Лаборатория заказов или LabOrder это место где публикуются по возможности ответы на те вопросы научной и технической тематики, которые вы задали автору.
09.04.2020 04:00.
К нам в редакцию последнее время неоднократно поступают запросы от наших читателей, друзей, коллег, которые доверяют нашему объективному мнению и технической оценке, по поводу прояснения некоторых вопросов относительно вредности для человека сетей связи 5G.
Пользуясь случаем приносим свои извинения, за задержку в освещении этой темы, в последние несколько лет рубрика LabOrder (лаборатория заказов), не очень популярна среди наших читателей, однако мы надеемся что она возродится.
На сегодняшний день, среднестатистического пользователя всеми доступными благами науки и техники, довольно сложно удивить какой-либо новой, прорывной технологией. Особенно, если этот пользователь не вдается в подробности процессов добычи, производства и функционирования этих самых благ. Всё уже сравнительно легко воспринимается, как нечто должное и само собой разумеющееся.
Физику и технологии он учит по картинкам из пабликов, где на правой ладони лежит гибкая дискета на 1.4 Мб размером с пачку сигарет, а на левой, кусочек пластика в 16 000 Мб сравнительно меньшим размером, и это же вполне очевидно, что ко времени, когда у него отрастет третья рука, на ней просто обязан лежать микрочип с over 9999 миллионами гигабайт. Однако, у любой технологии есть предел, а еще оказывается, за нее нужно платить. Платить не мамкиными деньгами, а реальным фактическим уроном, как для окружающей среды, экологии, так и для самого человека в конечном счете. Но, все чаще коптящие трубы ТЭЦ его напрягают куда более сильнее, чем производство и утилизация аккумуляторов. И крылатое высказывание "за всё нужно платить" так и остается на дне маминого кошелька. Но это все лирика...
Что же такое 5G?
В переводе с английского сокращения - fifth generation (пятое поколение) или сети передачи информации, мобильной связи (интернета в том числе) пятого поколения.
У данного типа сети имеется ряд преимуществ в сравнении с традиционными 3 и 4G, а именно:
- относительно высокая скорость передачи информации (высокоскоростной интернет) Гбит/сек.
- связь device-to-device, когда осуществляется передача непосредственно от устройства к устройству минуя очевидно спутник.
- так как высокая скорость передачи данных, то сравнительно низкая задержка при сотовой связи.
- экономия заряда батарей устройства.
Иными словами - новое поколение мобильной связи, мобильного широкополосного интернета с решением некоторых технических проблем и устранения ограничений которые сопровождали использование связи предыдущего поколения. С этим все понятно.
Скорость передачи и частота сигнала.
Несущая частота сигнала уходит в диапазон в единицы и десятки гигагерц. Что-то среднее между радио и микроволновым излучением, а точнее к крайне высоким частотам (КВЧ) от 1 до 100 гигагерц интервала. Ниже информативная иллюстрация частот от естественных, земных колебаний до ионизирующего излучения (радиоактивного). Частоты 5G, расположены на данной линейке частот и длин волн примерно между "спутником" и "спутниковой антенной".
Насколько науке известно, для человеческого организма, очевидный и серьезный вред несет именно ионизирующее излучение. То, что уходит на линейке указанной выше, слева направо, дальше за спектр видимого света в сторону ультрафиолета и дальше. Все эти волны настолько малы, что редко превышают длину в 100 нанометров, однако их высокая энергия способна разрушать молекулы из которых построен организм, вызывая серьезные заболевания, ожоги и в конечном счете преждевременную смерть.
Сети 5G имеют длину волны от 60 до 3 мм (5-100 ГГц). Само по себе название 5G не говорит ничего о частоте, и от государства к государству, частоты для данной сети могут меняться в диапазоне от 5 до 100 ГГц, в зависимости от выделенных полос специальными ведомствами безопасности (военными и тд). Поскольку данные частоты используются для связи со спутниками связи, разведки, в том числе и разумеется секретными.
Как мы видим из иллюстрации выше, новое поколение сетей использует более высокие несущие частоты. Например в сравнении с 4G у которого частота 2.5 ГГЦ, 5G имеет частоту значительно выше (от 5 до 100 ГГц). Именно высокая частота обеспечивает высокую скорость передачи информации..... Хотя, термин "высокая скорость интернета" является не совсем верным.
Давайте сделаем нехитрое сравнение между 2,3.. и 5G. Так как сигнал распространяется с одинаковой скоростью в виде электромагнитных волн, скорость которых постоянна (со слов Эйнштейна и равна порядка 300К км /сек), мы предположим что
- 2G - это пуля весом в 10 грамм. Выстрелив этой пулей на ту сторону реки, мы перебросим всего лишь 10 грамм полезного веса (информации),
- тогда 3G это уже танковый подкалиберный снаряд, весом 3000 грамм и выстрелив им мы сможем уже перебросить 3 килограмма полезного веса, а вот
- 5G уже целая немецкая "Дора", которая одним выстрелом на тот берег перебросить вам 5 тонн полезного веса. Дело в "калибре" снаряда или его "широкополосности"
Разумеется, мы понимаем что скорость приведенных некоторых снарядов несколько разнится, (в сравнении с ЭМ волнами) тем не менее, аналогия достаточно убедительная.
Дополнительную ясность в тему "скорости" вносит термин "широкополосный" значит несущая частота занимает более высокий спектр частот трансляции несущего сигнала, - от ГГЦ -до ГГЦ...
Что разумеется для сетей (вышек) 5G, должно сказаться на их сравнительно большей энергомощности в сравнении с 3 или 4G. Но, это не означает что амплитуда сигнала генерируемая вышкой 5G будет выше чем у тех же 4G, просто работа аппаратуры самой вышки на генерацию широкополосного (по частоте) сигнала будет требовать сравнительно больших затрат энергии. Но это как раз таки тот случай, когда за это "придётся платить".
"Микроволновка"
Однако, в некоторых кругах, существует мнение о вероятном вреде от электромагнитного излучения до видимого спектра. Как аналогия приводится микроволновая печь, с частотой генератора порядка 2.5ГГц и длинной волны чуть более 120 мм.
- ага, вы суньте голову в микроволновку, потом посмотрим! (комментарий из сети)
Однако, у домашнего роутера Wi-Fi примерно таже частота что и у "микроволновки". Разница в мощности излучения. Например, микроволновка это 3000-4000 ватт да еще на ограниченные объем внутреннего корпуса, а роутер это 6-15 ватт сравнительно большое помещение в зависимости от размера.
Особенно, эти фобии участились в последнее время, на волне пандемии нового штамма коронавируса, когда некоторые близкие к науке личности, такие как актеры, певцы, и прочие бездельники, распространили информацию на своих популярных вещательных страничках о связи появления вышек 5G и мировой эпидемией пневмонии. После чего их поклонники, например в Великобритании, побежали сносить вышки сотовой связи.. и да, это не шутка. Такие известные люди как Джон Кьюсак, Вуди Харрельсон понесли непонятно как сформированную новость в массы.
Ложка дегтя
Однако, определенная доля осторожности всё же имеется на счет сетей 5G и не только...
Разумеется кто-то скажет:
- Ладно, люди на верху всегда думают о нас, не будут же они делать то, что вредно нам или нашему телу! Чувак, это все теории заговоров... Ученые не дураки и не злодеи...
Однако, таким хотелось бы напомнить случай в медицине по поводу открытий Филиппа Земмельвейса. Это врач акушер, занялся изучением проблемы высокой смертности среди рожениц от послеродовой лихорадки, которая была в 19 веке по разным данным от 18 до 20%. То есть, сам факт того, что женщина шла на роды, мог закончиться для нее смертью от заражения инфекцией, в 20 случаев из 100. Земмельвейс предложил мыть руки врачам перед принятием родов, дабы избежать занесения инфекции в кровь рожениц. Основные светочи науки медицины тогда над ним только посмеялись. По некоторым данным, за его взгляды он был заточен в психушку где от методов лечения вскоре впал в кому и умер. И лишь спустя почти пол века, врачи начали мыть руки сократив смертность рожениц (прим) до 1% уже после смерти Земмельвейса. Вот такие чудеса в официальной науке, которая занимается не какими-то теоретическими формулами, а заботой о жизни людей.
А вот наше замечание:
У кого дома есть Wi-Fi роутер с двумя каналами несущей частоты, может легко убедиться что частота 2.5ГГц, значительно легче проникает через стены и бытовые препятствия, чем более высокий канал частот в 5 ГГц. Можно ли предположить, что частоты для 5G (5-99 ГГц), не смогут обеспечивать необходимой зоны покрытия, что повлечет за собой либо увеличение количества вышек связи, либо усиление мощности передающего вышками сигнала? И что выберет капиталист, из этих двух зол? Вы же понимаете что куда затратнее обеспечить возведение большего количества вышек. Мы понимаем, что на удалении эффект будет минимален, но как будут в таком случае себя чувствовать те, кто живет в единицах или даже десятках метров от этих вышек?
(Для людей читающих по диагонали - мы знаем о каналах связи в десятки гигагерц, которые прекрасно проходят (для спутниковой связи) через атмосферу и ионосферу.
Вот другое замечание.
Катушка-генератор совершенно неионизирующего излучения частота 1 МГц (в 1000 раз меньше ГГц диапазона), мощность питания всего 7 ватт. Даже не Wi-Fi роутер (10 ватт). 1МГц это радиочастота. Даже если не брать в расчет условие КПД устройства (порядка 60-70% потери на нагрев транзистора и проводки), она легко "поджигает" газ в люминисцентной лампе. А если эта лампа НЕ покрыта люминофором, то легко выдает ионизирующее излучения, которое легко может испортить зрение как минимум, я уже не говорю о ожогах кожи. Выдает ионизирующее, ультрафиолетовое излучение!
Да, это косвенная инициация, а в лампе есть пары ртути, которой нет в человеческом теле, однако, факт остается фактом. И если 7 ваттная мощность делает это на расстоянии в 20 см, то 2 000 ватт (КПД 60-70%) уже легко это делают на расстоянии до 3 метров.
09.07.2015 09:21
Все мифы разом не разбить, особенно когда их ежедневно создают желающие, но по мере поступления таких вопросов и проведения небольшого технического или аналитического исследования, можно и я бы даже сказал нужно.
Буквально недавно, мне написал один мой старый знакомый и хороший друг с которым долгое время не виделись. Ничего не обычного "привет как дела, давно не виделись", а так же в тексте письма он сообщил что почитал мои труды и решил задать вопрос, который его мучил долгое время - Почему в некоторых местах пресная и соленная морская вода не смешивается. Таким образом и определилась тема для очередного поста в LabOrder (лабораторию заказов).
Мне уже доводилось сталкиваться с этим вопросом, и зачастую в беседах с одними и теми же людьми - религиозными, которые при каждом удобном случае упоминали о том что в Священном Коране говорится о не смешении пресной и соленной воды, и использовали это высказывание как аргумент в пользу того что данная книга знает то, что до сих пор наука объяснить не может. Ранее я просто отмахивался от таких "аргументов" благодаря тому что являюсь агностиком, и имею непоправимое убеждение что зачастую религия либо не верно трактует физические явления, либо создает и демонстрирует определенные фокусы с целью привлечения большего количества приверженцев в свои ряды. Но раз человек спросил, тем более мой старый знакомый - давайте разбираться.
Для начала давайте спросим у священной книги что же там говорится о не смешивающихся водах, конкретно и по тексту. Почему по тексту? Зачастую каждый трактует те или иные слова, в непонятно в каком переводе, и выдает желаемое за действительное.
И так, сура #25 Аль Фуркан (Различие). Взято тут.
Так как данная сура состоит из 77 айатов мы рассмотрим только необходимы нам айат где упоминается данное утверждение о не смешении воды. айат #53.
<<25:53. Аллах - Тот, кто создал два моря рядом: в одном море - пресная вода, а в другом море - солёная. Оба моря рядом друг с другом, но Он поставил нерушимую преграду между ними, и они не смешиваются благодаря благоволению Аллаха и Его милосердию к людям>>
Но даже на этом сайте уже идет подмена понятий и пере трактовка оригинальных высказываний. От чего я прошу людей читающих такую литературу, быть осторожней. Вот к примеру перевод Корана Валерией Пороховой (Аль Фуркан 25:53):
<<Он - Тот, Кто в путь пустил два моря:
Приятное и пресное - одно,
Соленое и горькое - другое.
Поставил между ними Он барьер -
Такую нерушимую преграду,
(Что никогда им слиться не дает)>>
Так же следует отметить что данное явление повторяется в суре #55 айат 19-20.
Приятное и пресное - Соленое и горькое. Ну теперь более менее достоверно видно, что, откуда и куда. Вполне возможно что пример с морями это метафора и не более. Но допустим даже так.
В общем, повторюсь что основным аргументом зачастую служит то, что в Священной книге упоминается истина которая была до сели еще не известна науке. И даже поговаривают что знаменитый изобретатель акваланга и океанограф Жак Кусто принял ислам, когда впервые увидел это явление в реальности. Но боюсь как бы не случилось это, как с астронавтом Армстронгом.
Для того что бы начать разбираться в этой проблеме нам нужно перечислить места на планете и условия в которых наблюдается подобное явление, где вода из одного водоема не смешивается с водой из другого.
1) Баб-Эль-Мандебский
пролив который находится между Йеменом (Аравийский полуостров) и Джубути (Африка) и соединяет Красное море с Аравийским морем.
Во-первых, что тут является пресным а что соленым? Аравийское море разумеется соленное. Может тогда Красное море? Так вообще считается самым соленным морем из всех известных. Да и вот эта фотография сверху одно из единственных доказательств того что вода в этом месте не может смешиваться. В общем тут даже объяснять нечего - обычная выдумка и не более. На самом деле между этими двумя морями идет непрерывный обмен двумя течениями нижним и верхним, на разных глубинах. А разность солености на разных глубинах (!) объясняется таким явлением как галоклин:
<< Галоклин — слой воды, в котором солёность резко изменяется с глубиной (наблюдается большой вертикальный градиент солёности). Один из видов хемоклина. Ввиду того, что солёность влияет на плотность воды, галоклин может играть роль в её вертикальной стратификации (англ.) (расслоении). Повышение солёности на 1 кг/м3 приводит к увеличению плотности морской воды приблизительно на 0,7 кг/м3 >>
<<…А. И. Воейков впервые дал верное объяснение наличию теплой воды на глубинах северной части Индийского океана. Он утверждал, что В БАБ-ЭЛЬ-МАНДЕБСКОМ ПРОЛИВЕ ДОЛЖНО СУЩЕСТВОВАТЬ НИЖНЕЕ ТЕЧЕНИЕ ОЧЕНЬ ТЕПЛОЙ И СОЛЕНОЙ ВОДЫ ИЗ КРАСНОГО МОРЯ В ИНДИЙСКИЙ ОКЕАН. Впоследствии это БЫЛО ДВАЖДЫ ПОДТВЕРЖДЕНО НАБЛЮДЕНИЯМИ в указанном проливе: во время плаваний С. О. МАКАРОВА на «Витязе» в 1886—1889 гг. И АНГЛИЙСКОЙ ЭКСПЕДИЦИЕЙ на судне «Старк» в 1898 г.>>
2) Гибралтарский пролив - между пиренейским полуостровом и северо-западным побережьем Африки, соединяющий Средиземное море и Атлантический океан.
Если верить этой фотографии то она сделана именно в этом месте. И та граница раздела которая видна на ней это разница в солености, которая почему-то не смешивается.
Опять же нет достоверных источников информации что данное явление в таком виде можно наблюдать как показано на снимке выше, опять же кроме сами знаете каких сайтов. Причем в разных источниках этому снимку приписывается разное место местоположение. Ладно, смотрим где у нас тут "пресное" и где тут "соленое". Атлантический океан - соленный, как впрочем и средиземное море, которое является более соленым чем сам океан. Установлено что водообмен между этими двумя резервуарами по верхнему течению, приносит в средиземное море 42.3 тыс км3, а нижнее 40.8 тыс км3 воды в год выносит из моря. О каком тут " не смешении" воды идет речь, остается только догадываться.
Так же если верить самой Валерии Пороховой, данная преграда и четкое разделение наблюдается чуть ли не в каждой реке которая впадает в какое либо море (на видео с 2:00). Ага особенно где речь идет о Волге и Каспии, где там космонавт мог разглядеть границу раздела? История умалчивает.
Следите за руками.
Очевидно и скорее всего, первое что удивляет людей это четкая граница раздела, которая приведена на фотографиях в подтверждения того что вода действительно не смешивается. Но дорогие мои, как же вода может не смешиваться если мировой водообмен является чуть ли не фундаментальным законом. Лишь отчасти относительно размытая граница раздела, может наблюдаться благодаря ряду физических явлений которые можно наблюдать либо временно, либо по разным глубинам в зависимости от меняющейся температуры воды, солености, поверхностного натяжения и несущих ее направлений течений с разными скоростями, замедляя тем самым процесс диффузии. Повторяю, касательно четкой границы раздела о которой утверждают некоторые люди и отсутствии водообмена, в таких местах, официальных и достоверных источников увы нет.
Почему бы не привести в подтверждение изолированное озеро которое бы имело подобный четкий раздел, "сладкой - горкой" воды. Может потому что такого нет?
Все чаще в пример приводятся именно проливы и соединения рек с морями. В результате соединения двух разных вод где и появляется то явление на котором идет процесс диффузии согласно вышеперечисленных факторов. Почему к примеру никого не удивляет вот такая граница раздела встречающаяся в природе?
Может потому что о этих очевидных вещах, просто не написали в Священном писании?
С другой стороны никто и не утверждает что в Священной книге, есть вообще чему либо детальное пояснение кроме как - это сделано Богом и во Его Имя!
Корень то этого фокуса в чем? Да в том что еще 1400 лет назад в Коране это уже было описано, а наука только сейчас делает подобные открытия. Ну понятно. Наука просто помимо того как делает открытия пытается их еще и объяснить в этом кстати ее ключевая разница от любой религии, которая попросту указывает на Бога.
То есть что нам хотят донести глубоко верующие люди? А то, что 1400 лет назад, единственный кто знал, о том что при соединении двух водяных резервуаров будет какая никакая граница раздела, это было Священное писание Коран. А до этого момента, у людей которые уже вовсю использовали флот как минимум 4000 лет никто данного явления почему-то не замечал. Вот такие дела.
И напоследок, посмотрите вот это видео (название ему давал не я). Вы по прежнему думаете что глубоко верующие люди, которые перемешивают реальность с верой, способны на профессионализм в той или иной профессии? Особенно такие как пилоты, врачи, ученые, физики, учителя, конструкторы т.п. ..?
Всего вам доброго!
15.04.15 23:45
Здравствуйте дорогие читатели и писатели! Приветствую вас в почти увядшей рубрике "лаборатория заказов", в которой сегодня в порядке исключения решил взять в разработку один заказ - тепловой насос
Данная заявка поступила от пользователя нашей платформы (с его согласия имя будет раскрыто, если в этом будет необходимость)
Да и недавно вышедший скорее всего рекламный пост от фирмы занимающейся поставкой или установкой этих тепловых насосов подтолкнул меня к написанию данного.
И так, поехали..
Глава I. Что такое тепловой насос?
С незапамятных времен, человек пытается создать для себя благоприятные условия для проживания на планете Земля, которая по всем параметрам домом ему не является, а лишь временным пристанищем. Нам темно, мы используем лампы, нам жарко мы используем кондиционеры, нам холодно мы сжигаем топливо или электричество для получения тепла. Но помимо того как развивалась наука и техника, с незапамятных времен есть люди которые изобретают варианты дешевого и эффективного получения тепла, в больше случаев это все оказывается не более чем выдумкой. Это всего рода конструкторы вечных двигателей и прочих аппаратов с КПД больше или хотя бы равным 100%. Являются ли действительно тепловые насосы очень эффективным способом для отопления жилых помещений как нам пытаются рассказать некоторые их поставщики и установщики. Для наших регионов таких как РК, РФ где падение температур в зимнее время могут доходить до -30 и более. А средняя температура воздуха, у поверхности Земли, в зимнее время составляет в районе -15 градусов по Цельсию.
Для начала дорогие читатели и писатели, я хочу сделать заявление по поводу этих самых тепловых насосов. Ранее я о них слышал, но зная основы термодинамики никогда не предавал им большого значения. А по сему тема относительно нова и для меня. Так же отмечу что до написание этого поста я беседовал с одним человеком на эту тему который некоторое время пытался реализовать данную идею и пусть даже на коленке. И так для общего к теме вставляю один из его комментариев в нашей с ним последней переписке.
Правильно мыслите. Любой холодильник - это тепловой насос.Представьте себе свою квартиру как одну из камер этого холодильника. В которой надо температуру воздуха сбросить с плюс 25 до , допустим, плюс пяти! И мало того, что сбросить, но и поддерживать. Вы затратите колоссальное количество электроэнергии на работу компрессора подобного холодильника. Аналогично произойдет и с холодильником наоборот. Если нагревать воздух в квартире с минус 20(допустим), до плюс 20. Обычный электрический конвектор справится с этой задачей более эффективно. .И КПД конвекторов достигает сейчас практически 100%. Все зомбированы понятием "дармовое тепло" на улице (в земле). Забывая про расходы на его транспортировку. А они огромны.
Начнем с описания теплового насоса.
Тепловой насос — устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой[1]. Термодинамически тепловой насос аналогичен холодильной машине. Однако если в холодильной машине основной целью является производство холода путём отбора теплоты из какого-либо объёма испарителем, а конденсатор осуществляет сброс теплоты в окружающую среду, то в тепловом насосе картина обратная.
№1
На рисунке выше показана принципиальная схема данного устройства. Для тех кто собирается комментировать в стиле: "да схема у тебя не та и все не так на самом деле.." я представлю еще несколько схем аналогичных систем.
№2
№3
Тепловой насос - это устройство которое отбирает тепло из одного места и переносит его в другое (отопление) В данном случае тепловые насосы могут делиться по забору тепла от разных источников тепла: с открытого воздуха, с водоема, с подземного слоя, что в принципе не особо важно в вопросе рассмотрения принципа работы данного устройства.
В данном случае не следует рассматривать работу компрессора в системе "тепловой наосос" аналогичной работе насоса в теплообменнике ведь там нет межфазового перехода сопровождаемого эндо/экзотермическими явлениями, а хладагент транспортируется насосом всегда в одном фазовом состоянии.
Глава II. Способ теплообмена и транспортировки тепла. Охлаждение.
Для того что бы судить о эффективности работы ТН в принципе, я думаю нужно разобраться для начала с работой других тепловых устройств, что бы сравнить понятия мощностей.
Холодильник. В основу работы холодильных систем входит транспортировка тепла из камеры охлаждение, габаритные размеры которой всем известны и сравнительно не велики, в комнату. С условием отличной теплоизоляции первой - препятствием проникновения тепла обратно в камеру охлаждения. В данном случае в холодильниках используются весьма эффективный способ для отбора и переноса тепла на расстояние нескольких дециметров, практически без потерь (из камеры охлаждения на заднюю стенку или крышу холодильника, которая относительно нагревается) что и делает систему очень эффективной.
В качестве хладагента используется фреоны или галоген-алканы, которых большое множество. Почему именно фреоны? (CF2CIH хлордифторметан) Ну во-первых подходящая температура кипения в районе -35, -70 градусов Цельсия. Что означает при их испарении, из жидкого состояния, температура поверхности где это самое испарение происходит будет охлаждаться до такой отметки. Ну а так же их химическая нейтральность в воздействию на металлы и другие материалы и относительно низкая токсичность.
Тепловой баланс на словах, можно описать так. Компрессор холодильника компремирует газообразный фреон в результате чего выделяется тепло. Которое отводится от компрессора в решетку холодильника. Далее под некоторым давление фреон подается в камеру охлаждение, по трубкам, где через редуктор и сброс давления, инициируется его испарение и соответственно охлаждение поверхности трубок (отбор тепла). Примерно так же работает и кондиционер только его "теплая" решетка где осуществляется отвод и сброс тепла располагается на улице. Вот как-то так..
В холодильнике тепло отбирается из камеры охлаждения и сбрасывается в комнату. В кондиционере тепло отбирается из комнаты и сбрасывается на улицу. Понятие холода как такового не существует, существует только понятия тепла. Холод это полное или частичное отсутствие тепла.
А если на улице сейчас скажем -10 градусов Цельсия, можно ли сказать что там абсолютно нет тепла? Конечно нет! Тепло на улице есть всегда и даже в самое морозное утро. Ведь полное отсутствие тепла это -273 град по Цельсию или 0 по Кельвину (абсолютный холод). Хорошо! Но тогда почему бы не попытаться это самое тепло с улицы собрать и сконцентрировать в помещении по обратному процессу работы холодильника? Скажем теперь мы будем охлаждать улицу, и обогревать дом. Ведь это возможно?! Халявное тепло с улицы - в дома!
Возможно и еще как, но вот какова цена этой возможности в зависимости от региона?Можно ли сэкономить на отоплении дома, горячей воде, с помощью тепловых насосов? Или вовсе заменить дорогостоящие затраты на тепло от электро котлов на халявное отопление с отбором тепла с улицы?
Глава III. Пример реализации теплового насоса.
Ну в общем с теорией все понятно. Дело выгодное даже для Казахстана. А вот как дело обстоит на практике. Для начала рассмотрим заявленную экономию от использования теплового насоса, для дома 130 м2 площадью в Ленобласти. Топливный котел (дизель) = 71 000 руб/год. Магистральный газ = 9000 руб/год. Электрокотел = 86 000 руб/год. На сжиженном газе = 35 000 руб/год.
Ну и на тепловом насосе:
Расходы на отопление с использованием теплового насоса. ТН до 70% энергии получает из окружающей среды и на 1 кВт электроэнергии дает 3–4 кВт тепловой энергии. Для получения тепловой энергии в 1 кВт/ч тепловому насосу достаточно в среднем 0,25 кВт/ч электроэнергии. 1 кВт/ч электроэнергии стоит примерно 2,4 руб. Для ТН 1 кВт тепловой энергии будет стоить минимум 0,6 руб. Таким образом, за год мы получим: 35945х0,6 руб.=21 567 руб./год.
что указывает на то, если у вас есть магистральный газ то ТН вам в принципе не нужен. Так же если верить расчетам приведенным с этого сайта то 35 000 руб/год от газа сжиженного это немногим больше 21 500 руб/год ТН, что наводит на следующий вопрос о стоимости его установки на аналогичный объект в 130 м2.
Пример взят с Казахстанского сайта. Вот это нам подходит (выделено красным)
540 000 тенге примерно 146 000 рублей. И это только покупка без установки и транспортировки. Которая мне к сожалению не известна но думаю для данного примера можно предположить не менее 70 000 рублей но это мягко говоря условно и сказачно, для тех кто реально видел монтаж геотермального типа ТН (подземного)
Итого: 216 000 рублей с огромной натяжечкой по установке и транспортировке.
Теперь если отбросить варианты экономии на магистральном газе (по понятным причинам, хотя вот на этом сайте говорят что это даже эффективнее магистрального газа), а рассмотреть сроки окупаемости на различных других видах энергии и топлива то:
сжиженный газ 216 000 / 35 000 = 6 лет; дизель 3 года, электро котел = 2.5 года.
При гарантии на данный агрегат всего 2 года, что порождает некоторые добавочные риски в его экономичности. Разумеется это только примерно с некоторыми допущениями и на относительно заявленной стоимости и мощностях.
Самое главное, что заявленная тепловая мощность, и дешевизна от ТН реализуется следующим образом: на потребляемый 1 кВт электроэнергии тепловой насос выдает 3 кВт тепловой. Но если приглядеться на станицу с ценниками тепловых насосов можно еще увидеть и не такое. Там же обратите внимание на потребляемую мощность KW/KW (или кВт/кВт) скажем для ТНВ-12 2.6 кВт а вырабатывает он 11.6 кВт то есть СОР (или отопительный коэффициент) 4.4 раза!!! Просмотрите COP для всех остальных....
То есть на 1 кВт затраченной энергии на работу компрессора и прочих узлов установка вырабатывает 4.4 кВт тепла!!!!
Это просто фантастика!!!
Но так ли это на самом деле?
Глава IV Физика процесса.
Для примера давайте рассмотрим один опыт по компримированию и испарению какого либо газа (в данном случае это не важно, так как мы будем рассматривать замкнутую систему).
Некий газ находящийся в цилиндре (вариант А) в скором времени будет компримирован или сжат (вариант Б). В результате чего газ перейдет в жидкое состояние с выделение теплоты (нагревом окружающей среды и самого цилиндра). Далее, с цилиндра сбрасывается внешнее давление (вариант В) и газ постепенно испаряясь увеличивает объем, а на испарение забирает тепло из окружающего пространства (охлаждает). На процесс компримирования (сжатия) расходуется энергия в виде работы (!).
Куда же в данном случае переносится тепло? А никуда т.к. цилиндр всегда находится в одном месте. Но давайте сделаем следующее: Две комнаты №1 и №2 изолированы и с одинаковой температурой. Вариант А. цилиндр опять же находится в комнате №1. После варианта Б выделилось тепло. Далее цилиндр унесли в другую комнату№2. Инициировали вариант В тепло поглотилось. Повторили данную операцию скажем 100 раз. На данном примере видно что комната №1 получает нагрев, комната №2 наоборот охлаждается. В данном случае транспортировку тепла мы видим. Из комнаты №2 в комнату №1.
Вот тут наступает время для очень хорошего вопроса: Является ли тепло переносимое из комнаты №2 в комнату №1, 100%-ным от работы компрессора? Или переносимое тепло вообще никакого отношения к работе компрессора не имеет? А может имеет, но переносимое тепло включает в себя частично и работу компрессора? И так у нас три варианта:
#1 переносимое тепло не является переносимым, а на 100% реализуется работой компрессора.
#2 переносимое тепло не зависит от работы компрессора, а является 100% переносимым из комнаты №2 в №1.
#3 переносимое тепло частично состоит из тепла комнаты №2 и частично из работы компрессора.
Работа теплового насоса как раз таки является классическим примером варианта#3, когда газ-жидкость транспортирует только часть тепла, а часть рождается работой компрессора.
(Техническая Термодинамика Кириллин. В.В. стр 366.)
Но неужели это возможно в соотношении 1 к 4? (если верить заявленной мощности и мощности потребляемой для тепловых насосов...) И 1 к 4 это еще заниженная цифра ведь работа любого компрессора не может протекать с КПД = 100%, эффективность любого аппарата всегда ниже. А следовательно тепловой насос вырабатывает энергии еще больше на 1 кВт затраченной мощности. Это я про механизмы транспортировки тепла с помощью межфазового перехода.
в термодинамике COP или отопительный коэффициент (Е отоп) равен =
Т2/(Т1-Т2)+1 = Т1/(Т1-Т2) где Т1 - температура нагреваемого помещения, аТ2 температура низкопотенциального тепло источника. Произведем расчет:
при условии что температура под слоем земли в 1.5 метра равна 5 градусов Цельсия, а отапливаемого помещения 25 градусов Цельсия. Тогда Е отоп =
5/(25-5)+1 = 1.25 Вот это уже похоже на правду. Но уж никак не 4. Я конечно понимаю что, чего только не напишут торгаши менеджеры, дабы реализовать свой товар, но с физикой не поспоришь.
Ну а теперь сами возьмите в руки калькулятор и пересчитайте выгоду и экономию с теплового насоса для эффективность которого уже не 4 как заявляли, а 1.25 при условии что взятые мной в расчет температуры максимально возможные, для нашего региона (РК) в отопительный сезон (зимой). И это без учета потерь на транспортировку тепла от "низкопотенциального" источника до потребителя. А это будут уже совсем другие сроки окупаемости вряд ли под них кто-то даст такие гарантии.
Глава V. Эпилог.
Эффективность теплового насоса заключается отнюдь не в его дешевизне, а в возможности дополнительного отбора тепловой энергии из вне и только. Я не спорю в тех местах на планете где имеются геотермальные источники тепла близкие к поверхности, это очень эффективный и дешевый способ получения тепловой энергии. Но и в самом тепловом насосе я не вижу тогда необходимости. Если скажем на глубине до 30 метров имеется горячая вода с температурой до 60 градусов ничего не мешает спустить туда теплообменник и циркулировать хладагент (воду) закачивая ее в свои батареи отопления. Неся расходы только на энерго затраты циркуляционных насосов.
Но спешу вас огорчить, РФ и Казахстан к таким местам на планете, не относятся в принципе. При бурении скважин температура примерно 60 градусов Цельсия, достигается на вертикальной глубине около 2.5 км +/-. Что значительно усложняет условия эксплуатации и разработки подобных проектов.
Ну вот и все дорогие друзья! Я с вами прощаюсь ненадолго, удачных вам выходных. Пользуясь случаем в очередной раз напоминаю о приоткрывшимся окне рубрики LabOrder куда вы как обычно подаете свои заказы на интересующие вас темы, а я стараюсь расписать вам как можно подробнее и виду своих способностей и возможностей после вашего лайк голосования предложенных тем.
С уважением tesla.
Игорь (Monday, 01 January 2018 03:58)
Господин счетовод, формула, которой вы пользуетесь не верна. Все теплотехнические расчеты считаются не в градусах Цельсия а исключительно в градусах Кельвина, тогда "ваш отопительный коэффициент" составит: 273/(293-273)+1=14.65, но никак не 1.25 !!!
GM (Wednesday, 24 January 2018 02:23)
Игорь спасибо за комментарий. Да действительно, вы правы. Я неверно использовал ед. измерения. Градусы Кельвина для полного цикла Карно, а не Цельсия. Но сама формула верная можете ее проверить в
книге указанной выше.
Но, 11 кВт полученных против затраченного 1 кВт это для идеальной машины, на практике все иначе. И средний коэффициент выходит как раз чуть более единицы.
Посмотрите вот это видео с 22 минуты, с графиками от поставщика и дистрибьютора. https://www.youtube.com/watch?v=wEqmtSisYuk
С уважением GM.
К созданию данной статьи меня тянуло давно, но прочитанная сегодня утром статья от @YVINEWS где мне предлагают расписать так называемую "эфирную теорию Николы Теслы" распределила приоритеты на сегодняшний день иначе. Да и рубрика LabOrder что-то встала, видать пока нет интересующих тем.
Мне не совсем понятно как это нашим ученым удалось получить электрическую энергии из растений по двум причинам: первая "потому что наши ученные", вторая "потому что электроэнергия из растений". Буду крайне удивлен и заинтересован если хоть одна из причин окажется безосновательной.
Сегодня нашей науке известное многое, но не все. И никто разумеется не может даже сказать на каком этапе находится сегодня наше познание. Можем ли мы называть себя разумными или понимающими природу. Или все же знаем о ней очень мало.
Наука сегодня напоминает замок стоящий где-то далеко и высоко в недоступном месте в который запускают только в определенное время и только тех кто работает в области того что необходимо. А "что" сегодня необходимо и "кому" думаю ответить на этот вопрос в этом посте будет сложно. Всех кто не попал в этот замок по причинам не соответствия обвиняют в лже науке и лишь в некоторых но очень важных случая не заслужено.
Упоминание о некой субстанции "эфире" как наполнителе пространства существует давно. И в этом плане сложно делать вывод - откуда и кто первым ввел это понятие. Как известно наука проходила долгий путь становления, через костры, бочки с порохом, и прочие развлечения представителей и сторонников других истин* (ну вы поняли).
Никола Тесла в этой истории лишь частное лицо положившее свой интерферометр на все известные на тот момент законы и бросившим взгляд с той стороны, откуда по отверждению многие смотреть было не на что. В этом и есть его заслуга.
" Все знают что это невозможно и все верят в это. Но однажды приходит человек, который ничего не знает и вот он то и делает открытие" А. Эйнштейн о Н. Тесле.
Николе Тесле приписывают много открытий и достижений. Создание радио, рентгеновского аппарата, телемеханики, двигателей и генераторов переменного тока, трансформаторов и многого другого. Тесла именно тот самый человек которому мы обязаны нашим сегодняшним комфортом и благами которыми мы пользуемся. Лампы дневного света, средства связи и защиты, да хотя бы тот факт что у вас есть электричество где то на даче под Каскеленом. Этот то самый человек который победил в войне токов, победил Т. Эдисона и большинство промышленных воротил того времени. И только потому что за ним была Истина а не деньги, хоть последних ему и не хватало в последнюю треть жизни.
Как и подобает затворнику или человеку который делает все исключительно в свое удовольствие, а Тесла именно был таким, он мало контактировал при жизни с представителями современной науки. За исключением вечеринок которые так любил и на которые приглашал таких людей. Ему было не важно кто и как отнесется к его выводам и потому он не занимался систематизацией законов и явлений которые открывал. А потому если пересмотреть его записки патенты и дневники, можно это заметить. Так же можно заметить что он часто использовал это слово "эфир" а само электричество иногда называл "флюидом" жидкостью где вновь чувствуется отсылка к эфиру.
Иное представление о законах природы позволило ему получить все те результаты которые мы видим. Думаю можно сделать некоторые выводы из этого. Но почему же современная наука отрицает существование эфира как такого. Среды в которой электромагнитная волна вполне могла распространятся. Это позволило бы перейти с сегодняшнего уровня на более новый. С уровня "я все знаю" о природе, на уровень " я "ни черта не знаю", который позволил бы получить новые ошеломляющие результаты и открытия. И вот что случилось.
В конце 19 века ученные теоретики поделились на два лагеря. Сторонников эфира, ну или тех кто в той или иной степени, не отрицал его существование, и на его противников. Разрешить ситуацию каким либо способом было просто необходимо. И ее конечно же разрешили по законам исследователей - экспериментом. Проведя который у ученных не осталось сомнений, что эфира не существует. Этот эксперимент известен под именем Майкельсона-Морли, о чистоте которого мы поговорим позже.
Что же такое эфир?
Эфир это та неизвестная часть материи которая наполняет пространство. Эфира в пространстве гораздо больше чем известной нам материи. Это наполнитель межатомного, межмолекулярного и межпланетного объема. Там где материя плотнее эфира меньше, где материи меньше больше эфира. По сути космическое пространство это не пустота а очень плотно заполненное эфиром пространство. Почему именно "плотно" наполненное пространство? Как известно, скорость распространения волны в среде, зависит от плотности этой среды. Звук как акустическая волна распространяется в воздухе со скорость не более 300 м/сек только потому что воздух имеет определенную плотность. В воде которая более плотнее воздуха, звуковые акустические волны будут распространятся со большей скоростью, 1500 м/сек. Я напоминаю что плотность воды 1000 кг/м3. А теперь давайте зададимся вопросом какова должна быть плотность среды, волны в которой распространяются со скоростью 300 000 000 м/сек? Мы со всей нашей материей и прочими осязаемыми вещами всегда считали себя и считаем сейчас, что мы подобно частичкам пыли в воздухе болтаемся в этом пространстве, а как показывает этот верно заданный вопрос мы всего лишь пузырьки в жидкости. Улавливаете аналогию? Окружающее пространство гораздо плотнее нас. У что же мы с ним делаем сегодня? Верно! Не обращаем на него внимания. Ведь именно так поступают разумные существа.
Сегодня когда установлено что атомы и молекулы взаимодействуют между собой с помощью электромагнитных привязок (полей), мы не обращаем на это внимание. Сегодня когда известно что все виды излучения начиная от света, радио волн, гамма излучения по сути имеют разную частоту но одну общую природу - электромагнитную, мы не обращаем на это внимание. Мы даже не обращаем внимание на то, за что даем Нобелевские премии.
А на что сегодня мы обращаем внимание? Тут прошу заметить, я приведу примеры исключительно фундаментальных исследований. Разработка нового кремневого процессора, сверхмощной микроволновки для вашей супер кухни или что либо подобного, несколько отличается от фундаментальных исследований.
Сегодня мы бьем частицы в ускорителях в надежде получить более мелкие, узнать составляющие компоненты той или иной элементарной частицы. Мы ищем не существующие частицы. Находим частицы которые существуют и могут существовать только тысячные доли секунды, а то и меньше. Те самые частицы которые не оказывают никакого существенного действия на окружающий нас мир в виду своей короткой жизни. Частицы которые на ровном месте могут образоваться из ниоткуда и исчезнуть в никуда. На это сегодня работает теоретическая физика. На это сегодня выделяются огромные средства. И всем глубоко плевать на то, что же это за среда такая которая дает и забирает эти самые частицы. Чем дальше физика идет в этом направлении, тем глубже она копает себе яму.
Теория относительности и гениальность Альберта Эйнштейна.
Безусловно гениальная личность. Спроси любого.... А давайте спросим любого?! За что Альберт Эйнштейн получил Нобелевскую премию? Первое что вам приходит на ум, теория относительности и специальная теория относительности (ОТО, СТО) и его уравнение Е=мс2. А вот и нет. Нобельку он получил за явления фотоэффекта который ВНИМАНИЕ был им объяснен. Вы поняли? Он даже не работал над ним. Он его просто объяснил. Это вес вклад который Альберт Эйнштейн внес в современную науку и теоретическую физику. Касательно ОТО и СТО, никаких его заслуг в этом деле не было. Формулы были удачно по заимствованны, а авторы формул не упомянуты. После чего Пуанкаре с Лоренцем ушли в запой.
Следует помнить одру простую вещь, о Альберте. Он работал в патентном бюро и разумеется имел доступ к подобного рода материалам, так сказать из первых рук.
Касательно СТО описывающей устройство мира а главное гравитации, могу только добавить что я в нее не верю, как и в большинство
сказок в современной науке, в большие взрывы, в расширение Вселенной, в теорию струн, и суперструн, в сверхпроводимость. И все по одной только причине: свет не имеет предельной скорости.
Эйнштейн взяв салфетку со стойки бара за которой сидели Лоренц и Пуанкаре и за стаканчиком виски и что-то там набросали - ошибся (метафора)
Эксперимент Майкельсона - Морли
Тот самый эксперимент и все его последующие попытки которые лишили прав теорию эфира на существование.
Есть эфир или нет? Точно на тот момент никому известно не было. Но а как проверить это экспериментально? Эфир наполняет пространство, а электромагнитные проявления в виде света (видимого спектра) есть ничто иное как колебания этого самого пространства. Пусть планета Земля вращается в космическом пространстве заполненном субстанцией, эфиром, тогда можно предположить что эфир этой самой землей может увлекаться. Но по каким-то причинам физики теоретики решили что эфир не взаимодействует и не увлекается материальными объектами. А на основе этого предположения решили провести эксперимент который заведомо был обречен на провал. Заключался этот эксперимент в следующем: при пропускании света по разным направлениям из одного источника, и после при сборе отраженного света который уже пробежал определенное расстояние можно сделать вывод о том, происходит ли изменение в параметрах лучей бежавшим по разным направлениям. Если изменения не происходят, то эфира не существует. Если происходят значит свет сдвигается по параметрам эфирным ветром.
Согласно СТО этого изменения быть не должно было:
Все физические законы инвариантны относительно выбора инерциальной системы отсчёта и является воплощением лоренц-инвариантности электродинамики. Более обобщенно можно говорить, что максимальная скорость распространения взаимодействия (сигнала), называемая скоростью света, должна быть одинаковой во всех инерциальных системах отсчёта.
Разумеется эксперимент показал что никакого сдвига не наблюдается, а соответственно эфира как субстанции наполняющей все окружающее пространство не существует. Это послужило основанием для того что бы поставить крест на эфирной теории, и определить его в раздел лженауки. После еще несколько раз в плоть до конца 20 века данный эксперимент проводили разные ученные, и результат всегда был один и тот же - сдвигов не наблюдалось, а значит эфира не было. И зачастую не ради того что бы действительно найти доказательство существования эфира, а чаще ради того что бы продемонстрировать насколько верна СТО, ученые раз за разом демонстрировали один и тот же эксперимент. Совершенствуя только точность увеличивая только размеры интерферометра, а не концепцию. И разумеется никто не мог предположить что возможно эфир увлекается пусть даже частично массивными объектами такими как планета Земля. А так же никто не мог предположить и самого главного, сжимание стоячих волн. К примеру по Ритмодинамике движение в направлении течения эфира изменит геометрические размеры предмета, а соответственно подобного рода эксперимент является не не точно не эффективным, а скорее бесполезным так как плечи интерферометра имеют определенную фиксированную длину (дистанцию) которая влияет на результаты эксперимента. Вот что по этому поводу думает Иванов Ю.Н. автор науки Ритмодинамики, на основе Спайдер-эффекта, отрицать верность которой глупо и безосновательно:
Иными словами четкого опровержения что эфира не существует - НЕТ.
- Ну ты автор даешь! Тебе же говорят проверяли и не один раз. Нет твоего эфира, ну нету! А ты все за свое.
- Почему я не верю в эти эксперименты? Я уже расписал. И не я один кстати.
Какие перспективы несет эксгумация эфира?
Огромные. Революция в энергетике, в транспорте. На основе эфирной теории базируется объяснения спайдер эффекта, эффекта Хатчисона, что по сути одно и тоже. Только один получили на практике, а другой с отставанием в 10 лет расписали теоретически. О них я уже писал. Если верить Н.Тесле, создание трансформаторов работающих в резонанс с средой эфира поможет извлекать "халявную" энергию не нарушая закона сохранения энергии. Больше не будет надобности в сжигании углеводородов только так и никак иначе. Спайдер эффект к примеру ставит крест на втором законе Ньютона. И это не теория, это суровая практика. Если верить Спайдер эффекту и Хатчисона, не только существует способ преодоления гравитации но и создания аппаратов передвигающихся быстрее скорости света. И да, это не фантастика. Иными словами мы стоим на пороге великого открытия достойного инженерного ума.
Кому выгоден "эфир" как лженаука?
Я думаю проще спросить - кому это не выгодно? Разумеется такие блага были бы интересны только простым людям у которых всегда
есть проблемы с нехваткой энергии, транспортом и независимостью от кого либо. Только представьте что произойдет с миром если не будет никакой необходимости в поставщиках энергии (нефтяных
компаниях, энергокомпаниях). Думаю ответ очевиден.
Пока все исследования что тут описаны не финансируется, а со стороны науки на все это вешается клеймо -
лженаука.
- Опять теория заговора?
- Нет это реальность.
- это не возможно, потому это и называют лженаукой и потому это не финансируется. Ты веришь в то чего не существует. Ведь люди они же хорошие. Если кто-то сделал открытие оно непременно становится доступным и общеизвестным для всех, как примеру сотовые телефоны ну эти самые айфоны..
- Касательно вышеописанных эффектов - это подтверждено экспериментально и на практике (на прототипах). Касательно получения энергии, у некоторых это уже получилось. Как это работает теория довольно проста, практика очень сложна и ювелирна. Некоторым удалось настроить свои генераторы (катушки) на получение до 5 кВт избыточной энергии. Подобрать нужные конденсаторы и намотать подходящие катушки, знатоки поймут о чем я.. Но как всегда открытие постигают те кто после пытается получить наживу с этого. Бьются над патентами (по сути на Тесловские разработки) а после пропадают. Как и случилось с Тариелем Капанадзе, который получил ожидаемый эффект почти 10 лет назад. Потом уехал в Турцию где якобы получил финансирование и после про него не было никаких новостей.
Но по большему счету, на данном этапе просто не обращать на это внимание со стороны науки выглядит мягко говоря
подозрительным. И я даже понимаю почему. Только представьте сколько лауреатов Нобелевских премий которые впихнули не впихуемое под ОТО и СТО, только ради того, что бы все, так сказать билось.
Рано или поздно эти работы признают не действительными ну или как у нас инженеров говорят - бесполезными.
Огромное спасибо за внимание. А я напоминаю условия подачи заявки в лабораторию заказов LabOrder. Пишите в комментарии интересующую тему, которую вы хотели бы что бы я расписал. Приветствуются инженерные темы. Сами пользователи, читатели проводят голосование. Та тема которая набирает больше количество лайков в течении (изменим правило) 2 суток будет освещена в течении недели в разделе LabOrder на данном ресурсе (yvision.kz).
Всего вам доброго и до новых встреч!
Всех приветствую в нашей рубрике LabOrder (лаборатория заказов) где читатели заказывают интересующие их темы, а я по возможности пытаюсь их освещать. В прошлом "номере" LabOrder#2, больше всего лайков набрал в первые сутки, вот этот запрос:
Первое что я понял изучая материалы, так это то, что в странах СНГ это огромная проблема (проверка здания на сейсмоустойчивость). И мне кажется порой сдав здание в эксплуатацию заплатив на лапку кое кому здание становится сейсмостойким автоматически. И пресловутое "люди же в опасности.." вызвано чрезмерной наивностью.
Опасность землетрясений думаю объяснять кому либо нет надобности. Япония 2011 год. Этому дому, а точнее его жителям еще повезло, все могло быть гораздо хуже.
Что же такое сейсмоустойчивость (или сейсмостойкость)? Простыми словами это способность объектов (от зданий, сооружений, техники и различных деталей..) оставаться целыми и невредимыми после воздействия смешанных колебаний земной коры (землетрясения).
Сейсмостойкость измеряется так же как и интенсивность землетрясения, по шкале Рихтера от 1 до 12. То есть если зданию присваивается сейсмостойкость 7, значит это здание максимально сможет выдержать землетрясение интенсивностью 7 баллов, по шкале Рихтера. Есть правда еще несколько шкал с другими именами.
Вкратце как обстоит дело. Построили дом, землетрясение его разрушило. Вывод: надо строит по другому. Построили дом на тест стенде, создали искусственное землетрясение, провели замеры, анализы. Создали работающую теорию, своего рода "анатомию разрушения дома". Нашли решение, нормы и новые материалы для строительства. Новый дом построен в соответствии с нормами и теорией о сейсмостойкости.
И вот как примерно выглядят подобные стендовые тесты. Когда тестовый образец дома строит на стенде который с помощью гидравлических или электромагнитных вибраторов заставляет здание испытывать колебания схожие с теми, что происходят при землетрясении.
Кстати крупноблочные или панельные "хрущевки" одни из самых сейсмостойких. За всю историю землетрясений ни одного дома построенного по подобной технологии, землетрясением разрушено не было, на сколько мне известно сегодня.
Но разумеется чем выше здание, тем больше вероятности разрушения, во время землетрясения. А жители таких домов имеют гораздо больше шансов проснутся среди ночи под плитами или не проснутся вообще. Так же известно, что земля для строительства особенно в таких городах как Алматы, очень дорогая, вот и приходится строить больше вверх, чем в стороны.
Но одно дело тестировать, тестовый дом который возвели на тестовом стенде, собственно ради теста. А совсем другое дело тестировать уже построенный ранее дом пусть даже в соответствии с нормами строительства в сейсмоопасных зонах. Датчики отклонения и ускорения по разным векторам можно нацепить на любой дом для записи данных и последующего анализа. А вот создать необходимые колебания для проверки дома фундамент которого закреплен в земле а не на тестовом стенде - это уже техническая проблема, решение которой достойно инженерной и человеческой мысли.
И такое решение было реализовано еще в СССР. Сейсмический вибратор колебаний.
Перед испытание данный вибратор устанавливается на крышу испытуемого здания, с помощью строительного крана. Вот тут на фото к примеру, данный вибратор проверяет здание в Алматы. Испытание проводится с генерацией колебаний здания соответствующих землетрясению в 2-2.5 бала.
На самом деле подробной информации, о том как делается испытание с помощью вибратора, я не нашел. Ну наверно такой я нуб, по поиску информации в сети. А потому буду додумывать, что и как делается, самостоятельно. Ну или как бы сделал я такое тестирование скажем 16 этажного дома. А потому прошу обратить внимание читателей, что все описанное ниже после знака* является моим предположением.
* Во-первых мне не известна масса вибратора, но думаю хоть и не большая строительный кран сделает несколько подъемов что бы доставить составные его части на крышу дома. Вибратор, раму основания, и силовую установку. Далее с помощью того же крана можно будет произвести монтаж и установку вибратора.
Вибратор с помощью болтов и опор крепится к раме и к плитам верхнего покрытия. Предполагаю что вибрацию он выдает из инерциального смещения при вращении маховиков с смещенным центром тяжести. Возможно я не прав.
Для измерения и регистрации отклонений здания во время испытаний нам понадобятся два типа датчиков акселерометры и угломеры и блок регистрации куда будет поступать и записываться вся информации с датчиков - контрольная точка. Акселерометры измеряют ускорение в определенном направлении, а значит нам нужно установить их по нескольким векторам x, y, z. C помощью них мы может знать с каким ускорением смещается задние от оси своего основания и в каком направлении. Угломеры позволят нам понять насколько сильно здание испытывает наклон в ту или иную сторону.
Так как у нас 16 этажей что примерно равно высоте 50 м, я бы разместил порядка 3-х контрольных точек на такую дистанцию. На 1 этаже, на 10 и на последнем 16 этаже. После испытаний информация может снимается с носителей.
У основания здания устанавливается сейсмограф для регистрации остаточных вибраций переданных зданием грунту через фундамент. Таким образом можно контролировать колебания самого испытуемого объекта и при этом быть уверенным что данные колебания не передаются на другие объекты находящиеся рядом.
Перед началом испытания, провести визуальный осмотр здания, на наличие имеющихся уже трещин или разломов, особенно проверяется состояние фундамента и грунта. Такой же осмотр необходимо провести и после испытания, для выявления дефектов, трещин и разломов проседания фундамента которые могли образоваться в результате испытания.
Осмелюсь предположить что вибратор довольно слабый что бы самостоятельно создать колебания в 2-2.5 балла. Он использует резонанс для достижения этих колебаний. Иными словами он раскачивает дом пока тот не достигнет необходимой для теста колебательной нагрузки, постепенно подбирая частоту амплитуду. Сколько может занять подобное испытание времени? Думаю не более 2 минут. А вот когда он достиг этих самых 2-2.5 баллов (необходимой, тестируемой нагрузки) подскажут датчики установленные в доме и тот самый сейсмограф у основания дома.
Наличие всего этого позволило бы мне сделать выводы, о том, устоит ли дом при землетрясении скажем в 7 балов, с определенной вероятностью больше 70%.
Так же изучаются повреждение после испытания, если таковые имеются (думаю что небольшие трещины и просадки грунта должны присутствовать всегда). Но если появляются трещины предельного размера или скажем разломы, в таких важных местах как несущие стены и так далее, здание явно требует доработки и усиления.
Проще говоря дом раскачивают до необходимой колебательной нагрузки с целью проверки сейсмостойкости при полученных 2 баллах по Рихтеру. И соответственно полученная информации о введение его в режим пре резонанса позволяет сделать выводы о том как будет вести себя дом скажем при 7 бальном землетрясении. после полученных выводов и заключений, владельцу объекта либо выдается сертификат что его дом сейсмостойкий, либо не выдается.
Осмелюсь предположить что подобного рода проверка несколько отличается от реального землетрясения тем, что источник колебаний при тесте находится на верху здания, а следовательно более интенсивные колебания идут именно с верху. При землетрясении источником колебаний является земля, а это несколько другая "раскачка"*
Насколько мне известно сегодня в Казахстане а именно в Алматы, подобным занимается только один научный институт. Причем застройщики не особо та спешат делать подобные испытания с учетом того что цена значительна меньше чем зарубежном. Скорее всего их беспокоит не цена испытания а факт что их постройка может прийти негодность, или просто может не пройти испытание на сейсмостойкость.
На этом я заканчиваю. Спасибо за внимание. Жду дополнений и поправок в мою статью от специалистов данного ремесла. Действительно было бы не плохо узнать больше деталей.
С уважением.
Всех приветствую в своеq лаборатории заказов LabOrder. Данный пост будет некоторым исключением из правил, так как с последнего заказа и жеребьевки мы уже вытянули желаемую спичку. Но осталась еще одна набравшая 5 голосов, пусть даже и не в первые сутки. В любом случае второй запрос пока не получен и не отмечен, а сутки еще не прошли. А значит есть вариант реализовать вот этот запрос:
Во-первых я хочу сразу сказать что не буду прибегать к источникам информации, так как знаю тему достаточно неплохо, а потому ограничусь заимствованием нескольких картинок из интернета ссылки на которые предоставлять по понятным причинам не буду.
С появление танков на поле боя, инженеры долгое время бились на созданием метода который бы позволил их уничтожать. В тоже
время танковые, инженеры создавали все более сложные системы защиты танка от поражения. Это своего рода битва, брони и снаряда которая продолжается и по сей день.
Всю ветвь эволюции этой войны если не вдаваться в подробности можно выписать в следующей схеме: ....броня > артил.снаряд > броня+ > кумулятивный снаряд> броня ++ и так далее...
Если средства уничтожения танков были весьма разнообразными от магнитных мин которые крепятся на броню, коктейлей Молотова, крупнокалиберных пушек и винтовок с большим убоем. То ответной реакцией "брони" как правило было ее утолщение, "слоирование" и изменение углов поражения (обтекаемости).
К примеру Т-34 вполне успешный танк благодаря своей малой массе в сочетании с обтекаемой броней которую реализовал инженер Кошкин. Немцы немного лоханулись в этом плане с первым танком делая практически вертикальные блоки брони, которые не использовали эффективно свое сечение.
На рисунке выше показано в чем разница вертикального блока брони от брони наклонной. Сравните толщину брони у блока А и блока В, по прямой попадания снаряда. Хотя изначально блоки одинакового размера, установленный под углом окажет большую защиту еже ли блок В. Так как дистанция показанная синим больше, вроде как блок толще, чем на самом деле. Это позволяло делать броню менее массивной чем это требовалось в условиях в боя, что в свою очередь оставляло запас по массе и реализацию в танке других агрегатов и блоков. И вроде все было неплохо, танкисты радовались, а инженеры покуривали сигарки и попивали коньячок. Но и как всегда беда подкралась незаметно..Кто-то нашел старые труды Гебельса, тьфу ты, Макса Фон Фистера и танк уже перестал быть неуязвимым на поле боя.
Инженер из Германии вроде, задолго до появления танков в принципе, Макс Фон Фёстер или Фистер, занимаясь испытаниями взрывчатки обнаружил интересный эффект (19 век). Он подрывал пероксилиновые шашки на поверхностях металлических плит. И заметил что маркировочные буквы которые нанесены на шашку (вырезаны на ней), подобно буквам на кусочках мыла, после взрыва отпечатываются на металле. После сделав конический вырез, по сути пустой, в таком кусочке взрывчатого вещества, испытав, выявил усиление поражения металлической плиты, в том месте где был вырез во взрывчатке. В следующем опыте он уже вставлял облицовку конуса из меди в пустое пространство в шашке, торопясь, и небрежно докуривая сигаретку другой рукой, в ожидании получения лавров первооткрывателя этого эффекта, таки подорвал первый кумулятивный конус. И, О, чудо! Бронеплита "прожжена" насквозь. Далее в ход шли 2, 3, 4, 5, 6, 7, положенные стопкой плит и все были прожжены насквозь. Только в то время он особо не знал как это можно использовать на практике.
С этого момента прошить броню танка на сквозь уже не составляло труда. Танки смело перли на окопы, по прежнему считая что они боги на поле боя, а в экипажах царила дружеская непринужденная атмосфера. Как внезапно после хлопка и свиста удивлялись - почему это их боекомплект и остатки командира в башне внезапно начинали гореть..
Как это работает?
Кумулятивными снарядами можно стрелять не только с артиллерийских пушек, даже из гранатомета, и пусть скорость полета снаряда даже будет меньше, это не имеет значения, главное что этот самый снаряд будет делать окажись уже около брони. И любой вменяемый пользователь спросит - Что за херня, тут твориться?
На люстрации, тьфу ты, иллюстрации выше, можно увидеть как подрываясь заряд выдавливает из себя струю метала, которая до
взрыва имела форму конуса. Эта самая струя называется кумулятивной. Именно она и пробивает броню танка. Для того что бы с помощью этой струи броня пробивалась необходимо ее инициировать на
подлете к броне, на определенном расстоянии от нее - фокусном расстоянии. Струя имеет температуру не более 600 градусов Цельсия, но сумасшедшую скорость, которая скорее врет метал по пределам
текучести, еже ли как ошибочно полагают многие, броню "прожигает". Нет, именно пробивает.
Многие люди любят приводит вот эту формулу и тыкать ей - вот тебе теория относительности E=mc2. Не понимая как самой ОТО так и
этой формулы, которая может довольно легко трактоваться ив таком понимании. Ничего фундаментального не представляет, более того еще и не верна а лимитирована ограниченной скоростью света,
которая таковой не является. Чем больше масса и чем больше скорость, тем объект несет в себе большую энергию. Таким же образом Брюс Ли имея массу в 58 кг, но работая над своими скоростными
характеристиками имел довольно сильные удары руками и ногами (дюймовый удар).
Так же следует отметить один случай применения подобного метода террористами. Не помню где и когда, а так же кого таким
образом записали в клуб "джакузи с девственницами навсегда". Но суть была в следующем. Убрать одного высокопоставленного человека не представлялось возможным, так как последний рассекал на
бронированной иномарке которую не брал даже гранатомет. Рядом с дорогой установили детский велосипед с школьным ранцем в котором до верху было уложено динамита, покрытого толстой медной
пластиной, со стороны дороги по размеру рюкзака. В момент когда броневик проезжал мимо велосипеда устройство сработало и после уже эвакуатор, по очереди, увозил две половинки от
броневика.
-Почему именно медь?
- Пластичный, очень плотный материал (тяжелый). С подходящей температурой плавления.
Таким образом буквально на первом соприкосновени снаряда с броней, струя прошивает ее, с высокой вероятностью на
сквозь.
- От чего погибает экипаж танка?
Ну это еще зависит от того, куда попала струя.
Может произойти детонации боекомплекта, разрыв брони внутри танка, на выходе кумулятивной струи тоже рождает множество осколков и может причинить вред или убить экипаж. Танк может загореться внутри. Но чаще танк просто приходит в негодность в результате выхода из строя внутренних агрегатов и танкисты просто покидают его.
- Как бороться против таких снарядов или как можно защитить мой танк?
Как вы уже помните ранее говорилось о "фокусном расстоянии", как характеристике любого типа кумулятивного снаряда. Это максимальное расстояние для кумулятивного снаряда с которого он прежнему будет иметь возможность пробить броню. Если при подлете он сработает ранее, на дистанции больше этого фокусного расстояния, то струя не сможет пробить броню. Именно на этом построены методы динамической и статической защиты танка.
Статическая защита или пассивная, представляет собой обваренную вокруг опасных мест на танке или БТР-е металлическую решетку. Когда кумулятивный снаряд попадает в нее он срабатывает ранее подлета на фокусное расстояние и струя не достает до брони, в крайнем случае достанет, но не пробьет броню.
Видел как танки Армии США обвешивали цепями которые просто висели как занавески позади башни. Вот это и есть пассивная
защита.
Динамическая защита.
Уверен большинство ее видели на танках, по телевизору и на фото.
Видите коробочки которыми облеплен танк со всех сторон? Это она и есть. Внутри этих коробочек взрывчатка. Две пластинки
взрывчатки и металлическая перегородка между ними. Когда снаряд коробочку, первая пластинка взрывается и инициирует взрыв второй которая находится под металлической пластинкой. В результате
чего металлическая пластинка вылетает на встречу заряду. В современных танках активация динамической защиты происходит в автоматической режиме. А это значит коробочка не ждет пока в нее
ударит снаряд, и срабатывает ранее.
Сегодня из за высокого распространения ручных гранатометов с кумулятивными снарядами, выезжать на поле боя в танке без динамической или пассивной защиты равносильно игре в русскую рулетку. Но даже может оказаться не эффективной, если к примеру в врага вот такой агрегат.
РПГ-29 "Вампир". Обратите внимание не его снаряд. Видите он удлинен? Так вот этот самый наконечник заставляет динамическую защиту срабатывать ранее при подлете, что не наносит самому кумулятивному снаряду никакого урона. А после того как динамическая защита сработала, самое время пробить броню основным снарядом. Примерно так это и работает.
Как вы уже поняли война снаряда и брони продолжается. Какими еще инженерными идеями нас удивят в будущем, поживем увидим.
Напоминаю вам правила подачи заявок: сутки с момента публикации, больше число лайков в комментарии побеждает, готовим в течении недели (ранее)
Всего вам доброго и до новых встреч!
Здравствуйте дорогие друзья писатели и читатели, приветствую вас в новой рубрике LabOrder (лаборатория заказов). И вот у нас уже появился первый order от Асель Киржибаевой, так как согласно правилам именно ее заказ набрал большее количество лайков в первые сутки и по прежнему стоит в топе даже сегодня.
Ну что же Асель, за LaBorder#1 читатели должны сказать спасибо именно вам. Тема действительно интересна.
И так, поехали...
Человек явно не с этой планеты. Он не может просто сидеть на месте и наслаждаться прекрасным видом природы. Ему просто необходимо менять окружающий его мир под себя. Ведь он не совершенен, согласитесь? Ломать, строить, пробиваться на ту сторону реки, моря, гор и океанов. Добираться за самых глубин и покорят самые большие высоты, где холод, отрицательное давление и прочие блага ада. Генетический, он инженер.
Представьте что вы бог, и складывает из кубиков город, возможно целый мир. Начало положено, но по мере создания вам необходимо что-то менять, так как очень сложно все предусмотреть изначально. И так повелось что один город от другого находится на небольшом расстоянии но создать удобное для передвижение сообщение не представляется возможным так как на пути река, озеро, горы и так далее. Далее в один прекрасный момент люди имеющие средства понимают что созданный в этом месте shortcut (короткий путь) между городом (странной) А и Б положит начало новой странице в области транспортных коммуникаций и экономике. Сделает более доступным многое и для многих. А сегодняшние технические возможности человека, конечно не супер, но кое что из необходимого реализовать могут. Тоннели копают.
Ранее в ход шли примитивные средства, от обычной кирки до динамита, породу разрушали место нового обвала укрепляли балками (по необходимости) и таким образом продвигались. Изобретение динамита конечно сильно повлияло на увеличение количества таких проектов, за что спасибо Нобелю. Кстати, динамит он не придумал, а скорее доработал пропитав нитроглицерином древесные опилки. Сделав транспортировку и работы со взрывчаткой более контролируемыми и безопасными. Ранее перевозимый жидкий нитроглицерин для этого дела (тоннелей) сам по себе срабатывал. Но людей, как-то это особо не заботило.. Вообщем кое что даже получалось, 1826-1830 год на участке Ливерпуль-Манчестер. И только ближе к началу 19 века стали использовать первые отбойные молотки и буровые машины.
Так же следует заметить что создать сообщение между пунктом А и Б под водой, землей, рекой, дорогой, сквозь гору и так далее, порой необходимо не только для транспорта. Для трубопроводов, кабелей энергоснабжения, связи и прочего. Для чего применяется горизонтальное бурение. Создание своего рода небольших от нескольких сантиметров до 1 м диаметром тоннелей в который и будет прокладываться все перечисленное выше. Хотя это небольшие калибры, и думаю вам они Асель не интересны, но картинку все же в пример приведу.
От начала 20 века и по сегодняшний день, конструкторы все больше конструируют, а люди все больше прибегают к помощи машин. И в наше время прокладку тоннелей протяженностью скажем до 35-40 км выполняют с помощью проходческого щита. И вот как этот красавец выглядит в реальности.
Проходной щит это не просто буровая машина, это комплекс включающий в себя, систему по разрушению породы, по отводу этой породы из тоннеля, и системы обделки и укрепления стенок тоннеля. Так же на борту могут иметь системы питания (энергия), охлаждения, приготовления растворов для обделки стенок свежего проложенного тоннеля, и даже места отдыха включая столовую для рабочих. По сути эта машина проходя сквозь грунт оставляет за собой готовый тоннель. Прочный и безопасный.
Основная идея проходческого щита состоит не в том что таким образом отлично буриться порода. Принципы бурения всегда одни и соблюдаются всюду. А именно в том что свеже пробуренный интервал сразу покрывается блоками от того и такое название - щит. Уменьшая тем самым вероятность обвалов и проникновения воды в тоннель. Это делает тоннель практический изолированным и придает ему тургорное состояние сразу на этапе бурения.
Их варианты исполнения и калибры могут быть абсолютно разными от 1 до 19 метров в диаметре, они могут передвигаться внутри тоннеля при помощи рельсов, колес, толкаясь от стенок тоннеля специальными гидравлическим лапами. Разумеется не стоит думать что такие машины прокапают тоннель как говориться за раз. Скорость бурения тоннеля не превышает 35-40 м в день.
Вот к примеру что "накапали" такими машинами.
Евротоннель. 1987-1994. Англия-Франция. Под проливом Ла-Манш. Копали его кстати с двух стран, навстречу друг другу и представьте как точно проложили курс если спустя время по окончанию работ два бура встретились нос к носу. Не обращайте внимание на его извилистость обратите внимание на шкалу по горизонтали и вертикали. Она разная, именно поэтому вам кажется что тоннель ломанный. Прокладывать его планировалось в мергеле (зеленый слой), так как ниже была глина, бурить которую сложнее, а ее стабильность оставляет массу рисков и вероятностей обвалов. То же самое можно сказать и оранжевом слое - мел. Кстати идея создания тоннеля в этом месте существовала еще со времен Наполеона.
Анекдот в тему.
Объявили тендер на проведение работ по прокладке тоннеля под Ла-Маншем. Пришло несколько стран, которые подали заявки. Первыми спрашивают США
- Ну нам надо 5 лет на работы, 10 млрд долларов, копать будем с двух сторон, гарантируем отклонение и попадание центр в центр обеих буровых машина на 5 м+/-
Далее Германия
-Ну нам нужно 7 лет, 12 млрд, копать будем с двух сторон, обеспечим попадание 3 м центр-центр.
Ну и как всегда СССР
- Нам нужно 5 лет, 15 млрд долларов, копать будем с двух сторон, гарантировать ничего не можем в крайнем случае тоннеля будет два.
Первые работы в СССР с применением проходных щитов, датируются 1949 годом во время строительства Московского метро в после военные годы. Но в то время механизированных щитов еще не было, породу (грунт) вымалывали небольшими буровыми установками, вкупе с отбойными молотками, а вокруг тоннеля возводили щит. Разумеется сегодня все совсем по другому, человек больше уходит на процессы управления, а машины которыми он управляет становятся мощнее и более механизированы.
Для того что бы увидеть эти машины в действии посмотрите анимированный ролик который приведен ниже. Приношу свои извинения тем кто не понимает по английски.
Бур который располагается в носовой части машины, разрушает породу. Камни и разрушенная порода засасывается в бур откуда далее попадают на конвейер и выносится за пределы машины, далее транспортируются к примеру грузовиками или мини поездом. Следом за основным буром идет вертикальный малый бур (может быть более одного) он/они делают отверстия с стенах тоннеля в которые после загоняется арматура цементируется и к ней крепятся панели покрытия тоннеля - щит. Весь комплекс со всеми агрегатами может достигать до 400 метров в длину. Но чем меньше диаметр бура тем установка менее мощная, и более компактная.
Для выполнения поворотов используется отклоняющая гидравлическая система которая может слегка отклонить бур вправо или влево, вверх и вниз, таким образом тоннель прокладывается в полном управлении. Это просто фантастика!
Разумеется данный установки Проходческие щиты не рационально и не рентабельно использовать для прокладки тоннеля большого диаметра или малого, на короткие расстояния к примеру в 100 м. В этом случае возможно легче использовать открытый способ как у нас делают подземные переходы.
Ну что же дорогие друзья спасибо за внимание и до новых встреч. В очередной раз напоминаю условия для подачи ordera в LabOrder - просьба в комментарии набравшая большее количеств лайков. Страюсь выполнить в течении недели. Может даже смогу удовлетворить несколько запросов в зависимости от времени.
Всего вам доброго!
ЖАНДОС (Monday, 07 December 2015 01:39)
Здравствуйте. Я читал ваши посты в ювижене и они мне очень нравились. Но с началом учебы я перестал туда заходить, и только сегодня узнал что вы уже там не пишите. И решил вам задать вопрос здесь( так как вы ранее писали что были рекрутером). Я учусь на 4 курсе энергоинститута города Алматы по специальности электроэнеретика. Как вы думаете стоит ли учиться на магистратуре в КЗ?
GM (Tuesday, 02 February 2016 20:41)
Дорогой Жандос, извините за задержку с ответом, не заметил письма на почте о новом комментарии.
Если у вас после ВУЗа уже есть возможности идти на работу, не теряйте ее. Казахстанская магистратура котируется только в Казахстане. Если есть возможность получить дополнительное образование за
рубежом можно продолжить во время работы. Магистратура в Казахстане отнимет у вас время и деньги а в результате даст вам крайне мало. Разумеется если конечно у вас нет связей для попадания в элитные
кадры руководства какой либо энергокомпании. Если вы будете простым работягой какое то время, магистратура не нужна.
Write a comment