Гасители волн

March 6, 2015 by admin Комментировать »

Волны моря несут с собой огромные количества энергии. Небольшие и очень часто возникающие волны с периодом 5—6 сек. дают силу удара 3—4 τ на 1 м2. Штормовые волны с весьма распространенным периодом 7— 8 сек. развивают давление 5 г на 1 ж2. К давним временам восходят предложения использовать энергию волн для производства полезной работы.

По рассказу академика Крылова, приведенному в книге академика Шулейкина «Очерки по физике моря», некий изобретатель построил корабль, состоявший из двух половин, которые были соединены между собой шарниром посредине. По мысли изобретателя, продольное изгибание этого корабля на волне должно было приводить во вращательное движение вал корабельного винта и таким образом двигать корабль вперед. Однако, пока волны были малы, корабль покоился на поверхности моря неподвижно. Когда же размеры волн возросли настолько, что можно было от них требовать полезной работы, злополучный корабль просто переломился пополам на шарнире. Последователей у этого изобретателя не нашлось.

Использование нерегулярных, меняющихся по частоте и амплитуде механических колебаний — это очень трудная задача. Из многочисленных

Молекулы маслянистых веществ представлены в виде вертикальных линяй с шарообразными утолщениями, а молекулы воды— маленькими черточками. Шарообразные утолщения — это активная часть крупной молекулы. Активная часть притягивает к себе молекулы воды, а) Одномолекулярный слой толщиной около двух миллионных долей миллиметра. б) Пленка воды, покрытая с двух сторон активными молекулами. Подобную же структуру имеют стенки мыльных пузырей. Их толщина 6 миллимикронов, в) „Толстая* пленка, содержащая четыре слоя активных молекул.

Фиг. 6-126. Различные случаи расположения активных молекул на поверхности волны (по Шулейкину).

предложении использовать энергию морских волн для производства полезной работы некоторого внимания могут заслуживать только те, в которых предлагается вделывать в берег своеобразные каналы-ловушки. Вбегая в них, волны дают большие взбросы. Канал является волновым трансформатором, энергия движения волны превращается в энергию подъема воды. Взброшенная вода попадает в бассейн, приподнятый над уровнем моря. Оттуда вода стекает обратно в море через турбины.

Фиг. 6-12а. Вертикальный разрез волны (по «Океанографии» Шокальского).

Волнистые сплошные кривые соединяют частицы воды, которые в состоянии покоя расположены на горизонтальных, параллельных лруг другу линиях. Пунктирные кривые соответствуют вертикалям — перпендикулярам к поверхности воды в состоянии покоя.

При волнении отдельные ячейки сетки, нанесенной на разрез, меняют свою форму. Но площадь каждой ячейки не меняется, так как вода мало сжимаема. Поэтому у подошвы волны поверхность ячеек растягивается, ячейки здесь сплющиваются. У вершины ячейки вытягиваются вверх, а поверхность их сжимается.

Кругами на рисунке показаны траектория, которые описывают при волнении отдельные частицы воды. Чем дальше от поверхности, тем движение воды слабее.

Однако, и эго предложение практически не было еще осуществлено.

Значительно проще можно гасить энергию волн, превращать ее в тепло. Современные корабли снабжаются иногда фильтрами механических колебаний — приспособлениями для уменьшения качки. Хорошо успокаивают колебания корабля цистерны, сообщающиеся с забортной водой и между собой трубами с заслонками. При качке вода переливается из цистерны в цистерну, и трение в трубах с заслонками поглощает часть энергии механических колебаний. Наибольшее успокоение получается при некоторой определенной величине трения. Еще лучше можно гасить колебания корабля при помощи гироскопов, приводимых в действие от электродвигателей.

Еще до нашей эры было известно, что маслянистые вещества усмиряют морские волны. Плиний описывает, как водолазы поливали оливковым маслом поверхность моря, чтобы уменьшить волнение. Во многих современных морских альманахах и справочниках приводятся указания судоводителям, как лучше всего наносить масляный слой на поверхность моря, сколько требуется расходовать масла. В «Океанографии» Шокальского, например, советуется смачивать маслом пеньковые концы и маты, чтобы потом опускать их за борт для сглаживания гребней волн.

Однако, полное объяснение и теория этого явления были даны только в последнее время академиком В. В. Шулейкиным и его сотрудниками на Черноморской гидрофизической станции. Оказывается, пленка масла вносит сильное затухание в колеблющуюся воду. Она действует подобно омическому сопротивлению, включаемому в электрический колебательный контур.

Масло, вылитое на бушующую поверхность моря, растекается тонким слоем по воде. На волнующейся поверхности пленка все время растягивается и сжимается. У подошвы волны вода растягивает слой масла на большое пространство, а на гребне масляная пленка сжимается.

Молекулы жирных кислот чрезвычайно громоздки: по своим размерам они более чем в сотни раз превышают молекулы воды. В веществе тонкой маслянистой пленки при непрерывном перемещении у поверхности воды возникает огромное внутреннее трение. Энергия волн затрачивается на нагрев масляного слоя. Волнение сильно уменьшается. При этом энергичнее всего гасятся волны с малым периодом, с большой крутизной. На большие основные волны масляная пленка мало действует. Эта пленка на воде ведет себя как фильтр, подавляющий высокие частоты.

Но, помимо фильтров-«пожирагелей» колебаний, в технике широко используются фильтры-«отражатели».

Источник: Электричество работает Г.И.Бабат 1950-600M

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты