöû ýòîé óâåëè÷èâàþùåéñÿ ïî äëèíå çîíû«îòðûâà». Ïðè ýòîì êàæäàÿ ïîðöèÿ çàêà÷èâàå-ìîé âîäû èç-çà óìåíüøåíèÿ ïðîäîëæèòåëüíîñ-òè äåéñòâèÿ äàâëåíèÿ ïîä íàãíåòàòåëüíûì êëà-ïàíîì 5 èç-çà óìåíüøåíèÿ âðåìåíè äåéñòâèÿ«óäàðíîé âîëíû» òàêæå áóäåò óìåíüøàòüñÿ.

 ðåçóëüòàòå çàêà÷êè âîäû â êîëïàê 4, êàêè â «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå», ðàçíîñòü íà÷àëü-íîé è êîíå÷íîé êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ïåðåéäåòâ ïîòåíöèàëüíóþ ýíåðãèþ ïîñòóïèâøåé â êîë-ïàê âîäû, èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â êîëïàêå äîëæ-íî çàêðûòü íàãíåòàòåëüíûé êëàïàí, à ïî÷òè ïîë-íîå îòñóòñòâèå äàâëåíèÿ íà ó÷àñòêå 6 ïðè ðàçðó-øåíèè ñòîëáà âîäû, åñëè òàêîâîé åùå â òðóáåîñòàíåòñÿ, äîëæíî îòêðûòü êëàïàí 3, íàõîäÿ-ùèéñÿ ïîä ñòàòè÷åñêèì íàïîðîì âîäû ñî ñòîðî-íû òðóáû 2. ×åðåç îòêðûâàþùèéñÿ êëàïàí 3 íàó÷àñòêå 6 îïÿòü íà÷íåò ïîñòóïàòü âîäà, îáúåìêîòîðîé çà âðåìÿ ïîñòóïëåíèÿ áóäåò ðàâíÿòüñÿîáúåìó çîíû «íóëåâîãî» äàâëåíèÿ èëè, êàê ïðè-íÿòî ãîâîðèòü â ãèäðîãàçîäèíàìèêå, çîíû «îò-ðûâà». Ïðè ýòîì ïàðàìåòðû âîäû â òðóáå ïðèñìåøåíèè áóäóò îïðåäåëÿòüñÿ ñîîòâåòñòâóþùè-ìè çàêîíàìè ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè è èìïóëüñà.

 ðåçóëüòàòå ìàòåìàòè÷åñêîãî îïèñàíèÿ ýòîéñõåìû, ó÷åòà ðàçëè÷íûõ îñîáåííîñòåé ìåõàíèç-ìà çàêà÷êè, ìåõàíèçìà èçìåíåíèÿ äàâëåíèÿ âêîëïàêå, ó÷åòà âñåõ âðåìåííûõ õàðàêòåðèñòèê,ðàçëè÷íûõ ïîòåðü, îñîáåííîñòåé ãîðèçîíòàëüíîéè âåðòèêàëüíîé ñõåìû âòåêàíèÿ âîäû, áûëà ðàç-ðàáîòàíà äîñòàòî÷íî ïîëíàÿ òåîðèÿ òàêîé ãèä-ðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû è ìåòîä ðàñ÷åòà ïàðàìåò-ðîâ, íåîáõîäèìûé äëÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ. À â ðå-çóëüòàòå êîíñòðóêòîðñêîãî ïîèñêà áûëà íàéäåíàè òðåáóåìàÿ êîíñòðóêöèÿ êëàïàíà 3. Îäíàêî

Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 43

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

èçãîòîâèòü òàêóþ êîíñòðóêöèþ äëÿ ïîëó÷åíèÿðàñ÷åòíîãî ðåçóëüòàòà èç-çà îòñóòñòâèÿ â ïðî-ìûøëåííîñòè íåîáõîäèìûõ ìàòåðèàëîâ è òåõ-íîëîãèè èõ ïðîèçâîäñòâà ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæ-íûì òîëüêî äëÿ h > 15 ì.

Ïîëó÷åííûå ìàòåìàòè÷åñêèå çàâèñèìîñòèïîêàçûâàþò, ÷òî â êîíöå çàêà÷êè îáúåì çîíû«îòðûâà» ïîëó÷àåòñÿ âñåãäà ìåíüøå îáúåìà çà-êà÷åííîé â êîëïàê âîäû.  èòîãå, ïðè îäèíàêî-âûõ èñõîäíûõ ïàðàìåòðàõ îáùåå êîëè÷åñòâî çà-êà÷åííîé â êîëïàê âîäû îêàæåòñÿ ìåíüøå, ÷åìâ «ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå». Îäíàêî ìåíüøå ïî-ëó÷àåòñÿ è âåñü ïåðèîä çàêà÷êè. Ïðè÷åì ïðèëþáûõ íà÷àëüíûõ ïàðàìåòðàõ âñåãäà ïîëó÷àåò-ñÿ, ÷òî 2 > H/h > 1. Ïðè ýòîì ñóùåñòâóþò îïðå-äåëåííûå êðèòåðèè íà÷àëüíûõ ïàðàìåòðîâ, êî-òîðûå îïðåäåëÿþò óñëîâèÿ àâòîìàòè÷åñêîãî ïî-âòîðåíèÿ ïðîöåññà. Îäíèì èç íåîáõîäèìûõóñëîâèé ÿâëÿåòñÿ òî÷íîå ñîîòâåòñòâèå ìàññ êëà-ïàíà 3 è íàãíåòàþùåãî êëàïàíà 5 ïàðàìåòðàìïðîöåññà. Êðîìå òîãî, äîëæíû êîíñòðóêòèâíîïðåäóñìàòðèâàòüñÿ îïðåäåëåííûé ðàñ÷åòíûéîáúåì â êîëïàêå äëÿ âîçäóøíîé ïîäóøêè è îï-ðåäåëåííàÿ ïëîùàäü âûõîäíîãî ñå÷åíèÿ îòâåð-ñòèÿ èç êîëïàêà äëÿ îòâîäà âîäû.

Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ñ ýíåðãåòè÷åñêîé òî÷-êè çðåíèÿ äàííàÿ ñõåìà ïîòðåáëÿåò áîëüøå ýíåð-ãèè, ÷åì ñîçäàâàåìàÿ åþ ïîëåçíàÿ ýíåðãèÿ. Åñëèïðåäñòàâèòü ê.ï.ä. ýòîé ñõåìû â âèäå îáû÷íîéôîðìóëû Ðåíêèíà êàê îòíîøåíèå ïîòåíöèàëü-íîé ýíåðãèè çàêà÷åííîé â êîëïàê âîäû ê ðàñïî-ëàãàåìîé ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè âñåé âîäû, êî-òîðàÿ ïîñòóïèëà íà ó÷àñòîê 6 äî çàêà÷êè, òîê.ï.ä. ïîëó÷àåòñÿ âñåãäà ìåíüøå 100 %.

Äàííóþ ãèäðîäèíàìè÷åñêóþ ñõåìó, ðàçóìååò-ñÿ, âîçìîæíî èñïîëüçîâàòü â òåõ æå óñëîâèÿõ, âêîòîðûõ ðàáîòàåò «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí». Íî ïðèýòîì áóäåò ïðîèãðûø ïî äàâëåíèþ. Íî åå ìîæíîèñïîëüçîâàòü, êàê áûëî óêàçàíî âûøå, è íà ðàâ-íèííûõ ðåêàõ, ãäå «ãèäðàâëè÷åñêèé òàðàí» íåðàáîòàåò. Ïðè ýòîì òåîðåòè÷åñêè íåò íèêàêèõ ïðå-ïÿòñòâèé äëÿ ðàáîòû òàêîãî âîäîïîäúåìíîãî óñò-ðîéñòâà áåç ïèòàòåëüíîãî áàêà 1. Äëÿ ýòîãî äîñ-òàòî÷íî ïîãðóçèòü åãî â âîäó íà îïðåäåëåííóþ ãëó-áèíó h, êàê ýòî ïîêàçàíî íà ðèñ. 3.

Ðèñ. 3. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî íàñîñà ìàëîãîíàïîðà

Âîäàh

H

qH

Âîäà

Óðîâåíü âîäû

 òàêîì èñïîëíåíèè ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿ âèäåàëüíûé íàñîñ ìàëîãî íàïîðà, êîòîðûé ìîæ-íî èñïîëüçîâàòü, íàïðèìåð, â îïðåñíèòåëÿõ ìîð-ñêîé âîäû.

Îäíàêî íàèáîëüøèå ïåðñïåêòèâû îòêðûâà-þòñÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè ýòîé ñõåìû â ñëó÷àå,êîãäà îòâîäÿùàÿ òðóáà âîîáùå îòñóòñòâóåò èëèêîãäà íà âûõîäå èç êîëïàêà íà ãëóáèíå èìååòñÿìàëîé äëèíû òðóáà ñ ïðîõîäíûì ñå÷åíèåì ðàâ-íûì ñå÷åíèþ âûõîäíîãî îòâåðñòèÿ êîëïàêà, êàêýòî ïðåäñòàâëåíî íà ðèñ. 4.

Ðèñ. 4. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà íîâîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè

Âîäà

h

Âîäà

Óðîâåíü âîäû

È â òîì è äðóãîì ñëó÷àå, êàê ïîêàçûâàþòïîëó÷åííûå çàâèñèìîñòè, ïðè îïðåäåëåííîì îáúå-ìå âîçäóøíîé ïîäóøêè â êîëïàêå è ïðè îïðåäå-ëåííîì ïðîõîäíîì ñå÷åíèè âûõîäíîãî îòâåðñòèÿòåîðåòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ (íàïîðà) âêîëïàêå îò âðåìåíè áóäåò âûãëÿäåòü òàê, êàêïðåäñòàâëåíî íà ðèñ.5. Ïðè ýòîì âðåìÿ ïîäúåìàäàâëåíèÿ tï è åãî ñïàäà tñ ìåíåå 0,1tH. Èìåííî âòå÷åíèå âðåìåíè tîò < tH ïðîèñõîäèò îòêðûòèåêëàïàíà 3, ðàçãîí âîäû è íàêîïëåíèå ýíåðãèè.Ïî ýòîé çàâèñèìîñòè ñ ïîãðåøíîñòüþ ìåíåå 0,5 %äàâëåíèå çà âðåìÿ tH ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííî.

P

th

H

tH tHtот

t п t пtс tс

0,99(H – h) 0,99(H – h)

Ðèñ. 5. Òåîðåòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü äàâëåíèÿ îò âðå-ìåíè

Ýòî ïîçâîëÿåò ñ÷èòàòü ñðåäíþþ ñêîðîñòüèñòå÷åíèÿ âîäû èç êîëïàêà â òå÷åíèå âðåìåíèçàêà÷êè tH âåëè÷èíîé î÷åíü áëèçêîé ê íåêîòî-ðîé ïðåäåëüíî âîçìîæíîé ñêîðîñòè. Òàêèì îá-ðàçîì, íà âûõîäå èç íàñàäêà îäèí ðàç â òå÷å-íèå âðåìåíè tH äîëæíà ïåðèîäè÷åñêè ôîðìè-ðîâàòüñÿ ñòðóÿ âîäû ñ îïðåäåëåííûì ðàñõîäîìè îïðåäåëåííîé ñêîðîñòüþ VT. Ïðè ýòîì ñðåä-íèé ðàñõîä âîäû çà âðåìÿ tH ìîæåò çíà÷èòåëü-íî ïðåâûøàòü çíà÷åíèå, êîòîðîå ïîëó÷àåòñÿ â

Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. ÈâàíîâÍîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200544

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

«ãèäðàâëè÷åñêîì òàðàíå». Òàêàÿ ñòðóÿ âîäû,ïîñêîëüêó êëàïàí 3 çàêðûò, ñîãëàñíî çàêîíóñîõðàíåíèÿ èìïóëüñà ñèñòåìû, îáÿçàíà ñîçäà-âàòü ðåàêòèâíóþ ñèëó.

Òàêèì îáðàçîì, äàííàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿâ ïóëüñèðóþùèé ãèäðîðåàêòèâíûé äâèãàòåëü.

Ïðè ýòîì åãî ýôôåêòèâíîñòü, êàê è äëÿ ëþ-áîé ïóëüñèðóþùåé ñèñòåìû, ïðè îòñóòñòâèèñèëû çà âðåìÿ tîò, áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ñóììàð-íûì ïî âðåìåíè èìïóëüñîì ñèëû. Ýòî ýêâèâà-ëåíòíî ïîñòîÿííîìó ïî âðåìåíè äåéñòâèþ íåêî-òîðîé íåñêîëüêî ìåíüøåé ñðåäíåé ðåçóëüòèðóþ-ùåé ðåàêòèâíîé ñèëû RTñð

. Êðîìå òîãî, ñàìà ïîñåáå òàêàÿ ñòðóÿ âîäû â òå÷åíèå âðåìåíè tH ñïî-ñîáíà ïðîèçâîäèòü îïðåäåëåííóþ ðàáîòó, ÷òîïîçâîëÿåò íà âûõîäå èç êîëïàêà óñòàíîâèòü ðå-àêòèâíóþ ãèäðîòóðáèíó ñ ïîñëåäîâàòåëüíî ñî-åäèíåííûì ýëåêòðîãåíåðàòîðîì.

Òàêèì îáðàçîì, äàííàÿ ñõåìà ïðåâðàùàåòñÿâ èñòî÷íèê ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà.

Åñòåñòâåííî, ÷òî ýëåêòðîãåíåðàòîð ïðè ýòîìäîëæåí ëèáî íàõîäèòüñÿ â ãåðìåòè÷åñêîì êîí-òåéíåðå, ëèáî íà ïîâåðõíîñòè âîäû, èìåÿ ñîåäè-íåíèå ñ ãèäðîòóðáèíîé ïîñðåäñòâîì âðàùàþùå-ãîñÿ âàëà. Ïîñêîëüêó ñðàâíèòåëüíî ìàëûé ïå-ðèîä âðåìåíè tîò áóäåò âëèÿòü òîëüêî íà âðåìÿíàáîðà çàäàííîé óãëîâîé ñêîðîñòè ãèäðîòóðáè-íû è ýëåêòðîãåíåðàòîðà, òî ïîëó÷àåìàÿ ýëåêò-ðè÷åñêàÿ ìîùíîñòü áóäåò, â îñíîâíîì, îïðåäå-ëÿòüñÿ òîëüêî ê.ï.ä. ãèäðîýëåêòðîàãðåãàòà. Äëÿîöåíêè âîçìîæíîñòåé äàííîé ñõåìû íà ðèñ. 6ïðèâåäåíû ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà ñðåäíåé ðåàêòèâ-íîé ñèëû è ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè îò ãëóáè-íû ïîãðóæåíèÿ h ïðè îïðåäåëåííûõ êîíñòðóê-òèâíûõ ðàçìåðàõ òðóáû 7 è êëàïàíà 3.

Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî íà ãëóáèíàõ 450–650 ìèìååòñÿ îïðåäåëåííûé ìàêñèìóì, ïðè ýòîì âäèàïàçîíå ãëóáèí 15–300 ì ðàñ÷åòíàÿ âåëè÷èíàê.ï.ä. äàííîé ñõåìû íå ïðåâûøàåò 69 %.

Òåîðåòè÷åñêè äàííàÿ ñõåìà ìîæåò îáåñïå-÷èòü ëþáóþ ðåàêòèâíóþ òÿãó è ëþáóþ ýëåêòðè-

0 50 100 150 200 250 300

20

40

60

80

100

h, м

R T ср/S

0, T/м2

à

h, м

á

N T/S 0,

МВт/м2

0 50 100 150 200 250 300

5

10

15

20

25

30

35

Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü òÿãè (à) è ìîùíîñòè (á) îò ãëóáèíû

÷åñêóþ ìîùíîñòü. Äëÿ ýòîãî äîñòàòî÷íî ëèøüïðèìåíåíèå óñêîðèòåëüíîé è íàãíåòàòåëüíîéòðóáû ñ òðåáóåìîé ïëîùàäüþ âõîäíîãî ñå÷åíèÿ.Íàïðèìåð, ïðè ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷åíèÿ òðó-áû ðàâíîé 3,6 ì2 íà ãëóáèíå 500 ì ðàñ÷åòíàÿòÿãà äâèãàòåëÿ ñîñòàâëÿåò ~380 ò.

Ðåàêòèâíàÿ ñèëà ïîäîáíîé âåëè÷èíû ìîæåòáûòü èñïîëüçîâàíà äëÿ äâèæåíèÿ ïîäâîäíûõàïïàðàòîâ è èìåþùèõ îñàäêó áîëåå 15 ì íàä-âîäíûõ ñóäîâ.

Ïðè èñïîëüçîâàíèè äàííîé ñõåìû â ãåíåðè-ðóþùåé ýíåðãåòèêå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûìñîçäàòü åäèíè÷íûé ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü îï-òèìàëüíîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè, à íà åãîáàçå ñîáðàòü ëþáóþ ïî ìîùíîñòè ïîäâîäíóþìîðñêóþ èëè áàññåéíîâóþ ÃÝÑ, ñîñòîÿùóþ èçïàêåòà òàêèõ ìîäóëåé.

Íà ðèñ. 7 ïðèâåäåí îäèí èç êîíñòðóêòèâíûõâàðèàíòîâ ãîðèçîíòàëüíîãî èñïîëíåíèÿ òàêîãîìîäóëÿ ñ ïðîåêòíîé âûõîäíîé ýëåêòðè÷åñêîé ìîù-íîñòüþ ~315 êÂò è åãî âîçìîæíûå ãàáàðèòû.

Ðèñ. 7. Ñõåìà ãîðèçîíòàëüíîãî ìîäóëÿ íà 315 êÂò

2,5 ì

1,5 ì

9,5 ì

À åãî ïàêåòíàÿ êîìïàíîâêà (1) â ñîñòàâå ïðè-áðåæíîé ïîäâîäíîé ÃÝÑ ìîùíîñòüþ ~31,5 ìÂò,ðàçìåùàåìîé íà ãëóáèíå ~16,5 ì, ïðèâåäåíà íàðèñ. 8. Âûâîäû ñèëîâûõ êàáåëåé (2) è àâòîìàòûóïðàâëåíèÿ òîêîì (3) ìîæíî ðàñïîëîæèòü íå-ïîñðåäñòâåííî íà ïîáåðåæüå.

Òàêîãî ðîäà ÃÝÑ òåîðåòè÷åñêè ñïîñîáíà îáåñ-ïå÷èâàòü ìîùíîñòü ~150 ÌÂò íà ãëóáèíå ~50 ìè ìîùíîñòü ~320 ÌÂò íà ãëóáèíå ~100 ì.

Ðèñ. 8. Ñõåìà ïîäâîäíîé ÃÝÑ

7,5 ì

16,5 ì

147,2 ì

36,8 ì1

2

3

Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 2005 45

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

Íåñêîëüêî áîëüøåé ãëóáèíû ïðè òîé æåìîùíîñòè òðåáóåò ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü íà îñ-íîâå òîé æå ãèäðîäèíàìè÷åñêîé ñõåìû, íî âåð-òèêàëüíîãî ðàñïîëîæåíèÿ â âîäå, êàê ýòî ïîêà-çàíî íà ðèñ. 9.

Òàêîé ìîäóëü, ñîñòîÿùèé èç âîäîïîäúåìíî-ãî óñòðîéñòâà 6, ãèäðîòóðáèíû 5, ýëåêòðîãåíåðà-òîðà 4 ñ êàáåëåì 2, òðåáóåò ìåíüøå ïëîùàäèäëÿ ñâîåãî ðàçìåùåíèÿ è ìîæåò áûòü, íàïðèìåð,ïðîñòî ïîäâåøåí â áàêå 1 ñ âîäîé íà òðîñå 3.Ñàì áàê ñ âîäîé ìîæåò áûòü âûïîëíåí â âèäåçàêðûòîé ñ äâóõ ñòîðîí öèëèíäðè÷åñêîé òðóáû,óñòàíîâëåííîé â ïîäçåìíîì êîëîäöå. Âåðòèêàëü-íîå ðàñïîëîæåíèå ìîäóëÿ óïðîùàåò åãî èñïîëü-çîâàíèå òàì, ãäå íåò ãëóáîêîâîäíûõ ðåñóðñîâ, òàêêàê ïîçâîëÿåò îáîéòèñü ìåíüøèì îáúåìîì âîäû.

Ðåçóëüòàòû òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ äàííîéñõåìû è ðàçðàáîòàííàÿ ìåòîäèêà åå ïðîåêòèðî-âàíèÿ ïîäòâåðäèëèñü ýêñïåðèìåíòàëüíûìè èñ-ñëåäîâàíèÿìè.  2003 ã. áûë ðàçðàáîòàí è èç-ãîòîâëåí â Èñïàíèè ýêñïåðèìåíòàëüíûé ìàëî-ãàáàðèòíûé ýíåðãåòè÷åñêèé ìîäóëü, ñîñòîÿùèéèç ðàñ÷åòíîé ñõåìû ãîðèçîíòàëüíîãî èñïîëíå-íèÿ, ãèäðîòóðáèíû è ýëåêòðè÷åñêîãî ãåíåðàòîðàäëÿ èñïûòàíèé íà ãëóáèíå 50ì. Äàííûé ìî-äóëü èìåë ðàñ÷åòíóþ âûõîäíóþ ýëåêòðè÷åñêóþìîùíîñòü 97,4 êÂò ïðè ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷å-íèÿ 0,0314 ì2.  êà÷åñòâå îñíîâíûõ äåòàëåé(êîëïàêà, òðóá è ò. ä.), ñõåìû è ïðèáîðîâ êîíò-ðîëÿ äàâëåíèÿ â êîëïàêå ÷àñòè÷íî èñïîëüçîâà-ëè íàáîð ýëåìåíòîâ ñòàíäàðòíîãî îïðåñíèòåëÿìîðñêîé âîäû.

Îáúåì êîëïàêà, ðàçìåð òðóá, àðìàòóðà êëà-ïàíîâ áûëè âûáðàíû èç óñëîâèé èõ ñîâìåñòèìî-ñòè ïðè ìèíèìàëüíûõ çàòðàòàõ íà äîðàáîòêó. Âêà÷åñòâå ãèäðîòóðáèíû ïðèìåíÿëàñü ðåàêòèâíàÿãèäðîòóðáèíà ãîëëàíäñêîé êîìïàíèè «EnergiTeknikk, A/S» ñïåöèàëüíî ìîäåðíèçèðîâàííàÿ íàâõîäíîé íàïîð 33 ì (ðèñ. 10).  êà÷åñòâå ýëåêò-ðîãåíåðàòîðà èñïîëüçîâàëñÿ ñèíõðîííûé ãåíåðà-òîð ïåðåìåííîãî òîêà ñ íîìèíàëüíûì íàïðÿæå-íèåì 6,0 ê ïðè íîìèíàëüíîé ìîùíîñòè 100 êÂòñ àâòîìàòè÷åñêîé ðåãóëèðîâêîé ÷àñòîòû è íàïðÿ-æåíèÿ. Äëÿ íàãðóçêè ïðèìåíÿëè áàëëàñòíîå îìè-

Ðèñ. 9. Ñõåìà âåðòèêàëüíîãî ìîäóëÿ íà 500 êÂò

1

2

21 ì

3

4

5

6

∅∅∅∅∅ 3 ì

÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå îò ìîùíûõ âåòðîýëåêòðî-ãåíåðàòîðîâ. Âñå äåòàëè ýíåðãåòè÷åñêîãî ìîäóëÿ,àïïàðàòóðà ðåãèñòðàöèè äàâëåíèÿ â êîëïàêå, íå-çàâèñèìûé èñòî÷íèê ïèòàíèÿ àïïàðàòóðû, ãèä-ðîòóðáèíà è ýëåêòðîãåíåðàòîð áûëè ñìîíòèðîâà-íû â ãåðìåòè÷åñêîì êîíòåéíåðå, èìåþùåì â ïå-ðåäíåé ÷àñòè ôëàíöåâîå ñîåäèíåíèå äëÿ ñòûêîâêèòðóá, à â âåðõíåé ÷àñòè — ëþê äëÿ âûõîäà îòðà-áîòàííîé âîäû. Äëÿ äîñòóïà ê êëàïàíàì ïðè íå-îáõîäèìîñòè èõ ðó÷íîé ðåãóëèðîâêè â êîíòåéíå-ðå èìåëèñü äîïîëíèòåëüíûå ãåðìåòè÷åñêèå ëþêè.Êîíñòðóêöèÿ êîíòåéíåðà îáåñïå÷èâàëà ñòûêîâêóóñêîðèòåëüíûõ è íàãíåòàòåëüíûõ òðóá ëþáîéäëèíû è, â ñëó÷àå íåîáõîäèìîñòè, áûñòðóþ èõçàìåíó (ðèñ. 11).

Ðèñ. 11. Êîíòåéíåð ñ ìîäóëü-ãåíåðàòîðîì

Ðèñ. 10. Ãèäðîýëåêòðîãåíåðàòîð

Èñïûòàíèÿ ïðîâîäèñü ïóòåì îïóñêàíèÿ äàí-íîãî êîíòåéíåðà íà òðîñå ñ êîðàáëÿ íà çàäàí-íóþ ãëóáèíó â Àòëàíòè÷åñêîì îêåàíå. Áûëè ïðî-âåäåíû íåñêîëüêî ñåðèé èñïûòàíèé.  êà÷åñòâåíåçàâèñèìûõ íàáëþäàòåëåé íà âñåõ èñïûòàíèÿõïðèñóòñòâîâàëè ïðåäñòàâèòåëè òðåõ âåäóùèõêîìïàíèé Èñïàíèè, ñïåöèàëèçèðóþùèõñÿ â àëü-òåðíàòèâíîé ýíåðãåòèêå.

Ïðè îïðåäåëåííîé ðó÷íîé êîððåêòèðîâêå âåñàêëàïàíîâ áûë ïîëó÷åí óñòîé÷èâûé ñàìîïîääåð-æèâàþùèéñÿ ðåæèì, à îáðàáîòêà îñöèëëîãðàì-ìû èçáûòî÷íîãî äàâëåíèÿ â êîëïàêå äàëà îñðåä-íåííûå ðåçóëüòàòû, ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñ. 12.Èçáûòî÷íîå äàâëåíèå â êîëïàêå îêàçàëîñü ìåíü-øå òåîðåòè÷åñêîãî íà 5,2 %, âðåìÿ íàãíåòàíèÿ —ìåíüøå íà 4,3 %, à âðåìÿ ðàçãîíà äî âîññòàíîâ-ëåíèÿ ïðîöåññà — áîëüøå íà 5,2 %. Ïðÿìîéçàìåð âûðàáàòûâàåìîãî ýëåêòðè÷åñêîãî íàïðÿ-æåíèÿ ïîêàçàë çíà÷åíèå 5,8±0,35 êÂ, à òîêà —15,96±0,46 À. Äèàãðàììà ïîëó÷àåìîãî ýëåêòðè-÷åñêîãî íàïðÿæåíèÿ è òîêà íå íîñèëà ñòóïåí÷à-

Â. Â. Ìàðóõèí, Â. À. Êóòüåíêîâ, Â. È. ÈâàíîâÍîâîå âîäîïîäúåìíîå óñòðîéñòâî, êàê èñòî÷íèê ýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýíåðãèè

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology ISJAEE ¹ 9(29) 2005Ìåæäóíàðîäíûé íàó÷íûé æóðíàë «Àëüòåðíàòèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýêîëîãèÿ» ÀÝÝ ¹ 9(29) 200546

© 2

005 S

cien

tific T

echnical

Cen

tre

«TA

TA»

© 2

005 Í

àó÷í

î-ò

åõíè÷å

ñêèé ö

åíòð

«TA

TA»

H0, м

t

Ðèñ. 12. Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèÿ äàâëåíèÿ: 1 — òåî-ðèÿ; 2 — ýêñïåðèìåíò

0

33,26

1

2

tH = 0,068 c

tH = 0,071 c

tот= 0,041 c

tот= 0,039 c

tH = 0,068 c

tH = 0,071 c

31,53

òûé õàðàêòåð. Ýòî ñîîòâåòñòâîâàëî ïîëó÷åííîéýëåêòðè÷åñêîé ìîùíîñòè ðàâíîé 92,73±8,25 êÂò,÷òî ïî ñðåäíåìó çíà÷åíèþ ìåíüøå òåîðåòè÷åñêî-ãî çíà÷åíèÿ âñåãî íà 4,8 %.

 èòîãå áûëî ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàíî,÷òî ýòî óñòðîéñòâî ñïîñîáíî ïðîñòûì è äåøå-âûì ñïîñîáîì âûðàáàòûâàòü ëþáîå êîëè÷åñòâîýêîëîãè÷åñêè ÷èñòîé ýëåêòðîýíåðãèè è ïðè äîñ-òàòî÷íî áîëüøîé ïëîùàäè âõîäíîãî ñå÷åíèÿ óñ-êîðèòåëüíîé òðóáû ìîæåò ñîçäàòü ýëåêòðè÷åñ-êóþ ìîùíîñòü, ñîèçìåðèìóþ ñ ìîùíîñòüþ, ïî-ëó÷àåìîé îò òåïëîâûõ è àòîìíûõ ýëåêòðîñòàíöèé.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ øèðîêîå âíåäðåíèå ýòîãîèçîáðåòåíèÿ â ýíåðãåòèêó â òåõíè÷åñêîì ïëàíå íåïðåäñòàâëÿåò îñîáûõ ïðîáëåì è çàâèñèò èñêëþ÷è-òåëüíî îò âîçìîæíûõ èíâåñòèöèé. Äåòàëüíàÿôèíàíñîâàÿ îöåíêà ïîêàçûâàåò, ÷òî â íàïðàâëå-íèè ðàçðàáîòêè è ñîçäàíèÿ ïîäîáíûõ ýíåðãåòè-÷åñêèõ ìîäóëåé äëÿ âîçìîæíûõ íà èõ áàçå ÃÝÑìîùíîñòüþ áîëåå 100 ÌÂò íàèáîëåå öåëåñîîáðàç-íî èñïîëüçîâàòü ñõåìó ñ âåðòèêàëüíûì ðàñïîëî-æåíèåì ìîäóëÿ ïðè åäèíè÷íîé (îäíîãî ìîäóëÿ)âûõîäíîé ìîùíîñòè ~500 êÂò. Ïàêåò òàêèõ ìî-äóëåé ïîòðåáóåò ðåçåðâóàð ñ âîäîé ïëîùàäüþ íåáîëåå 4,5 ì2/ìÂò è âûñîòîé ðàâíóþ 21 ì.

Îáùàÿ ìàññà òàêîãî ìîäóëÿ ïðè èñïîëüçî-âàíèè ýëåêòðîãåíåðàòîðà «ÑÃ2-500-4ÓÇ» (Ðîñ-ñèÿ) è ñïåöèàëüíî ñîçäàííîé äëÿ ýòèõ öåëåéðåàêòèâíîé ãèäðîòóðáèíû «PHY-500P» (Èñïà-íèÿ) ìîæåò ñîñòàâëÿòü âñåãî 4850 êã. Åãî ñåáå-ñòîèìîñòü â ñåðèéíîì èçãîòîâëåíèè ïî ñóùå-ñòâóþùèì â íàñòîÿùåå âðåìÿ öåíàì íå ïðåâû-ñèò 47,2 òûñ. €. Ñëåäîâàòåëüíî, óäåëüíàÿñåáåñòîèìîñòü òàêîãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè ñîñòà-âèò ~94,4 €/êÂò è áóäåò ìèíèìàëüíîé èç âñåõèçâåñòíûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè. Ïðè ýòîì îá-ùèå çàòðàòû íà ñòðîèòåëüñòâî ïîäîáíûõ ÃÝÑíå ïðåâûñÿò 120 €/êÂò, à ñðîê îêóïàåìîñòè —2 ãîäà ñ ìîìåíòà íà÷àëà ñòðîèòåëüñòâà.  ïîñ-ëåîêóïàåìûé ïåðèîä ìîæíî ñíèçèòü òàðèôû íàýëåêòðîýíåðãèþ äî ñèìâîëè÷åñêè íèçêèõ ëèáîïðîäàâàòü ýëåêòðîýíåðãèþ ïî ðûíî÷íîé öåíå èïîëó÷àòü íå ìåíåå 15 % íà÷àëüíûõ çàòðàò åæå-ìåñÿ÷íî.

 çàêëþ÷åíèè ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ðåçóëü-òàòû òåîðåòè÷åñêèõ è ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëå-äîâàíèé ïîçâîëèëè àâòîðàì ýòîé ñòàòüè è ãðóï-ïå ñïåöèàëèñòîâ, ó÷àñòâîâàâøèõ â ðàçðàáîòêåýòîãî èçîáðåòåíèÿ, ñäåëàòü íåñêîëüêî çàÿâîê íàÅâðîïåéñêèå ïàòåíòû è ïîëó÷èòü íà íåãî â2005 ã. Åâðàçèéñêèé ïàòåíò [3].

Ñïèñîê ëèòåðàòóðû

1. Áàõìåòüåâ Á. À. Ââåäåíèå â èçó÷åíèå íå-óñòàíîâèâøåãîñÿ äâèæåíèÿ æèäêîñòè // Áþëëå-òåíü ïîëèòåõíè÷åñêîãî îáùåñòâà. 1915. Âûï. 1.

2. ×èñòîïîëüñêèé Ñ. Ä. Ãèäðàâëè÷åñêèé òà-ðàí. Ì.: Ñåëüõîçãèç. 1930.

3. Ïàò. ¹ 005489. Åâðàçèéñêàÿ ïàòåíòíàÿîðãàíèçàöèÿ (ÅÀÏÂ). ÌÊÈ F04F7/02. Âîäîïîäú-åìíîå óñòðîéñòâî / Ìàðóõèí Â. Â., Êóòüåí-êîâ Â. À.//Áþëëåòåíü ÅÀÏÎ. 2005. ¹ 1.

Ïðèëèâíàÿ ýíåðãåòèêà è ýíåðãåòèêà ìîðñêèõ òå÷åíèé