Двигун Клема Bashny.Net

Двигун, який винайшов Річард Клем, побудований і успішно використовується в 1972 році, згадується на багатьох безкоштовних енергетичних сайтах. Майже всі вони копіюються однакової статті. Ймовірно, що доступна інформація про неї дуже страшна і фрагментарна, і сам двигун не те, що здається на перший погляд.

Слід зазначити, що є багато проектів, які виглядають схожими на двигун Клем, наприклад, центрифугальний двигун Ігоря Висоцького (автомат, до речі, це також обов'язково). Насправді, ці пристрої використовують абсолютно різні принципи роботи і тому їх схожість є децептивним.


Технічні характеристикиДо того, як ми починаємо розглянути двигун Клем, «декомпозит» інформацію, яка доступна нам про це. Нижче я даю винятку з дуже «канонічної» статті, яка в певній мірі відноситься до технічної частини пристрою.



«Класичний» образ двигуна Клем. Картина була виконана під постановкою ЕГА (640х350), а отже без корекції на сучасних моніторах виглядає «загартоване».Інформація з статтіТак, тут є технічна частина статті «канонічні» (метричні значення вказані в дужках для американських юнітів вимірювань, переклад наближений до англійського оригіналу, що істотно змінив опис деяких точок).

Річард Клем працював з важкою машиною в Далласі. Він помітив, що деякі види насосів високого тиску, що зберігалися протягом деякого часу після вимкнення живлення. Про це явище призвело до винаходу двигуна. Клем говорить ... Драйвери повинні міняти вісім галонів (грубо 30 літрів) рослинного масла на кожні 50 000 миль, які вони працюють і ніколи не купують будь-який бензин. Двигун важить близько 200 фунтів (близько 90 кг) і містить рослинне масло на 300°F (близько 150°C). Клем каже, що він використовується рослинне масло, тому що його двигун працює при температурі, при якому вода кип'ятить і нормальна моторна олива зламається. У той час як він не хотів би відірвати деталі пристрою двигуна, його додатковий джерело живлення становить 12-вольтовий акумулятор. Він складається з конуса, встановленого на горизонтальній віссі. Валу, що тримає конус, порожня всередині, і конус має спіральні канали, розрізані в ньому. Ці спіральні доріжки пропускають вздовж конуса і закінчують на його основі у вигляді насадок (nozzles). Рідина вводять в порожнистий вал при тиску в діапазоні 300-500 фунтів на квадратний дюйм (21-35 кг / см2), пропускають через тісні спіральні канали конуса і виходи через насадки. Він робить конус обертати. Чим вище швидкість рідини, тим швидше гниться конус. Як збільшує швидкість, рідина нагрівається, тому необхідний теплообмінник і фільтр. При певній швидкості конус починає самостійне обертання, незалежно від двигуна. Швидкість валу досягає 1800-2300 оборотів за хвилину ... двигун був протестований Корпорацією Bendix. Тест було прикріпити двигун до динамометра для вимірювання потужності на вал. Вимірювання показали, що двигун стабільно виготовив 350 кінної потужності за 9 днів, які вражають інженери Bendix. Увімкнено, що джерело, яке може виробляти стільки енергії в закритій системі для такого тривалого часу, може бути ядерним. Конструкція двигуна не містить нестандартних деталей, крім конуса з спіральними каналами і порожнистим валом. Коли Клем побудував перший двигун нафти в 1972 році, він підірвав 600 миль (приблизно 1000 км) пробну подорож до Ель Пасо мотором, який він зробив з зарплатою. До всіх районів і всіх згинів він зумів отримати тільки до Обіліну (Google Maps показує відстань на шосе між Далласом і Абіліном на 172 миль, або 276 км). Він приписав провал конструкції, занадто невеликий розмір валу і використання ланцюгів замість редукторів. Відразу після того, як винахідник був захоплений нападом серця і папірми, син винахідника надіслав єдиний робочий модель машини до ферми біля Далласа. Він закопував його під 10 футів (просто понад 3 м) бетону, і продовжує працювати на цій глибині протягом декількох років. Це в основному всі дані з 1992 року, 20 років після того, як винахідник загинув серцевий напад у 1972 році. Трохи пізніше було відомо трохи більше даних, які відварюють до наступного. Насос, який подається в якості прототипу двигуна, був використаний для обприскування гарячого рідкого асфальту. Конус був встановлений вертикально. Для охолодження використовується теплообмінник. Нарешті, останню інформацію про двигун Клем більше не згадує конуса, але відноситься до "швидкого насоса" і "конвертора", "як турбіна", а фото двигуна показує щось схоже на турбінні колеса і нічого подібного конуса видно (без нього приховано всередині "турбіна"). У фотографіях автомобіля чітко видно дві різні модифікації двигуна з поздовжньою і поперечною орієнтацією валу, але ні з них натякає на вертикальну конусну установку.

Відверто кажучи, не занадто багато даних - наприклад, точні розміри пристрою невідомі (це дозволить нам оцінити можливий діаметр конуса і отриманих відцентрових сил), хоча його маса дається. Але я думаю, що багато чого намагаються зрозуміти, як це працює незвичайний мотор. Що стосується розмірів двигуна, то вони можуть бути непрямо оцінені на підставі того, що вона була встановлена на машині, очевидно, замість «стандартного» двигуна, в той час як Ford Falcon згадується як базовий автомобіль. Ця модель була виготовлена з 1960-х до початку 70-х років і була розглянута «компакт» двостороннього автомобіля.

Тим не менш, особливо перед нафтовою кризою 1973 року американська концепція «компактності» істотно відрізнялася від європейської, тому в її розмірах, Ford Falcon знаходиться близько до Волги, а не до Запорожець. І хоча слід зазначити, що його моторне відділення мали значні розміри, навряд чи довжина двигуна перевищила 90 см, висота 70 см, ширина - 50 см, і з урахуванням невеликої ваги ми можемо припускати набагато більш компактні розміри. Однак автомобіль, зображений в добре відомому дуже нечітких фотографіях, має домашній корпус, а розміри його досить щільно заповнені (незвичайно, ніж важко зрозуміти) відсік двигуна близькі до тих, які вказані (як точкова точка для оцінки розмірів можна використовувати сам Річард Клем, стоячи поруч з автомобілем).

І, звичайно, слід звертати увагу на можливі прототипи двигуна, знайдені Робертом Кунцом, конічним насосом для в'язких рідин.

Складання в описіПри читанні статті ви можете помітити кілька особливостей, деякі з яких з першого погляду здаються дивними, принаймні, порівняно з традиційними автомобільними двигунами, а інші - принаймні іллогічні або навіть фантастичні. Тим не менш, це аналіз таких моментів, які можуть дати ключ до розуміння роботи двигуна. Я помітив.

Надзвичайно невелика для заявленої ваги потужності, навіть якщо ми вважаємо, що це «сухе» маса без заправки масла (30 літрів рослинного масла вагою близько 25 кг, а якщо зазначена маса працює, то частка заліза в цілому не перевищує 65 кг) і незвичайно велика частка «заправки» (близько 30 літрів) до ваги двигуна (90 кг). Для порівняння, як правило, в машинному двигуні з сухою вагою близько 100 кг заливається близько 4 літрів моторної олії і 7-9 літрів теплоносія (вода, тосоль і т.д.). Відносно висока робоча температура (150°C). Що не дозволяв Клем обмежити звичні для автомобільних систем охолодження 80-90 ° С? В даному випадку можна використовувати стандартні автомобільні термостати та інші частини системи охолодження для підтримки робочої температури, а в якості робочого тіла може використовувати звичайне моторне мастило, і, можливо, навіть вода. Високий (згідно автомобільними стандартами) масляний тиск на конусний вхід (20-35 атмосфери). Для порівняння, операційний тиск в нафтосистемі звичайного двигуна становить від 2 до 8 обстановок, при високих тисках досягається при високих швидкостях, відкривається спеціальний пусковий клапан, який відштовхує надлишок масла і тим самим зменшує його тиск. Вам потрібен насос, тому що відцентрові сили можуть створити досить гідний тиск самостійно? У статті чітко зазначено, що спіраль не проводиться з рани труб на конях, але робиться у вигляді протоку в конуса самому. Але варіант з ранною трубою буде набагато простіше і більш технологічно просунутий, особливо в «гаражних» умовах Клем. І навіть якщо виникла серйозна загроза розриву відцентрових сил труб (згадайте, що швидкість обертання, згідно з статтею, не перевищила 2300 об/хв), досить використовувати зовнішній захисний конічний обсад і навіть простий наплавлення з сталевим дротом для захисту від нього. Однак відповідь на це питання міститься в описі прототипу насоса. До речі, чому нам потрібна конус на всіх - адже при розгляді центрифугальних двигунів ми знайшли, що з точки зору гідродинаміки немає різниці не тільки між конусом і плоскою спіраль, але і між спіральними і прямими трубами-«роги»? І якщо ми враховуємо в'язкість рідини, то чим довше його шлях, тим більше втрати тертя на стіну! І при виготовленні двигуна для вашої заробітної плати, очевидно, що плоска спіраль буде коштувати менше конуса, якщо тільки тому, що менш матеріал піде до неї. До речі, на фото двигуна Clem не існує єдиного блоку, в його пропорціях навіть тісно схожого на конус в кресленнях, включаючи креслення прототипу насоса. У схемі теплообмінник поміщається на насос, хоча з точки зору більш ефективного охолодження, він більш логічно розмістити його після - після усього, при стисканні, робоче тіло відчуває додаткове опалення. Однак таке розміщення має лише міцну технічну обґрунтування - теплообміну насоса поліпшується, а найголовніше, робоча рідина знаходиться на тиску близько до атмосферного тиску в теплообміннику! Пристрій, протягом днів (або навіть років) безперервно працює в стаціонарних умовах, встановлених на машині, зламався через менше 300 км пробігу, в той час як поломка була те, що «згинається вал і все інше». й
Вал в конструкції тільки один - на який обертається ротор. Причиною її руйнування є, очевидно, важкі навантаження на горизонтальний вал через гіроскопічні ефекти при повороті автомобіля і скелянні його на шорсткості дороги. Причина також може перекручувати сили через різку зміну навантаження – наприклад, при переході з місця – але цей варіант менш ймовірний. Крім того, навантажувальні сили діють тільки на боці валу, з якого знімається потужність, а вигин від гіроскопічних ефектів на обох кінцях. Імовірно, в першому дизайні вал був ще горизонтальним, як в прототипі насоса, так і вертикально конус може бути розміщений в поліпшеній моделі - той, що син Клем похований на фермі (у моєму досвіді я кажу, що ви зазвичай думаєте про такі речі тільки після чого пішли неправильно).
Застосування ланцюгового приводу замість редукторів навряд чи є основною причиною такого швидкого розбиття. Дійсно, ланцюговий привід дає не тільки тангенціальне (посадка), але і нормальне (закінчення) навантаження на вал через необхідність натягувати ланцюг, а при використанні шестерень з відповідною геометрією зубів, нормальне навантаження на вал може бути практично відсутнім. Але цей фактор також працює в стаціонарних умовах, і якщо його вплив був великим, він неминучий проявляється там.
Так як заявлена швидкість обертання досить невелика - близько 2000 об / хв проти близько 3000-4000 об / хв звичайних двигунів в режимі «збірка», причина жирового згину вал може бути дуже велика обертаюча маса, тобто маса ротора. Враховуючи, що в двигунах внутрішнього згоряння на колінному валі зважують кілька кілограмів і діаметром 30 сантиметрів обертається, і нічого не відбувається до них, я оцінив робочу вагу ротора не менше 10 кг, але швидше за все, він зважився більше 20.30 кілограмів. Неймовірно, що Clem, людина, безумовно, технічно розігрітий, не розуміла важливість зменшення обертальних мас і зробила несправедливе ротор або навмисно нестійке вал (центровий отвір знижує міцність труби дуже злегка, навіть якщо діаметр отвору становить 3/4 діаметра валу, його вигин і скручування сил зменшиться менше чверть). Отже, виникає питання: чому Клем зробити такий важкий ротор, особливо з тих пір, на відміну від двигунів внутрішнього згоряння, флакон не потрібен в своєму дизайні - здається, працювати безперервно і не має "дешевих плям"? І, нарешті, найбільш фантастичним є заява про роботу двигуна під бетоном на триметровій глибині протягом декількох років, тобто практично без теплообміну з зовнішнім середовищем. І найдивовижніше тут немає видимого джерела енергії, але обслуговування теплового балансу. Важко, поспішаючи захопити двигун на фермі, сина Клема подбали про створення і видалення потужної системи теплообміну! Але якщо двигун якось «смоктує» теплову енергію з зовнішнього середовища, він швидко охолодить навколишнє оточене приміщення і просто «заморожує» протягом декількох хвилин, після чого година. Якщо пристрій отримує енергію іншим чином (з ядерних процесів, торсійних полів, «фізичний вакуум» і т.д.) і будь-яка значна частина його перетворена в параситичну спеку, яка нагріває її вгору (принаймні, це неминучі втрати тертя), двигун перегрівається над усіма допустимими лімітами одночасно (а ядерний реактор також може працювати протягом років під водою і підземелем, але без постійного інтенсивного охолодження, він швидко перегрівається і вибухне, як сталося на Чорнобильській атомній електростанції).
Описаний можливий тільки якщо теплова дисбаланс на холці не перевищує сто або два вати, тобто або конструкція є добре збалансованим поєднанням теплового насоса та теплового двигуна, або внутрішніх втрат енергії для тертя та інших витрат є дуже невеликими, а без використання теплової генерації практично відсутні (порівняти режими хоління та навантаження для двигунів внутрішнього згоряння та електродвигунів)!Кілька слів про рослинне маслоЧому Клем вибрати рослинне масло? До тих пір, як ми не знаємо, як двигун отримує енергію, це потребує, ми не можемо сказати, що цей вибір є оптимальним і чи можна поліпшити ефективність двигуна, вибравши іншу речовину в якості робочого тіла. Однак ми можемо проаналізувати фізичні властивості рослинного масла і зберегти їх на увазі, враховуючи можливі принципи роботи даного двигуна.

Давайте подивимося, що кулінарні сайти і форуми говорять про фізичні властивості рослинного масла, так як вдалося знайти хоча б деякі відомості про це тільки там. Немає інформації, але ви ще можете зібрати основні біти.

Отже, при атмосферному тиску масло не кипить, принаймні в класичному розумінні слова (тобто це не кипить і сплеск, якщо, звичайно, вода з посуду, з продуктів або з рук варіння потрапляє в неї), але вона має три інші важливі температурні точки: точка початку хімічної декомпозиції і окислення, яка не супроводжується значним виділенням диму (для багатьох тваринних олій і жирів це 140..160 ° С, для рослинних зазвичай 170.190 ° С), «точ диму» коли масло починає активно окислювати і декомбурстувати рідиною, нарешті 2 °

Але це правда, що масло не вариться? Насправді це не зовсім так: натуральне рослинне масло, яке не зазнало глибокого рефінування і очищення (і в дні Клем в масових кількостях немає інших), являє собою суміш багатьох дробів з різними температурами випаровування, декомпозиції і спалаху. Деякі з них в мінімальних кількостях випаровуються при кімнатній температурі, забезпечують запах виробу. Інші починають випаровувати при температурі близько сто градусів цельсію, хоча при приготуванні цей процес зазвичай відбувається неочищеним і проявляється тільки при непристойному жирному покритті на кухонних мебліх і стелі, яка починає формувати особливо активно під час інтенсивного смаження, що відповідає температурам від 150 ° С і вище. У цих процесах беруть участь лише крихітна частина загальної кількості нафти, а все інше на атмосферному тиску продовжує знаходитися в рідкому стані, доки температура «податкової точки».

Варто відзначити ще одну важливу властивість олії - її порівняно висока в'язкість при кімнатній температурі, яка швидко знижується з підвищенням температури і при температурі вище 100 ° С вже починає підходити до в'язкості води. З іншого боку, коли температура знижується, масло не йде різко в кристалічну фазу, але відносно гладко збільшує її в'язкість до практично твердого (але аморфного) стану.

Досить висока в'язкість масла в холодному стані призводить до великих втрат тертя при русі через канали ротора і, відповідно, викликає прискорене нагрівання конуса, але потім, як масло зігріється, в'язкість масла значно знижується, зменшуючи рідкий тертя і складаючи його важко перегрівати ротор в свічці з цієї причини. Додатковою перевагою використання рослинної олії є створення сприятливого середовища для експлуатації деталей двигуна, автоматичного забезпечення змащування та захисту корозії, хоча використання спеціальних технічних масел для цієї мети є більш ефективним.

Крім того, слід зазначити, що масло дуже добре змочує поверхні більшості металів, в тому числі сталевих, мідних і алюмінієвих сплавів, що означає, що її екстремальні шари, що перекриваючи стіни каналу, можуть ефективно займатися цими стінами в русі, а завдяки високій в'язкості, середні шари також будуть дотримуватися їх.

Чому не використовували мотор або трансмісійне масло? Ймовірно, що на відміну від овочів, вони набагато більш однорідні речовини, а їх температура кипіння набагато вище температури декомпозиції і деградації.

В системах внутрішнього згоряння і коробки передач, висока пароізоляція нафти, і особливо його кипіння, є дуже небажаним явищем, тому розробники автомобільних масел особливо намагаються зменшити утворення пар в всьому діапазоні температур - до 110. . 120°C. Однак вони не припускають тривалу роботу масла при температурі вище 100. 110 ° С, і тому при температурі вище 110.120 ° С, моторні масла швидко зламаються і втрачають свої властивості.

Для кулінарних цілей відносне високе утворення масляної пари не обмежує фактор, а в деяких випадках може навіть бути бажаним, але стійкість до температур від 130.150 ° С (нормальне смаження) до 180...200 ° С (придбання в глибокому смаженні) є фундаментальною вимогою. Таким чином, харчова олія віддає перевагу моторному маслі в двох випадках - якщо найбільш можлива пароізоляція необхідна або якщо з якихось причин робоча температура не може бути знижена нижче 100 ° С.

Якщо двигун Клем є «гуїльною» кавітацією з гідравлічними ударами, то переваги оливи над водою непереборні. Справа в тому, що випаровування води, особливо в опалювальному стані, значно вище, ніж масло, навіть гаряче. В результаті стоншування всередині кавітаційних бульбашок буде гірше, а їх «збір» буде менш гострим, ніж у випадку, коли пари всередині бульбашки практично відсутні.

Варто відзначити, що є багато інших спроб, щоб пояснити операцію цього двигуна. Наприклад, варто прочитати думку В.С. Бугреєва.



Інші варіанти двигуна Clem"Класичний" образ не єдиний варіант дизайну - є також варіант двигуна Clem з вертикальною віссю обертання.



Вертикальний варіант двигуна Klem під час роботи (URL оригінальної статті та переклад умов на російську додану мною). У цьому варіанті змінено не тільки орієнтацію осі обертання, але є більш серйозні відмінності - наприклад, насос використовується тільки для запуску системи, а потім масло надходить в порожнистий вал, а потім в конус ротор за самовизначенням. Це креслення від найбільш примітивної статті Роберта Кунца на ймовірному прототипі двигуна Клем, а її російський переклад можна прочитати на окремій сторінці. Тим не менш, це слід враховувати, що цей дизайн в реальності, так як я знаю, Кунцзем не був втілений, а метод регулювання швидкості двигуна, запропонованих йому, здається, технічно ненадійним.

Тим не менш, було спроб зробити щось схоже на двигун Clem в металі. Ось один з них (пристойно вітчизняний) - гідрофорний генератор "Гаруда". У мене немає інформації про ефективність цього дизайну.



Ще одна стаття про двигун CIBC Jim Ray з'явилася на keelynet.com у 2009 році.

Нарешті, щоб завершити картину, потрібно сказати кілька слів про інші рідкі конструкції, які використовують швидке обертання роторів, турбін або просто рідина і, ймовірно, здатні працювати «на власній». Хоча вода зазвичай використовується в якості робочого тіла. На жаль, інформація, яку я знайшов в Інтернеті про них, є надзвичайно фрагментарною і вигодою, але ви можете побачити, що коли вони починаються, вони зазвичай вимагають етапу прискорення і прогріву, часто дуже довго, а іноді є обмеження на мінімальний розмір. Зокрема, для водопровідних споруд мінімальний діаметр зазвичай 1.1.5 м (швидкість обертання зберігається секрет).

Двигун Clem з точки зору термодинамікиГоворячи про двигун Клем, не можна ігнорувати термодинаміку та гідродинаміку. Дуже важливий момент слід підкреслити відразу. Якщо ви подивитеся на причину двигуна Klem, щоб працювати точно в рамках термодинаміки, теплообмінник двигуна Klem повинен бути холодним і нагрівати робочу рідину через теплову енергію навколишнього середовища - там немає ніде, щоб взяти його енергію з. Але все в одному голосі кажуть, що теплообмінник був гарячим і служив для охолодження.

Крім того, для вибору тепла від зовнішнього середовища через термодинамічні процеси - в першу чергу адиабатична розширення газової (парної) фази і різних теплових змін агрегатних станів в різних умовах - необхідно використовувати робоче тіло з хорошою випаровістю, так як проводиться в традиційних теплових насосах. Тут, неминуче, є проблема максимізації температури «точної точки», яка вимагає дуже інтенсивного видалення розширеної охолодженої пари з зони випаровування. Але Клем вибрав практично незбиране масло як оптимальне робоче тіло, відхилення води та інших рідин з високою парозацією. Тому, здається, що в загальній паровій утворенні не тільки непотрібні, але і шкідливі. Крім того, неможливо виключити можливість виходу конусних каналів відкрився не в вільний простір, як показано в «класичному» малюнку, але в камеру щільно заповнюється маслом - це ще одна причина, чому інтенсивне утворення пар на виході сопл не можна вважати.

Тим не менш, в роботі цього двигуна також працюють термодинамічні процеси - це компресія робочої рідини, а її опалення, а також розбризкування через форсунки з гострою крапельою тиску і дуже ймовірним утворенням пара кавітації, принаймні часткової. Тому ми спробуємо розглянути двигун Клем з точки зору термодинаміки і гідродинаміки - в будь-якому випадку такий аналіз не буде зайвим, і, можливо, покаже точки, які слід приділити особливу увагу. Тим не менш, з моменту чисто термодинамічного роз'яснення операції двигуна Клем (звичайно, з порушенням ІІ принципу термодинаміки) здається не вірним, він розміщується на окремій сторінці, а термодинамічні процеси повинні бути розглянуті для відтворення вторинної ролі.



P.S. І пам'ятайте, що просто змініть наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Джерело: //khd2.narod.ru/clem/clem.htm