Быков Валерий Алексеевич: другие произведения.

Кристаллические источники энергии.

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Оценка: 8.09*5  Ваша оценка:
  • Аннотация:
    Настоящим учёным читать сию лженауку не рекомендую. Ибо есть библия, именуемая советский учебник 1937го года выпуска, и всё что за пределами советского учебника 1937го года, именуемое современной наукой, сие есть лженаука. Ведь всем известно, раньше и солнце светило ярче, и вода была мокрее и поезда поездатей. Да и поколение нынешнее, не чета старым *** советской закалки. Так что это просто лирика и мой своеобразный юмор, не более чем.
   Электростанции на кристаллах.
  
   Как бы всем известно, что такое теплота плавления материала. Если взять воду, и начать её остужать при давлении в 100кПа, то при температуре 0С, начнётся кристаллизация воды. Вы будете остужать её дальше, энергия будет отводиться, а температура какое-то время будет оставаться неизменной. Вода будет застывать, выделяя энергию, эта энергия будет невелика 330кДж/кг. Это не так много на самом деле. Если взять такой металл как алюминий, то у него уже теплота плавления составит 400кДж/кг, у вольфрама теплота плавления составляет уже 191 кДж/кг? бор 2,2МДж/кг. Эта энергия достаточно велика на самом деле, но не так уж, и добывать такую энергию из вольфрама или бора сложно. Хотя бы, потому что его добывают в природе уже в застывшем виде. Тем не менее, видно, что теплота плавления существует, и она может быть достаточно велика для некоторых материалов. Очевидно также, что из обычных материалов добывать энергию теплоты плавления, энергию кристаллизации сложно и бессмысленно. Потому что 0,2 МДж/кг это мало.
   Однако, помимо простых веществ существуют высшие монокристаллы с вынужденной валентностью, они образуются под огромным давлением от 50гПа (5млн атм), и выше, часто их кристаллизация идёт лишь при высокой температуре (алмаз 2000С и 10гПа). Энергия вынужденных связей в кристаллах огромна, и она намного больше энергии теплоты плавления вольфрама. Но, по сути, это та же теплота плавления. Кристалл железа, застывая под давлением в 560гПа (при 5400С), до валентности 14 и выше, уже способен выдать при кристаллизации энергию более 1000 гигаДж/кг, это большая энергия.
   Нагружать металлы давлением в 500гПа (50млн атм) и выше сложно на первый взгляд, но это вполне возможно. Стоит учесть, что давление на кристалл может быть и больше 50млн атм, 500гПа, и вместо железа можно использовать и иные металлы, такие как вольфрам или свинец. Тогда энергия на 1кг источника энергии будет выше, в сотни и тысячи раз выше, энергии кристаллизации железа. Этот принцип можно и нужно использовать для создания электростанций. Этот принцип способен обеспечить человечество энергией на долгие годы (на миллионы лет), экологически чистой дешёвой энергией, без последствий и радиации. Также этот принцип способен обеспечить энергией и автомобили, самолёты, космические корабли, инопланетные колонии и морские суда. При этом, данный принцип абсолютно безопасен и очень надёжен, поскольку в случае поломки устройства, его работа просто прекратится. Всё что нужно это создать условия, при которых идёт кристаллизация высших кристаллов, это давление+температура. Кристалл, застывая, с высокой валентностью, будет выделять уйму тепла. Кто не верит, см. ионно-электронная рекомбинация, энергия средних и нижних уровней электронов крайне велика. Речь идёт о тысячах и миллионах гига Джоулей на килограмм массы кристалла. (к слову о прочности этого материала, чтобы разрушить такой кристалл, нужно выделенную им энергию подвести, а значит, такая деталь будет исключительно прочной, и сможет например какое-то время сохранять свою геометрию, даже если вступит в контакт с плазмой, температура которой выше температуры плавления кристалла, что очень важно, например при ядерном взрыве на поверхности кристалла)
   Аналогичный принцип является источником энергии для звёзд типа белый карлик, так же как термоядерный синтез обеспечивает энергией наше солнце. Хотя конечно, достичь давлений как в недрах белого карлика, в земных условиях сложно.
   Кристалл, сжатый под большим давлением, точнее жидкость, превращающаяся в кристалл, конечно, производит не электричество, а тепло, которым необходимо нагревать рабочее тело, подающееся на турбину. Стоит учесть, что если прекратить отвод энергии от кристалла, то его кристаллизация прекратиться, т.е. устройство можно выключить, или включить по необходимости. Что важно и удобно.
   Также создавая электростанции на кристаллах, нужно помнить, что целесообразно использовать два рабочих тела минимум, два каскада турбин и тепловой насос для низкотемпературного рабочего тела. При этом желательно в качестве рабочего тела использовать не воду, а жидкость с минимальной теплотой испарения. Чтобы электростанции имели максимальный КПД, не 30%, а желательно 90% или даже 100%, что вполне достижимо для электростанции по схеме два рабочих тела (или даже три) с разными температурами кипения, плюс тепловой насос для последнего рабочего тела. Тепловой насос перекачивает тепло, остатки, из конца цикла в начало последнего цикла. (также хотелось бы добавить, что для экономии электричества, было бы неплохо, создать систему промышленных конденсаторов, большой ёмкости, в которые электростанции будут закачивать энергию, а из них уже энергия будет подаваться к потребителю, (т.е. конденсатор, он на подстраховке, выросло потребление энергии, она идёт из конденсатора, а за это время включаются вспомогательные генераторы) тогда можно будет периодически включать, и выключать турбины, по мере расхода энергии. Потому как сейчас, электростанции работают с постоянной мощностью, независимо от того, сколько энергии потребляется потребителями. И из-за этого, в том числе, напряжение в сети непостоянно. Надо понимать, что конденсаторы надо делать также не просто из титаната бария, а также используя физику сверхвысоких давлений, диэлектрики...)
   Стоит сказать, что такие электростанции, само их создание, будет дороже, чем электростанции на угле и газе. Потому что потребуется продвинутая металлургия, монокристаллы, и технологии работы со сверхтвёрдыми сплавами, типа поляризованного диборида рения и тп.. Человеки, пока что, в этих областях не преуспели. Эти электростанции на кристаллах, по сложности создания будут сопоставимы с атомными. Но, в отличие от атомных, они будут безопасны, и за много лет работы, не будут выделять в природу радиоактивные вещества, а также СО2. Их отходы, кристаллы с вынужденной валентностью, сверхпрочные, сверхтугоплавкие, сверхтвёрдые вещества, можно будет использовать для создания сверхнадёжных, сверхтугоплавких деталей машин и механизмов. (таких отходов будет немного, а спрос на них будет велик) Стоит также учесть, что вероятнее всего электричество на таких электростанциях будет дешевле, чем на газовых или угольных станциях, потому что потребуется гораздо меньше топлива, по массе, чем требуется газа или угля, его проще и дешевле добыть. Одно дело добыть и привезти на электростанцию раз в год 10кг свинца и криптона, другой дело 500тыс тонн мазута. (нужно помнить, что энергия горения, окислительно восстановительной реакции между металлом и инертным газом, при достижении требуемого давления также имеет ядерные порядки, сгорит свинец в аргоне или превратится просто в эксимер, это вопрос достигнутого давления) Возможно, постройка такой электростанции, самой первой, с учётом расходов на НИОКР влетит в копеечку, но в будущем, получение энергии на кристаллических электростанциях будет очень дешёвым. Дешевле, чем даже на термоядерных реакторах системы такамак. И долговечность таких электростанций тоже будет крайне велика. Эту тему необходимо проработать и исследовать.
   Этот принцип можно использовать не только для электростанций, но и для создания космических кораблей малого радиуса действия. Простых и дешёвых, с Iуд>500-5000км/сек. Для авиации, морских судов и тд., и тд., и тд., и тд, и тд..
   Ещё раз, источник энергии таких кристаллов, по сути, теплота плавления. (плюс усадка внутренних электронных орбиталей атомов) Принцип аналогичен механизму замерзания льда, или кристаллизации вольфрама. Только у высших кристаллов, энергия теплоты плавления, кристаллизации, очень велика.
   Нужно помнить, что не любой металл, не при любом давлении, будет оптимален для этого процесса. Нужно правильно выбрать материал, провести исследования. Это не обязательно должен быть чистый металл, речь может идти о металлическом эксимере типа свинец-аргон и тп.. Вопрос давления, вопрос вещества, вопрос температуры. Не стоит забывать, что свинец в аргоне под давлением в сотни гигаПаскалей также будет гореть, выделяя огромную энергию. И самое главное, руки того, кто этим будет заниматься, должны расти не из попы. Т.к. тут много подводных камней, человек с руками растущими из попы, просто натолкнувшись на пару таких подводных камней, сразу придёт к выводу, что сделать это невозможно и опустит ручки, так уже ни раз бывало. К примеру, когда советские краснодипломники, настоящие специалисты советской закалки, пытались освоить лазерный термояд используя простое железо, стали и медь. Вопрос не в том, можно ли это сделать, вопрос в другом, хватит ли мозгов у того, кто этим займётся, чтобы это сделать и преодолеть все подводные камни.
   Так если взять жидкость, (расплавленный металл) и подвергнуть её высокому давлению методом взрыва, (как неоднократно пытались истинные светочи советской науки) то едва ли что-то получится, жидкость сожмётся, потом сразу расширится и вернёт свои прежние свойства. Кристаллизация процесс длительный, давление может быть и постоянным и переменным, но в течение длительного времени, секунд или иногда долгих месяцев, но не за микросекунду. Чтобы чегой-то кристаллизовалось из жидкости, нужна, чтобы это было под давлением от 1сек и дольше, а то и гораздо дольше, и при определённой температуре, и про отвод тепла при кристаллизации не нужна забывать.
   Или другой пример криворукости, уплотнения при создании высокого давления. Если взять обычный пресс стакан + пробку, и тупо давить на пробку, может возникнуть явление убегания через микрометровый зазор всего рабочего тела. Потому что под высоким давлением в сотни гПа, сила выдавливания превысит силу вязкости, даже при минимальном зазоре. И для чайника, типа старого советского специалиста, пердуна с красным дипломом, такое препятствие может показаться непреодолимым. Однако, сразу на вскидку приходит минимум два решения этой проблемы.
   1) Способ один, поместить металл, который станет источником энергии в эластичную упругую герметичную среду, типа монокристалла титана первой фазы, с Тпл 3500К. (цилиндр в цилиндре) Среда будет герметичной со всех сторон, металл внутри, зазоров не будет вовсе. После чего, эластичная среда нагружается, деформируется, внутри возникает давление, при определённой температуре и возникает явление кристаллизации высшего кристалла. Т.е. можно отказаться от стыков вовсе, сделав герметичный периметр для всего материала. Это может также быть и металлический монокристалл оксида титана. (окс ал, фтор вольфр и тд.)
   2) Способ два. Не менее тупой, но тоже позволяющий отказаться от стыков и зазоров в прессе, в принципе. Создать устройство по типу градусника, высотой метров десять, нижняя часть градусника наполняется нагружаемым металлом, из которого добывается энергия. В десятиметровую трубку заливается нагружаемый металл. Получается постоянное давление атмосфер на двенадцать, далее трубка помещается в постоянное магнитное поле, создающее прижимное усилие. Т.е. вся трубка градусника, верхняя часть, высотой метров десять, а то и все сто, помещается в электромагнитное поле. Думаю, не нужно объяснять, что диаметр такой трубки может быть очень мал, тут имеет значение только высота, но не диаметр. Электромагнитное поле взаимодействует с материалом в трубке, создаёт прижимное усилие огромной мощи, т.е. давление. В этой схеме нет стыков, везде только жидкость, как следствие нет и утечек, не требуются уплотнения. Конечно, тут, настоящий гениальный советский специалист с красным дипломом, скажет, что мол на поддержание такого прижимного электромагнитного поля требуется куча энергии. Поэтому скажу, нужно не поле, не проводники, а постоянные магниты большой мощности. Возможно, искусственные постоянные магниты, полученные методами поляризации. Которые, не расходуют энергию на создание электромагнитного поля вовсе.
   3) Возможны и другие прочие варианты, как нагрузить кристалл (жидкий металл) без стыков.
   Но способы один и два, это для электростанций. Ведь очевидно, что давление должно быть максимальным, как и температура кристаллизации, быть может, Т даже должна перешагнуть за 10тыс К, иногда в некоторых случаях, при давлениях от 3000гПа и выше. Думаю, для компактных устройств, (типа дачи или автомобиля) не обязательно иметь столь мощные системы, и столь огромное давление, как на электростанциях.
   Нужно понимать, что количество металлов, и давлений, до которых их можно нагружать, а также температурных режимов, сотни тысяч. Не все режимы будут оптимальными и наилучшими для любого устройства. Но можно подобрать режимы, при которых будут выделятся энергии порядка 100 петаДжоулей на килограмм топлива, при сверхвысоких давлениях и температурах, и наоборот, более простые условия, при которых будет выделяться в миллион раз меньше энергии. Но зато такой генератор можно будет поставить на даче, или прикрепить к авто.
   К слову об автомобилях, быть может, даже, используя физику высоких давлений, лучше даже использовать не электротехнику, а банальный сжатый воздух. Если охладить азот до жидкого состояния, потом залить его дополна, в неограниченно прочный монокристаллический бак доверху, а потом завинтить пробку и нагреть до комнатной температуры, то полученного давления хватит на много километров пути. Хотя быть может, тому кто не любит заправляться каждые 1000км, приглянуться кристаллические источники энергии. К слову сжатый воздух, это отдельная статья, пригодная и для работы электростанций, но не важно. Это отступление от темы.
   Главное, что сделать вышеописанное можно, если иметь не кривые руки, мыслить гибко и логично, знать материаловедение, законы природы и тд.. Только нужно понимать, что достичь таких давлений, сделать такие прессы, нельзя просто из стали, просто из меди, и даже из алмаза. Необходимо использовать физику высоких давлений, монокристаллы и поляризацию, это нельзя сделать просто из обычной стали, или даже твердосплава типа ВК17. Тут нужно думать и понимать, и делать всё поступенчато, по шагам. И увы, для итоговой реализации описанной здесь идеи, и дальнейшего развития темы, необходима практическая деятельность и конкретные результаты конкретных направленных опытов. Чего пока нет. Будут опыты, будет и электростанция на кристаллах на основе физики сверхвысоких давлений. С миру по нитке, данные из астрофизики о кристаллизации металлов в ядрах планет, этого уже недостаточно для дальнейшего развития темы.
Оценка: 8.09*5  Ваша оценка:
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
В.Чернованова "Посланница.Наследие Велены" А.Одувалова "Опасное притяжение" А.Буревой "Одержимый.Страж Империи" Е.Гордеева "Естественный отбор" О.Говда "Беспокойное наследство" М.Далин "Слуги Зла" В.Кувшинов "Пирамиды астрала" М.Абина, Д.Ткаченко "Я демон!Что это меняет?" Е.Малиновская "Частная магическая практика.Сны и явь" Е.Лифантьева "Орк.Воин и лекарь" В.Корн "Артуа.Золото вайхов" О.Шалюкова "Заговор теней" П.Корнев "Там, где тепло" И.Эльтерус, Е.Белецкая "Вечер Черных Звезд" Ю.Фирсанова "Месть богини" А.Спесивцев "Есаул из будущего.Казачий Потоп" М.Николаева "Академия для Королевы" М.Лероев "Про Ляльку и Гришку"(детск.) Т.Коростышевская "Внучка бабы Яги" Н.Кузьмина "Наследница драконов:Добыча" В.Афанасьев "Стальная опора" А.Шевченко "Последний рейдер" А.Уралов "Долгий дозор" Я.Алексеева "Охотящиеся в ночи" Ю.Славачевская, М.Рыбицкая "Зачем вы, девочки, красивых любите..." Е.Звездная "Академия Ранмарн" Ю.Иванович "Миры доставки-4.Торжество справедливости"

Как попасть в этoт список

Сайт - "Художники"
Доска об'явлений "Книги"