RU2054604C1

RU2054604C1 - Energy generation method

Info

Publication number: RU2054604C1
Application number: RU9393033524A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Федорович Кладов
Original assignee: Анатолий Федорович Кладов
Priority date: 1993-07-02
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1996-02-20

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: method involves supplying substance in liquid state into treatment zone and subjecting it to the action of constant and variable pressure, which results in appearance of cavitation bubbles. Constant pressure P₁ and variable pressure P₂ are selected from the following ratios: P₁(0,3-0,7)(P₂+P₃); P₂+P₃-P₁=(1-10)σ,, where P₃ and σ is saturated steam pressure and tensile strength of substance treated at temperature , at which it is supplied to treatment zone (MPa). EFFECT: increased efficiency. 9 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к энергетике, в частности к энергетике сильных взаимодействий элементарных частиц. The invention relates to energy, in particular to the energy of strong interactions of elementary particles.

В настоящее время широко известно множество способов получения энергии, например способ получения тепловой энергии излучения солнца, кинетической энергии ветра, воды, тепловой энергии, выделяющейся при горении органического топлива (угля, нефти, газа), тепловой энергии, выделяющейся при делении тяжелых ядер химических элементов, энергии, выделяющейся при слиянии легких ядер химических элементов, энергии, выделяющейся при слиянии вещества и антивещества. Currently, there are many methods for producing energy that are widely known, for example, the method of generating thermal energy from solar radiation, kinetic energy from wind, water, thermal energy released during the burning of fossil fuels (coal, oil, gas), thermal energy released during the fission of heavy nuclei of chemical elements , the energy released during the fusion of the light nuclei of chemical elements, the energy released during the fusion of matter and antimatter.

Однако интенсивность излучения энергии солнца в оптическом диапазоне составляет всего несколько вольт на квадратный метр поверхности. Поэтому требуется огромная площадь для получения энергии солнечного излучения в промышенном масштабе. However, the radiation intensity of solar energy in the optical range is only a few volts per square meter of surface. Therefore, a huge area is required to obtain the energy of solar radiation on an industrial scale.

Энергия ветра также характеризуется низкой интенсивностью несмотря на то, что она на два-три порядка превышает интенсивность солнечного излучения. Wind energy is also characterized by low intensity despite the fact that it is two to three orders of magnitude higher than the intensity of solar radiation.

Концентарция энергии движения воды на два-три порядка првышает концентрацию энергии ветра. Эта величина, составляющая примерно один мегавольт на квадратный метр, является приемлемой для промышленного получения энергии движущихся масс воды, что подтверждается развитием гидроэнергетики. Отрицательными факторами в данном случае являются необходимость создания водохранилищ и затопление больших площадей земной поверхности, большие капитальные затраты на строительство объектов гидроэнергетики, ограниченность ее ресурсов. The concentration of the energy of water movement by two to three orders of magnitude exceeds the concentration of wind energy. This value, which is approximately one megavolt per square meter, is acceptable for the industrial production of energy from moving masses of water, which is confirmed by the development of hydropower. Negative factors in this case are the need to create reservoirs and the flooding of large areas of the earth's surface, high capital costs for the construction of hydropower facilities, and limited resources.

Энергия, выделяющаяся при горении органического топлива (угля, нефти, газа), является в настоящее время основным видом энергии, используемой в промышленном масштабе. Отрицательными факторами являются загрязнения окружающей среды при добыче и транспортировке топлива, продуктами сгорания топлива и теплом, при этом КПД тепловых станций не превышает 40% Под шахты, разрезы, золоотвалы, терриконы, теплостанции, охладительные водоемы, линии электропередач и другие сооружения, входящие в топливно-энергетический комплекс, отводятся огромные площади, что является следствием недостаточной концентрации энергии. The energy released during the burning of fossil fuels (coal, oil, gas) is currently the main type of energy used on an industrial scale. Negative factors are environmental pollution during the extraction and transportation of fuel, fuel combustion products and heat, while the efficiency of thermal stations does not exceed 40% for mines, open pits, ash dumps, heaps, heat plants, cooling ponds, power lines and other structures included in the fuel -energy complex, huge areas are allocated, which is a consequence of insufficient concentration of energy.

Широко известен способ получения энергии на тепловых электрических станциях. Этот способ заключается в сжигании органического топлива в топке парового котла, где химическая энергия топлива превращается в тепловую энергию водяного пара. A widely known method of generating energy at thermal power plants. This method consists in burning organic fuel in the furnace of a steam boiler, where the chemical energy of the fuel is converted into the thermal energy of water vapor.

Однако для реализации указанного способа требуется большой расход энергии на добычу органического топлива, на его транспортировку и сжигание. Кроме того, сжигание топлива приводит к загрязнению окружающей среды. При этом большое количество вещества на стадии сжигания выбрасывается в атмосферу и гидросферу в виде газообразных продуктов сгорания. Из всей химической энергии, заключенной в органическом топливе, только около 30% доходит до потребителя в виде электрической энергии. Остальная часть рассеивается в окружающей среде, что снижает КПД тепловых электрических станций и нарушает экологическое равновесие окружающей среды. However, for the implementation of this method requires a large energy consumption for the extraction of fossil fuels, for its transportation and combustion. In addition, fuel combustion leads to environmental pollution. At the same time, a large amount of substance at the stage of combustion is released into the atmosphere and hydrosphere in the form of gaseous products of combustion. Of all the chemical energy contained in fossil fuels, only about 30% reaches the consumer in the form of electrical energy. The rest is scattered in the environment, which reduces the efficiency of thermal power plants and upsets the ecological balance of the environment.

Широко известен способ получения энергии на атомных электрических станциях, заключающийся в том, что в активную зону атомного реактора подают воду, где ее нагревают, используя ядерное топливо. Нагретую воду выводят из зоны обработки для последующего использования по назначению. A widely known method of generating energy at nuclear power plants is that water is supplied to the active zone of a nuclear reactor, where it is heated using nuclear fuel. Heated water is removed from the treatment area for subsequent use as intended.

Однако зараты на добычу и подготовку ядерного топлива для атомного реактора высоки, что отрицательно сказывается на себестоимости получаемой энергии. Кроме того, ядерное топливо не может быть полностью использовано в атомном реакторе, что значительно снижает КПД последнего. При этом топливо атомных электрических станций используется приблизительно в тридцать раз хуже, чем тепловых электрических станций. However, the costs of extracting and preparing nuclear fuel for a nuclear reactor are high, which negatively affects the cost of energy received. In addition, nuclear fuel cannot be fully used in a nuclear reactor, which significantly reduces the efficiency of the latter. Moreover, the fuel of nuclear power plants is used about thirty times worse than thermal power plants.

Потенциально развитие атомной энергетики несет в себе серьезные проблемы, связанные с охраной окружающей среды. Аварии, произошедшие на ряде атомных электрических станциях, убедительно свидетельствуют об этом. Potentially, the development of nuclear energy poses serious problems related to environmental protection. Accidents that occurred at a number of nuclear power plants convincingly testify to this.

Известен способ получения энергии, который по совокуности существенных признаков является наиболее близким к изобретению. Этот способ заключается в том, что в зону обработки подают жидкий литий, который подвергают воздействию периодических акустических сил для создания в нем кавитационных пузырьков, в результате чего происходит реакция термоядерного синтеза. A known method of producing energy, which according to the essential features is the closest to the invention. This method consists in the fact that liquid lithium is supplied to the treatment zone, which is subjected to periodic acoustic forces to create cavitation bubbles in it, resulting in a fusion reaction.

В основу изобретения поставлена задача создать способ получения энергии, который позволил бы исключить затраты на добычу, подготовку и транспортировку топлива, а также позволил бы использовать в качестве рабочей среды любое вещество, находящееся в жидком состоянии. The basis of the invention is the task of creating a method of producing energy that would eliminate the costs of production, preparation and transportation of fuel, and would also allow to use any substance in a liquid state as a working medium.

Эта задача решена созданием способа получения энергии, включающего подачу вещества в жидкой фазе в зону обработки и создание в веществе кавитационных пузырьков, при этом согласно изобретению кавитационные пузырьки в веществе создают путем создания периодически изменяющегося давления, имеющего постоянную и переменную составляющие, причем указанные составляющие выбирают из следующих соотношений:
Р₁ от 0,3 до 0,7 (Р₂ + Р₃):
Р₂ + Р₃ Р₁ от 1 до 10 σ, где Р₁ постоянная составляющая давления (МПа);
Р₂ переменная составляющая давления (МПа);
Р₃ давление насыщенных паров обрабатываемого вещества при температуре подачи его в зону обработки (МПа);
σ прочность на разрыв обрабатываемого вещества при температуре подачи его в зону обработки (МПа).This problem is solved by creating a method of generating energy, including feeding the substance in the liquid phase to the treatment zone and creating cavitation bubbles in the substance, while according to the invention, cavitation bubbles in the substance are created by creating a periodically changing pressure having constant and variable components, and these components are selected from the following ratios:
P ₁ from 0.3 to 0.7 (P ₂ + P ₃ ):
P ₂ + P ₃ P ₁ from 1 to 10 σ, where P _{1 is the} constant pressure component (MPa);
P _{2 is a} variable pressure component (MPa);
P _{3 the} pressure of saturated vapor of the processed substance at a temperature of its supply to the treatment zone (MPa);
σ tensile strength of the processed substance at a temperature of its supply to the treatment zone (MPa).

При соблюдении указанных условий одновременного воздействия переменного и статического давлений на вещество в жидкой фазе в жидкости образуются кавитационные пузырьки в тот момент, когда сумма двух величин: амплитуды переменного давления и давления насыщенных паров вещества при данной температуре, превысит сумму двух величин: статического давления и прочности жидкости на разрыв при данной температуре. Момент этот по времени совпадает с моментом действия отрицательной полуволны переменного давления. Subject to the indicated conditions of simultaneous action of alternating and static pressures on a substance in a liquid phase, cavitation bubbles form in a liquid at the moment when the sum of two quantities: the amplitudes of the alternating pressure and the pressure of saturated vapor of a substance at a given temperature, exceeds the sum of two values: static pressure and strength tearing fluid at a given temperature. This moment in time coincides with the moment of action of the negative half-wave of variable pressure.

Во время действия на жидкость положительной полуволны переменного давления на кавитационные пузырьки действует сумма двух давлений: амплитуды переменного давления и статического давления, которая стремится сжать пузырьки, т. е. захлопнуть их. В момент захлопывания пузырьков их стенки под действием разности давлений, действующих на кавитационные пузырьки, ускоряются, приобретают кинетическую энергию и сталкиваются в центре. Величина приобретенной кинетической энергии оказывается достаточной для разрыва связи между нуклонами, преодоления сил отталкивания ядер и осуществления взаимодействия между элементарными частицами, содержащимися в ядрах обрабатыавемого вещества (нейтроны, протоны). В результате в локальной области вещества в момент исчезновения кавитационного пузырька (его захлопывания) происходит ядерные реакции с выделением большого количества энергии. Энергия, выделяющаяся в зоне обработки, преобразуется в жидкости в тепло. Это тепло непрерывно отводят из зоны обработки в виде нагретой жидкости и используют по необходимости, а охлажденную жидкость возвращают в зону обработки. During the action of a positive half-wave of alternating pressure on the liquid, the sum of two pressures acts on the cavitation bubbles: the amplitude of the alternating pressure and the static pressure, which tends to compress the bubbles, i.e., slam them. At the moment of collapse of the bubbles, their walls under the action of the pressure difference acting on the cavitation bubbles accelerate, acquire kinetic energy and collide in the center. The magnitude of the kinetic energy acquired is sufficient to break the bond between the nucleons, overcome the repulsive forces of the nuclei and interact between the elementary particles contained in the nuclei of the processed substance (neutrons, protons). As a result, in the local area of matter at the moment of the disappearance of the cavitation bubble (its collapse), nuclear reactions occur with the release of a large amount of energy. The energy released in the treatment area is converted into heat in a liquid. This heat is continuously removed from the treatment zone in the form of a heated liquid and used as necessary, and the cooled liquid is returned to the treatment zone.

При необходимости изменения энерговыделения изменяют переменное давление и/или статическое давление в указанных пределах. При этом должно соблюдаться указанное соотношение переменного и статического давления, так как при его нарушении в случае увеличения переменного давления выше указанного или уменьшения cтатичеcкого давления ниже указанного в жидкости образуются кавитационные пузырьки больших размеров, которые не успевают захлопнуться, в результате чего прекращается энерговыделение. В случае увеличения статического давления выше указанного или уменьшения переменного давления ниже указанного кавитационные пузырьки в жидкости не могут образоваться и, следовательно, не происходит процесс энерговыделения, так как в этом случае в обрабатываемой жидкости растягивающие напряжения меньше предела прочности жидкости на разрыв. If necessary, changes in energy release change the alternating pressure and / or static pressure within the specified limits. In this case, the indicated ratio of variable and static pressure must be observed, since if it is violated, if the variable pressure increases above the specified pressure or the static pressure decreases below the specified pressure, large cavitation bubbles form in the liquid, which do not have time to slam, resulting in the termination of energy release. In the case of an increase in the static pressure above the indicated one or a decrease in the alternating pressure below the indicated one, cavitation bubbles cannot form in the liquid and, therefore, the energy release process does not occur, since in this case the tensile stresses in the liquid being treated are less than the tensile strength of the liquid.

Предлагаемый способ получения энергии может быть осуществлен в известном ультразвуковм активаторе (заявка РСТ/RU92/00195). The proposed method of generating energy can be carried out in a known ultrasonic activator (application PCT / RU92 / 00195).

На фиг.1 схематично изображен ультразвуковой активатро, в котором может быть реализован предлагаемый способ; на фиг.2 и 3 представлены схемы экспериментальной установки для осуществления предлагаемого способа; на фиг.4 и 5 показана графическая зависимость величины выделяемой энергии от величины переменного и статического давлений; на фиг.6 и 7 графическая зависимость γ+β-излучения от состава обрабатываемого вещества при осуществлении предлагаемого способа; на фиг.8 и 9 графическая зависимость излучения нейтронов от режима работы установки, изображенной на фиг.3, и от величины расстояния между детектором нейтронов и ультразвуковым активатором при осуществлении предлагаемого способа. Figure 1 schematically shows an ultrasonic activator in which the proposed method can be implemented; figure 2 and 3 presents a diagram of an experimental setup for implementing the proposed method; 4 and 5 show a graphical dependence of the amount of energy released from the magnitude of the variable and static pressures; Fig.6 and 7 graphical dependence of γ + β radiation on the composition of the processed substance in the implementation of the proposed method; on Fig and 9, the graphical dependence of neutron radiation on the operating mode of the setup shown in figure 3, and on the distance between the neutron detector and the ultrasonic activator in the implementation of the proposed method.

Обрабатываемую жидкость, например воду, подают в ультразвуковой активатор, схематично изображенный на фиг.1. Ультразвуковой активатор содержит две или более соединенные последовательно рабочих камеры 1 (в данном примере их четыре), в каждой из которых установлены рабочие колеса 2 центробежного насоса с закрепленными на периферии роторами 3 в виде перфорированных колец. Коаксиально роторам 3 в корпусах 4 рабочих камер 1 напротив каждого ротора 3 закреплен статор 5, выполненный в виде перфорированного кольца. Рабочие камеры 1 сообщены между собой посредством диффузоров 6. Последняя рабочая камера 1 соединена с первой камерой 1 циркуляционным контуром 7. The processed liquid, for example water, is fed into the ultrasonic activator, schematically depicted in figure 1. The ultrasonic activator contains two or more working chambers 1 connected in series (there are four in this example), in each of which impellers 2 of a centrifugal pump are installed with rotors 3 fixed on the periphery in the form of perforated rings. Coaxial to the rotors 3 in the cases 4 of the working chambers 1 opposite each rotor 3 is a stator 5, made in the form of a perforated ring. The working chambers 1 are interconnected by means of diffusers 6. The last working chamber 1 is connected to the first chamber 1 by a circulation circuit 7.

Ультразвуковой активатор работает следующим образом. Ultrasonic activator operates as follows.

В процессе вращения рабочее колесо 2 центробежного насоса сообщает обрабатываемой жидкости кинетическую энергию, которая частично преобразуется в статическое давление (в диффузорах 6), а частично в переменное давление (при прохождении перфораций ротора 3 и статора 5). During rotation, the impeller 2 of the centrifugal pump gives kinetic energy to the fluid being processed, which is partially converted into static pressure (in diffusers 6), and partially into alternating pressure (when passing the perforations of rotor 3 and stator 5).

В зависимости от выбранной жидкости, ее температуры и расчетных величин статического и переменного давлений, удовлетворяющих указанной выше зависимости, устанавливают и поддерживают конструктивные и технологические параметры ультразвукового активатора (см. заявку РСТ/RU 92/00195). Depending on the selected fluid, its temperature and the calculated values of static and variable pressures that satisfy the above dependencies, the design and technological parameters of the ultrasonic activator are established and maintained (see PCT / RU 92/00195).

В течение действия на жидкость полупериода отрицательной полуволны переменного давления в жидкости, находящейся в зоне обработки, образуются кавитационные пузырьки. В течение действия на жидкость следующего полупериода положительной полуволны переменного давления кавитационные пузырьки сжимаются. К концу этого полупериода пузырьки запасают кинематическую энергию, определяемую разностью давлений, действующих на пузырьки снаружи и изнутри. Снаружи на пузырьки действует сумма переменного и статического давлений. Внутри пузырьков действует давление насыщенных паров жидкости. Кроме того, на движение пузырьков оказыают влияние и другие силы, определяемые физико-химическими свойствами жидкости и абсолютными значениями заяляемых параметров. During the action on the liquid of the half-period of the negative half-wave of alternating pressure in the liquid located in the treatment zone, cavitation bubbles form. During the action on the liquid of the next half-cycle of a positive half-wave of variable pressure, cavitation bubbles are compressed. By the end of this half-cycle, the bubbles store kinematic energy, which is determined by the pressure difference acting on the bubbles from the outside and from the inside. Outside, the sum of alternating and static pressures acts on the bubbles. Inside the bubbles, the pressure of the saturated vapor of the liquid acts. In addition, other forces, determined by the physicochemical properties of the liquid and the absolute values of the parameters to be measured, also influence the movement of the bubbles.

В момент исчезновения пузырька (в момент его захлопывания) кинетическая энергия преобразуется в энергию столкновения элементарных частиц. Энергия, выделяющаяся при захлопывании пузырька, на несколько порядков превышает энергию связи элементарных частиц (нуклонов) в ядре. В результате столкновения ядер в условиях заявляемого способа происходит взаимодействие между элементарными частицами составляющими ядер. Энергия, выделяющаяся в управляемых описанным способом реакциях между элементарными частицами, преобразуется в тепловую энергию в жидкости, и ее отводят из зоны обработки с потоком жидкости. At the moment the bubble disappears (at the moment of its collapse), the kinetic energy is converted into the collision energy of elementary particles. The energy released during the collapse of the bubble is several orders of magnitude higher than the binding energy of elementary particles (nucleons) in the nucleus. As a result of a collision of nuclei in the conditions of the proposed method, an interaction occurs between elementary particles of the constituent nuclei. The energy released in the reactions controlled by the described method between elementary particles is converted into thermal energy in a liquid, and it is removed from the treatment zone with a liquid stream.

В конкретных примерах осуществления заявленного способа описаны опыты, вывполненные на экспериментальных установках с открытым и закрытым циклами (фиг. 2 и 3). Установка, изображенная на фиг.2, содержит ультразвуковой активатор 8, описание которого дано выше, электродвигатель 9 для привода активатора, ваттметр 10 для измерения потребляемой мощности, прибор 11 для измерения температуры обрабатываемй жидкости на входе и выходе, радиометр 12 для измерения потоков γ- и β-излучений с детектором 13 излучений, нейтронный радиометр 14 для измерения нейтронного потока с детектором 15 нейтронов, манометр 16 для измерения статического давления, прибор 17 для измерения переменного давления, прибор 18 для измерения расхода жидкости и прибор 19 для измерения спектра частот переменного давления. На трубопроводе, выводящем жидкость из установки, установлен вентиль 20. Между трубопроводами, выводящим и подводящим жидкость к установке, установлен вентиль 21. In specific examples of the implementation of the claimed method, experiments are described performed in experimental installations with open and closed cycles (Figs. 2 and 3). The installation shown in figure 2, contains an ultrasonic activator 8, the description of which is given above, an electric motor 9 for activating the activator, a power meter 10 for measuring power consumption, a device 11 for measuring the temperature of the processed fluid at the input and output, a radiometer 12 for measuring γ and β-radiation with a radiation detector 13, a neutron radiometer 14 for measuring neutron flux with a neutron detector 15, a manometer 16 for measuring static pressure, a device 17 for measuring alternating pressure, a device 18 for measuring liquid gathering device 19 for measuring the frequency spectrum of variable pressure. A valve 20 is installed on the pipeline discharging liquid from the installation. Valve 21 is installed between pipelines discharging and supplying liquid to the installation.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Жидкость, например водопроводную воду, по трубопроводам подают на вход установки. Вентилем 20 устанавливают величину потока воды, проходящего через ультразвуковой активатор 8, где поддерживают указанное выше расчетное соотношение переменного и статического давлений. Для изменения статического и переменного давлений в указанных пределах используют вентиль 21. Установив необходимый режим работы установки, дают выдержку в течение 10-15 мин для достижения стабильной работы на заданном режиме и производят необходимые измерения. Потребляемую мощность (N₁) измеряют ваттметром 10. Мощность (N₂) выделения тепла определяют по произведению двух измеряемых величин: разности (Δ t) температуры на входе и выходе активатора 8, измеряемой с помощью прибора 11 и расхода (G) жидкости, проходящей через активатор 8, измеряемого посредством прибора 18, и константы теплоемкости (с) обрабатываемой жидкости:
N

Δt•G•c (Вт) (1)
Приборы 16 и 17 для измерения давлений используют для контроля режима работы установки. Спектр частот переменного давления измеряют спектрометром 19.Liquid, such as tap water, is piped to the inlet of the installation. The valve 20 sets the amount of water flow passing through the ultrasonic activator 8, where they support the above calculated ratio of variable and static pressures. To change the static and variable pressures within the specified limits, valve 21 is used. Having established the necessary operating mode of the installation, they are allowed to stand for 10-15 minutes to achieve stable operation at a given mode and make the necessary measurements. The power consumption (N ₁ ) is measured by a wattmeter 10. The heat generation power (N ₂ ) is determined by the product of two measured quantities: the difference (Δ t) of the temperature at the inlet and outlet of the activator 8, measured using the device 11 and the flow rate (G) of the fluid passing through the activator 8, measured by the device 18, and the heat capacity constant (s) of the treated fluid:
N

Δt • G • c (W) (1)

Instruments

16 and 17 for measuring pressure are used to monitor the operation mode of the installation. The frequency spectrum of the variable pressure is measured by a spectrometer 19.

Используя радиометры 12 и 14 с их детекторами 13 и 15, измеряют потоки ионизирующих излучений. Using radiometers 12 and 14 with their detectors 13 and 15, the fluxes of ionizing radiation are measured.

Проведя все вышеперечисленные измерения, можно сделать вывод о том, что потребляемая мощнсть для осуществления предлагаемого способа в среднем в два-три раза меньше, чем выделяемая в результате осуществления предлагаемого способа тепловая мощность. При этом ионизирующие излучения, выделяющиеся в процессе осуществления предлагаемого способа, не превышают естественного фона. After all of the above measurements, we can conclude that the power consumption for the implementation of the proposed method is on average two to three times less than the heat output released as a result of the proposed method. Moreover, ionizing radiation released during the implementation of the proposed method does not exceed the natural background.

Для подтверждения протекания при осуществлении предлагаемого способа ядерных реакций в кавитационных пузырьках обрабатываемой жидкости и образования γ -, β нейтронного излучений используют установку, изображенную на фиг. 3. Эта установка выполнена аналогично описанной выше и изображенной на фиг.2 и отличается от последней наличием емкости 22 для накопления указанных излучений до величины, которую можно измерить имеющиися приборами. Жидкость в данном случае циркулирует по замкнутому контуру: ультразвуковой активатор 8 емкость 22 столько времени, сколько требуется для накопления уровня излучений до величины, которую можно измерить. To confirm the course of the implementation of the proposed method of nuclear reactions in cavitation bubbles of the treated fluid and the formation of γ -, β neutron radiation using the setup shown in Fig. 3. This installation is performed similarly to that described above and depicted in figure 2 and differs from the latter by the presence of a capacitance 22 for the accumulation of these emissions to a value that can be measured by existing devices. The liquid in this case circulates in a closed circuit: ultrasonic activator 8 capacity 22 as long as it takes to accumulate the level of radiation to a value that can be measured.

Для более наглядного подтверждения протекания в кавитационных пузырьках обрабатываемой жидкости ядерных реакций были использованы добавки стабильных изотопов (кислород, азот, углерод, натрий), которые в результате ядерных реакций, происходящих в активаторе 8, превращаются в нестабильные изотопы, что было зафиксировано с помощью радиометров 12 и 14. To more clearly confirm the occurrence of nuclear reactions in cavitation bubbles of the liquid being treated, additives of stable isotopes (oxygen, nitrogen, carbon, sodium) were used, which, as a result of nuclear reactions occurring in activator 8, turn into unstable isotopes, which was recorded using radiometers 12 and 14.

Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа появляется возможность в промышленном масштабе получать энергию сильного взаимодействия элементарных частиц. Thus, when implementing the proposed method, it becomes possible on an industrial scale to obtain the energy of strong interaction of elementary particles.

П р и м е р 1. Получают энергию сильного взаимодействия элементарных частиц, образующуюся в водопроводной воде при температуре 20^оС. Эта вода при указанной температуре имеет прочность на разрыв примерно 0,35 МПа. Давление (Р_з) насыщенных паров при указанной температуре примерно равно нулю.PRI me R 1. Get the energy of the strong interaction of elementary particles generated in tap water at a temperature of 20 ^about C. This water at this temperature has a tensile strength of approximately 0.35 MPa. The pressure (P _s ) of saturated vapors at the indicated temperature is approximately equal to zero.

По зависимости
Р₁ 0,3 (Р₂ + Р₃);
Р₂ + Р₃ Р₁ σ, решая систему этих уравнений, находят необходимые для осуществления предлагаемого способа статическое давление (Р₁) и переменное давление (Р₂):
Р₁ 0,3 Р₂;
Р₂ 0,3 Р₂ σ;
P₂=

P₁=

σ

• 0,35 0,15 МПа
P₂=

0,5 МПа
Водопроводную воду при температуре 20^оС подают в ультразвуковой активатор, изображенный на фиг.1, где путем воздействия на вентили 20, 21, изображенные на фиг.2, с помощью измерительных приборов 16, 17 и 19 устанавливают определенные выше переменное и статическое давления.According to
P ₁ 0.3 (P ₂ + P ₃ );
P ₂ + P ₃ P ₁ σ, solving the system of these equations, find the static pressure (P ₁ ) and variable pressure (P ₂ ) necessary for the implementation of the proposed method:
P ₁ 0.3 P ₂ ;
P ₂ 0.3 P ₂ σ;
P ₂ =

P ₁ =

σ

• 0.35 0.15 MPa
P ₂ =

0.5 MPa
Tap water at a temperature of ^about 20 C is supplied to the ultrasonic actuator shown in Figure 1, by acting on the

valves

20, 21 shown in Figure 2, with measuring

devices

16, 17 and 19 set the variable as defined above and the static pressure.

При прохождении водопроводной воды через ультразвуковой активатор вода нагревается в результате сильного взаимодействия элементарных частиц. Hагретую воду выводят из активатора и направляют по трубопроводу потребителю тепловой энергии. Передав потребителю тепловую энергию, охлажденную воду либо сбрасывают в канализацию, либо возвращают в активатор для повторного использования. When passing tap water through an ultrasonic activator, the water is heated as a result of strong interaction of elementary particles. Heated water is removed from the activator and sent through the pipeline to the consumer of thermal energy. After transferring thermal energy to the consumer, the chilled water is either discharged into the sewer or returned to the activator for reuse.

При помощи ваттметра 10 была измерена потребляемая электрическая мощность (N₁) для осуществления предлагаемого способа, которая была равна 6 кВт. Производимую мощность (N₂) определяли по выражению (1), в данном случае она равна 6,5 кВт.Using a wattmeter 10 was measured electrical power consumption (N ₁ ) to implement the proposed method, which was equal to 6 kW. The power produced (N ₂ ) was determined by the expression (1), in this case it is 6.5 kW.

Разделив электрическую потребляемую мощность (N₁), которая в данном случае равна 6 кВт, на производимую мощность (N₂), которая равна 6,5 кВт, получают коэффициент (к), равный 1,08.Dividing the electric power consumption (N ₁ ), which in this case is 6 kW, by the produced power (N ₂ ), which is 6.5 kW, a coefficient (k) of 1.08 is obtained.

П р и м е р ы 2-12. Способ осуществляли аналогично описанному в примере 1. Обрабатываемое вещество в жидкой фазе, его температура, параметры обработки (Р₁, Р₂, Р₃, σ), потребляемая мощность (N₁) и производимая тепловая мощность (N₂) приведены в таблице.PRI me R s 2-12. The method was carried out similarly to that described in example 1. The processed substance in the liquid phase, its temperature, processing parameters (P ₁ , P ₂ , P ₃ , σ), power consumption (N ₁ ) and heat output (N ₂ ) are shown in the table.

Из таблицы видно, что при обработке различных веществ в жидкой фазе при определенных переменном и статическом давлениях, лежащих в указанных пределах (т. е. при осуществлении предлагаемого способа) получаемая энергия в несколько раз больше, чем потребляемая энергия. The table shows that when processing various substances in the liquid phase at certain variable and static pressures lying within the specified limits (i.e., when implementing the proposed method), the energy received is several times greater than the energy consumed.

На графиках, приведенных на фиг.4, изображена зависимость разности мощностей (Δ N) тепловыделения и электропотребления от соотношения статического и переменного давлений в активаторе. Указан- ную зависимость определяли при осуществлении предлагаемого способа, используя в качестве обрабатываемого вещества водопроводную воду при температуре 20^оС. По оси абсцисс отложено переменное давление, по оси ординат разность мощностей ΔN. Кривая I на графике соответствует статическому давлению Р₁ 0, кривая II статическому давлению Р₁ 0,6 МПа, кривая III статическому давлению Р₁ 0,8 МПа, кривая IV статическому давлению Р₁ 1 МПа.The graphs shown in figure 4, shows the dependence of the difference in power (Δ N) heat and power consumption from the ratio of static and variable pressures in the activator. Said dependence was determined by the present method, using as a substance to be treated tap water at a temperature of 20 ^C. The abscissa variable pressure, the ordinate difference ΔN capacity. Curve I on the graph corresponds to the static pressure P ₁ 0, curve II to the static pressure P ₁ 0.6 MPa, curve III to the static pressure P ₁ 0.8 MPa, curve IV to the static pressure P ₁ 1 MPa.

Из указанных графиков четко видна граница заявленного интервала соотношений переменного и статического давлений. Все, что лежит левее 2,3 МПа (график I), т.е. переменное давление Р₂ меньше 2,3 МПа при статическом давлении Р₁ 0, не удовлетворяет предлагаемому соотношению давлений Р₁ и Р₂, и при этом количество выделяемой энергии меньше, чем количество потребляемой энергии. При увеличении переменного давления Р₂ более 2,3 МПа, т.е. при соблюдении указанного соотношения Р₁ и Р₂, выделяющаяся энергия больше потребляемой энергии.From these graphs, the boundary of the declared interval of the ratios of variable and static pressures is clearly visible. Everything that lies to the left of 2.3 MPa (graph I), i.e. the variable pressure P _{2 is} less than 2.3 MPa at a static pressure P ₁ 0, does not satisfy the proposed pressure ratio P ₁ and P ₂ , and the amount of energy released is less than the amount of energy consumed. With an increase in variable pressure P ₂ more than 2.3 MPa, i.e. subject to the specified ratio of P ₁ and P ₂ , the released energy is greater than the energy consumed.

Для графика II, где статическое давление Р₁ 0,6 МПа, все, что лежит левее 1,2 МПа, не удовлетворяет предлагаемому соотношению, и при этом количество выделяемой энергии меньше количества потребляемой.For graph II, where the static pressure P _{1 is} 0.6 MPa, everything to the left of 1.2 MPa does not satisfy the proposed ratio, and the amount of energy released is less than the amount consumed.

Аналогично путем экстраполяции можно определить область, при которой потребляемая энергия меньше выделяемой и для графиков III и IV. Similarly, by extrapolation, it is possible to determine the area in which the energy consumed is less than the released and for schedules III and IV.

На фиг.5 изображена графическая зависимость разности мощностей (Δ N) тепловыделения и электропотребления от соотношения Р₁ и Р₂ при осуществлении предлагаемого способа в устройстве меньшей мощности. График V соответствует статическому давлению Р₁ 0,1 МПа, график VI Р₁ 0,2 МПа, график VII Р₁ 0,3 МПа, график VIII Р₁ 0,4 МПа, график IX Р₁0,5 МПа.Figure 5 shows a graphical dependence of the difference in power (Δ N) heat and power consumption from the ratio of P ₁ and P ₂ when implementing the proposed method in a device of lower power. Graph V corresponds to the static pressure P ₁ 0.1 MPa, graph VI P ₁ 0.2 MPa, graph VII P ₁ 0.3 MPa, graph VIII P ₁ 0.4 MPa, graph IX P ₁ 0.5 MPa.

Из указанных графиков V, VI, VII, VIII, IX так же, как из графиков I, II, III, IV, изображенных на фиг.4, видно, что только при выполнении указанного соотношения Р₁ и Р₂ выделяемая энергия больше потребляемой энергии. При этом для графика V видно, что правее значения Р₂ 26 МПа, т.е. при несоблюдении указанного выше соотношения, выделяемая энергия становится меньше потребляемой.From these graphs V, VI, VII, VIII, IX, as well as from graphs I, II, III, IV, shown in figure 4, it can be seen that only when the specified ratio P ₁ and P _{2 is} fulfilled, the released energy is greater than the energy consumed . Moreover, for graph V it is seen that to the right of the value of P ₂ 26 MPa, i.e. if the above ratio is not observed, the released energy becomes less consumed.

Так как предлагаемый способ получения энергии характеризуется практическим отсутствием ионизирущих излучений, то для подтверждения протекания ядерных реакций в кавитационных пузырьках обрабатываемой жидкости на фиг.6 и 7 представлены графические зависимости γ+β-излучений при обработке водопроводной воды с температурой 20^оС с различными добавками стабильных изотопов различных веществ. По оси ординат дано усредненное значение количества γ -квантов и β -частиц за одну секунду, регистрируемое детектором 13 радиометра 12 (фиг.2). Усреднение дано за каждый час измерений. По оси абсцисс отмечено время (t) в часах и сутках. Кроме того, по оси абсцисс на фиг.6 и 7 отмечено время (τ) работы ультразвукового активатора. При этом гарфик 6₁ (фиг.6) отражает зависимость γ+β-излучений при обработке водопроводной воды с температурой 20^оС с добавлением воздуха в количестве 1,8 · 10^-6 кг/с в соответствии с предлагаемым способом, график 6₂ то же с добавлением воздуха в количестве 3,6 · 10^-6 кг/с, график 6₃ то же с добавлением воздуха в количестве 0,9 · 10^-6 кг/с, график 6₄ то же с добавлением углекислого газа в количестве 2 · 10^-6 кг/с, график 6₅ то же с добавлением углекислого газа в количестве 10^-6 кг/с.Since the proposed method is characterized by obtaining energy ioniziruschih practical absence of radiations to confirm the nuclear reactions cavitation bubbles in the fluid being treated in Figures 6 and 7 shows a graph of γ + β-radiations with tap water treated at 20 ^{° C} with various additives stable isotopes of various substances. The ordinate gives the average value of the number of γ-quanta and β-particles in one second, recorded by the detector 13 of the radiometer 12 (figure 2). Averaging is given for each hour of measurement. The abscissa shows time (t) in hours and days. In addition, the abscissa axis in Fig.6 and 7 marked the time (τ) of the ultrasonic activator. Thus garfik June ₁ (6) shows the relationship γ + β-radiations with tap water treated at 20 ^{° C} with adding air in an amount of 1.8 × 10 ^-6 kg / s in accordance with the proposed method, the schedule June ₂ the same with the addition of air in the amount of 3.6 · 10 ^-6 kg / s, schedule 6 ₃ the same with the addition of air in the amount of 0.9 · 10 ^-6 kg / s, schedule 6 ₄ the same with the addition of carbon dioxide 2 · 10 ^-6 kg / s, schedule 6 _{5 is} the same with the addition of carbon dioxide in an amount of 10 ^-6 kg / s.

График 7₁ (фиг. 7) отражает зависимость регистрируемых детектором 13 γ+β-излучений от времени пребывания последнего в активной зоне. График 7₂ отражает зависимость γ+β-излучений при обработке водопроводной воды с температурой 20^оС с добавлением углекислого газа в количестве 4 · 10^-6 кг/с, график 7₃ то же с добавлением углекислого газа в количестве 2 · 10^-6 кг/с. График 7₄ отражает зависимости γ+β-излучений без включения ультразвукового активатора, регистрируемую на поверхности активатора (обозначено точками) и на расстоянии 13 м от активатора (обозначено Δ), график 7₅ то же, что и график 7₂ с добавлением углекислого газа в количестве 16 x x10^-6 кг/с и зависимость γ+β-излучений, регистрируемую на расстоянии 13 м от активатора (обозначено Δ).Graph 7 ₁ (Fig. 7) reflects the dependence of γ + β-radiation detected by the detector 13 on the residence time of the latter in the core. Figure 7 shows the dependence ₂ γ + β-radiations with tap water treated at 20 ^{° C} with the addition of carbon dioxide in an amount of 4 × 10 ^-6 kg / s, graph ₇ March same with the addition of carbon dioxide in an amount of 2 · 10 ^-6 kg / s Graph 7 ₄ reflects the dependences of γ + β radiation without activating the ultrasonic activator, recorded on the surface of the activator (indicated by dots) and at a distance of 13 m from the activator (indicated by Δ), graph 7 _{5 is} the same as graph 7 ₂ with the addition of carbon dioxide in the amount of 16 x 10 ^-6 kg / s and the dependence of γ + β-radiation, recorded at a distance of 13 m from the activator (indicated by Δ).

Из представленных на фиг.6 и 7 графиков видно, что при включении ультразвукового активатора, т.е. при обработке водопроводной воды при температуре 20^оС и соблюдении соотношения переменного и постоянного давлений в указанных пределах, происходит увеличение γ+β-излучений, что возможно только при протекании ядерных реакций.From the graphs shown in FIGS. 6 and 7, it is seen that when the ultrasonic activator is turned on, i.e. when processing the tap water at a temperature of 20 ° ^C and observing the relation variable and constant pressures in the range indicated is increased γ + β-radiation, which is possible only when the course of nuclear reactions.

Аналогичные исследования были проведены при добавлении в водопроводную воду углекислого натрия (Na₂CO₃), бензина, хлористого лития (LiCl) и других веществ. Результаты регистрируемых γ+β-излучений аналогичны представленным на фиг.6 и 7.Similar studies were carried out when sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ), gasoline, lithium chloride (LiCl) and other substances were added to tap water. The results of the recorded γ + β-radiation are similar to those presented in Fig.6 and 7.

Увеличение нейтронного излучения, которое подтверждает протекание ядерных реакций при осуществлении предлагаемого способа, проиллюстрировано на фиг.8 и 9. The increase in neutron radiation, which confirms the occurrence of nuclear reactions in the implementation of the proposed method, is illustrated in Fig.8 and 9.

На фиг.8 изображен график нейтронного излучения естественного фона в течение нескольких часов. На оси ординат отмечен нейтронный поток (n, 1/c), на оси абсцисс время (t) в часах. On Fig depicts a graph of neutron radiation of the natural background for several hours. The neutron flux (n, 1 / c) is marked on the ordinate axis, time (t) in hours on the abscissa axis.

На фиг. 9 изображен график нейтронного излучения при работе ультразвукового активатора, т.е. при осуществлении предлагаемого способа и соблюдении соотношения переменного и статического давлений при обработке водопроводной воды с температурой 20^оС с добавлением хлористого лития (LiCl). На фиг.9 изображены также три периода, обозначенные временем τ₁,τ₂ и τ₃, в течение которых детектор 15 нейтронного радиометра 14 был установлен на расстоянии соответственно 0,5; 1,25 и 3,2 м от поверхности ультразвукового активатора.In FIG. 9 is a graph of neutron radiation during operation of an ultrasonic activator, i.e. when implementing the proposed method and observing the ratio of variable and static pressures when processing tap water with a temperature of 20 ^about With the addition of lithium chloride (LiCl). Figure 9 also shows three periods, indicated by the time τ ₁ , τ ₂ and τ ₃ during which the detector 15 of the neutron radiometer 14 was installed at a distance of 0.5, respectively; 1.25 and 3.2 m from the surface of the ultrasonic activator.

При сравнении графика, изображенного на фиг.8, с графиком, изображенным на фиг.9, видно, что нейтронное излучение при работе активатора значительно выше (на несколько порядков), чем естественный фон. Это еще раз свидетельствует о том, что при осуществлении предлагаемого способа в кавитационных пузырьках обрабатываемой жидкости протекают ядерные реакции. When comparing the graph depicted in Fig. 8 with the graph depicted in Fig. 9, it is seen that the neutron radiation during operation of the activator is significantly higher (by several orders of magnitude) than the natural background. This once again indicates that when implementing the proposed method in the cavitation bubbles of the treated fluid, nuclear reactions occur.

Аналогичные исследования по нейтронному излучению были проведены и при добавлении в обрабатываемую жидкость других компонентов (например, бензина), позволяющих увеличить нейтронное излучение до уровня, который можно измерить имеющимися приборами. Эти исследования привели к аналогичным результатам. Similar studies on neutron radiation were also carried out when other components (for example, gasoline) were added to the liquid to be processed, which made it possible to increase neutron radiation to a level that can be measured with existing instruments. These studies have led to similar results.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет в промышленном масштабе получать энергию, образующуюся в результате сильного взаимодействия элементарных частиц обрабатываемого вещества. Thus, the use of the proposed method allows on an industrial scale to obtain the energy generated as a result of the strong interaction of elementary particles of the processed substance.

Проще всего предлагаемый способ применить в промышленном масштабе в области отопления и горячего водоснабжения гражданских и промышленных объектов. Для этого необходимо подключить устройство для осуществления предлагаемого способа к системе отопления и горячего водоснабжения объекта, например в тепловых, распределительных, насосных пунктах. The easiest way is to use the proposed method on an industrial scale in the field of heating and hot water supply for civil and industrial facilities. For this, it is necessary to connect the device for implementing the proposed method to the heating and hot water supply system of the facility, for example, in heating, distribution, pumping stations.

Использование предлагаемого способа экономически выгодно потому, что, во-первых, в данном случае капитальные затраты сведены практически к нулю. Нет необходимости строить котельные, склады топлива, полъездные пути, транспортные трубопроводы и многое другое. Во-вторых, количество производимой энергии в несоклько раз первышает потребляемую энергию. В-третьих, окружающая среда не загрязняется потерями топлива при добыче, транспортировке и продуктами его сгорания. Using the proposed method is economically advantageous because, firstly, in this case, the capital costs are reduced to almost zero. There is no need to build boiler rooms, fuel depots, access roads, transport pipelines and much more. Secondly, the amount of energy produced is several times higher than the energy consumed. Thirdly, the environment is not polluted by fuel losses during extraction, transportation and its combustion products.

Claims

A METHOD FOR ENERGY PRODUCTION, including feeding a substance in a liquid phase to a treatment zone and creating cavitation bubbles in a substance, characterized in that cavitation bubbles in a substance are created by creating a periodically changing pressure having constant and variable components, and these components are selected from the following ratios:
P ₁ = (0.3 ^° C 0.7) (P ₂ + P ₃ );
P ₂ + P ₃ -P ₁ = (1 ÷ 10) σ,
where P ₁ is the constant component of pressure, MPa;
P ₂ - variable pressure component, MPa;
P ₃ - saturated vapor pressure of the processed substance at the temperature of its supply to the treatment zone, MPa;
σ is the tensile strength of the processed substance at a temperature of its supply to the treatment zone, MPa.