Наука открывает законы природы, опираясь на твердо установленные факты. Но время от времени «выплывают» эксперименты, ставящие ученых в тупик. Так, например, было после открытия радиоактивности — откуда-то выделялась энергия, а атом, считавшийся неделимым, распадался на части. Прошли годы, прежде чем все недоумения были развеяны. Нечто подобное происходит и в наше время. Но давайте по порядку.  В начале 90-х годов прошлого века американский инженер Джеймс Л. Григгс, занимавшийся электрическими приборами для систем отопления зданий, отошел от традиции. Обычно для нагрева воды применяют трубчатые нагревательные элементы (ТЭНы). ТЭН — напомним — это трубка, внутри которой расположена спираль, нагреваемая электрическим током. Чтобы она не касалась стенок, на нее надевают фарфоровые изоляторы, а все свободное пространство заполняют порошком окиси магния либо алюминия. Он способствует передаче тепла от спирали к стенке и далее к воде. При нормальных расчетных условиях работы спираль имеет низкую температуру, почти не окисляется, а срок службы ТЭНа достигает многих лет.  Однако если в воде много солей, то поверхность ТЭНа покрывается шубой накипи (рис. 1). Спираль перегревается, и ТЭН быстро «перегорает». ТЭН может выйти из строя и потому, что в воде содержатся твердые частицы и растворенные газы. И даже от того, что замедлилась скорость ее движения. Особенно неприятно, когда выходит из строя система отопления большого здания. Григгс решил получать тепло при помощи трения. И специально для этих целей сконструировал... очень плохой водяной насос, в котором лишь 2 — 3 % мощности тратились на перекачивание воды, а все остальное уходило на трение и приводило к сильному нагреву воды. Именно это и требовалось от устройства, которое стали называть механическим теплогенератором. Если КПД ТЭНа близок к 100%, то у механического теплогенератора он не выше, чем у приводящего его в движение электромотора — 90 — 95%. Потеря энергии должна была, по мнению Григгса, окупиться снижением затрат на ремонт системы отопления из-за частого выхода ТЭНов из строя. Опыт подтвердил правоту инженера. Механический теплогенератор надежно работал в системе отопления зданий. На него не влияли содержавшиеся в воде соли и механические примеси. Но когда стали подсчитывать затраты на отопление, то вместо ожидавшихся 10% по терь неожиданно получили 14% экономии по сравнению с системой, где применялись ТЭНы. Откуда-то брался избыток энергии. Теплогенераторы охотно покупали, но Григгса продолжал волновать вопрос, откуда берется избыток энергии. В 1992 г. он поставил контрольный опыт. В лабораторных условиях теплогенератор забирал воду из бака с добротной тепловой изоляцией и возвращал обратно. Энергия, потребляемая мотором теплогенератора, измерялась при помощи точных приборов. Через час работы системы температуру воды в баке замерили, подсчитали и выяснили: каждый джоуль электроэнергии, пришедший из сети, создавал в баке 1,5 Дж тепла! Сегодня, потратив 2 — 3 тысячи долларов, вы можете купить кондиционер, способный работать в режиме теплового насоса и на каждый Дж электроэнергии выдавать более двух Дж тепла. Но избыток тепла он берет из уличного воздуха — засасывает теплый, а выбрасывает холодный. В теплогенераторах Григгса этого нет. Нет и никакого внятного объяснения причин появления в них избытка энергии. Существуют лишь догадки. Думали, что в воде происходят термоядерные реакции между атомами присутствующего в ней тяжелого водорода. Но тогда при работе генератора возникала бы радиация, а ее не обнаружили. Думали, что молекулы воды как-то соединяются друг с другом и это приводит к выделению энергии. Тогда на выходе генератора в больших количествах появлялась бы гипотетическая «полимерная вода». Но нигде никто и никогда ее не обнаружил. Есть и гипотезы об извлечении энергии из физического вакуума, но сегодня они вообще не поддаются проверке. Когда тайна теплогенератора будет раскрыта, сказать трудно. Но построить его модель вы можете уже сейчас.  Вот как он устроен (рисунок взят из патента США № 5 188 090) (рис. 2). В цилиндрическом корпусе, выточенном из стали, расположен алюминиевый ротор со сверлениями на ободе. Корпус закрыт плоской крышкой на винтах. Вода поступает через зазор между боковой поверхностью ротора, обтекает его со стороны обода и через другой боковой зазор вытекает, уже нагретая. В зазорах вода нагревается за счет трения, и в ней образуется множество газопаровых пузырьков. Основные же события происходят на ободе (рис. 3).  Здесь идут два процесса. Сначала ячейки заполняются водой. Она смачивает их стенки и прилипает к ним. Но под действием центробежной силы вода в них начинает растягиваться, как бы рвется, и вылетающие капли с большой скоростью ударяют в стенку. Возникает ударная волна, и возрастает давление. Волна встречает на своем пути многочисленные газопаровые пузырьки и схлопыва-ет их. Происходит кавитация. В центре пузырька возникает громадное давление — от 12 до 450 тыс. атм. В этой-то зоне и возникают непонятные пока физические события. Обычно теплогенераторы Григгса делают на мощности в несколько десятков кВт. Диаметры их роторов достигают 300 и более мм при скорости вращения 3000 об/мин. Но если, например, увеличить ее вдвое, те же явления будут происходить и на роторе диаметром 75 — 100 мм. Сделать его можно на школьном токарном станке. Ротор и статор такого теплогенератора для демонстрации и лабораторных работ показаны на рисунке. В качестве привода для него подойдет любой асинхронный двигатель мощностью более 0,5 кВт с ременной повышающей передачей. В ней могут быть использованы шкивы, применяемые в легковых автомобилях. Для определения эффекта получения избытка энергии нужно замерить энергию, получаемую электромотором, и сравнить ее с той, что дает теплогенератор. Энергопотребление мотора замеряют при помощи обычного электросчетчика. Энергию, выдаваемую теплогенератором, подсчитывают, измеряя массу и температуру полученной горячей воды. В нашем случае можно получить тепловую мощность 1—1,5 кВт, что может быть полезно в хозяйстве и наведет вас на мысль о необходимости постройки более мощного устройства. Для этого мы рекомендуем ознакомиться с книгой: Л.П.Фоминский. Роторные генераторы дарового тепла. Сделай сам. Черкассы, «ОКО-Плюс», 2003. Предупреждаем, что книга очень своеобразна. Примерно половина ее посвящена технике и науке, а другая — политике. Техническая часть написана очень хорошо; именно ее мы и рекомендуем прочитать. А. ИЛЬИН из журнала «Юный техник» №7 2005. |
