После очередного запроса Яндексу про холодильную технику в подборке вывалилась ссылка на статью с Хабра про  вихревую трубку на эффекте Ранка-Хилша. При этом самым интересным было то, что непонятно как она работает, генерируя холодный воздух из сжатого воздуха от компрессора.

https://habr.com/ru/companies/ruvds/articles/558356/

Статья меня зацепила, и я решил разобраться с эффектом Ранка-Хилша с позиций полученных мною ранее данных об истечении сверхзвуковой струи в атмосферу  из малых отверстий ресивера под давлением 2-6 атм. (см. мою статью на Хабр). https://habr.com/ru/articles/699564/

В первые о вихревых трубах и их странной работе  я услышал  20 лет назад в 2003 году, но тогда ещё не было так хорошо развитого интернета, чтобы легко и быстро получить нужную информацию. Всё что удалось узнать, так это то, что с 1931 года эффект известен, но толком до сих пор не объяснён.

Тем не менее сам эффект и построенные на нём устройства используются в промышленности для целей локального охлаждения чего- либо, например: охлаждение режущего инструмента (резцы, свёрла и т.д.) в случаях невозможности применения  смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ). А само охлаждающее устройство называется «Вихревая трубка Ранка-Хилша».

Далее в тексте  статьи  вихревые трубки на эффекте Ранка-Хилша будем сокращённо называть ВТР.

Почему «уравнение Бернулли» неприменимо в авиации и судостроении

Когда изучаешь предмет «Гидравлика» в ВУЗе, то там всегда рассматривают трубопровод с реальными размерами и твёрдыми стенками,  по которому течёт вода от одного конца трубы  до другого. Для этих реальных  условий и было записано « Уравнение Бернулли» самим Бернулли ещё в 18 веке.

В исходном уравнении в правой части всегда присутствует дополнительный член- Lтрен, равный потерям на гидравлические сопротивления между двумя исследуемыми сечениями (вязкое трение самой жидкости, местные препятствия на стенках). (см.рис.1)

Версия без уравнения Бернулли.

История с «феноменом» присасывания судов друг другу при обгоне на малых  расстояниях началась в далёком 1911 году, когда столкнулись гигантский суперлайнер того времени «Олимпик» (старший брат «Титаника») и крейсер ВМС Британии «Хоук».

Действия происходили так:

Крейсер "Хоук" шел попутным курсом на расстоянии около 3,5 миль (6,5 км) от «Олимпика».

Через какое то время, крейсер нагнал «Олимпик», и они пошли почти параллельными курсами, под небольшим углом друг к другу, медленно сближаясь. Оба судна шли со скоростью 15 узлов (около 28 км/час).

Потом произошло нечто необъяснимое: Внезапно крейсер «Хоук» резко вильнул влево и, как писали многочисленные газеты, буквально «бросился» на «Олимпик».

Волны от кораблей. Что они говорят и о чём молчат.

Образование волны от движущихся кораблей имеет куда больше скрытого смысла, чем это может показаться на первый взгляд.

Так носовая волна возникает от раздвигания масс воды вторгающимися в них корпусом корабля.

Что может нам рассказать бурун у форштевня о форме подводных потоков, огибающих судно?

Ранее я уже писал статью «Борьба с волновым сопротивлением у водоизмещающих кораблей» про волновое сопротивление кораблей на примере тупоносых плоскодонных речных барж (см. ссылку).

Теперь настало время разобраться с волновым сопротивлением остроносых судов.

Дополнительным мотивом к написанию статьи стал ТВ-репортаж с военно-морского парада в Санкт-Петербурге 30 июля 2023 года.

Там на видео показали динамику бурунов при обтекании носа  подводной лодки, при этом были видны удивительные процессы встречных  течений, которые в статичных изображениях на фотографиях опознать и понять не получается. (см.рис.1-2). Вот ссылка на видео с тайм кодом на проход подводной лодки с буруном.

Экономическая оптимизация технических решений в системах общеобменной вентиляции

В предыдущей статье было упомянуто два типа крупных вентиляторов для проветривания тоннелей метрополитена, которые при большой  разнице в производительности по воздуху (70 и 110 м3/с) имели одинаковую мощность 75кВт.

Рекуперация и теплоутилизация в системах общеобменной вентиляции

Мне даже попалась статья про попытки увеличить энергетическую эффективность стандартных тоннельных вентиляторов за счёт выкидывания из них лишних деталей. (см.ссылку. ниже)

Вентиляторные установки тоннельной вентиляции нового поколения

Системы рекуперации и теплоутилизации - это реальная экономия денег при эксплуатации систем вентиляции или просто распил бюджета на дополнительное оборудование?

В нескольких предыдущих статьях было достаточно подробно разобрано положение  дел с вентиляцией и кондиционированием в офисах.

https://habr.com/ru/articles/729574/

https://habr.com/ru/articles/732144/

https://habr.com/ru/articles/738644/

https://habr.com/ru/articles/736140/

https://habr.com/ru/articles/740766/

 Так выяснилось, что в офисах круглогодично  теплоизбытков достаточно, чтобы даже зимой требовалось включать кондиционирование на полную мощность.

При этом даже приток холодного воздуха с улицы на вентиляцию по нормам не способен полностью снять теплоизбытки от людей и компьютеров.

При зимней работе системы кондиционирования получается парадоксальная ситуация, что огромные потоки тепла из офисов выбрасываются на улицу без всякой пользы, при этом системы приточной вентиляции тратят сопоставимые количества тепла на нагрев приточного воздуха.

Тут неизбежно встаёт закономерный вопрос: Можно ли как- то закольцевать эти тепловые потоки, чтобы не тратить лишнее тепло на нагрев приточного воздуха, не выбрасывая без пользы тепло от системы кондиционирования?

Ответ: Да, можно!

Таки системы существуют, и их называют «системами ТЕПЛОУТИЛИЗАЦИИ».

В случае с большими офисными зданиями, такие системы закладываются в проект уже на стадии проектирования, чтобы заранее можно было бы ощутить будущую выгоду на стадии инвестиционного планирования.

Ранее в нескольких статьях была разобрана теоретическая база для оценки параметров систем вентиляции в отдельных помещениях.

Теперь настала очередь для обзора конкретных технических реализаций подобных локальных вентиляционных систем, особенностью которых является привязанность всех воздуховодов только к внешней уличной стене данного помещения, то есть к фасаду здания.

Как и ранее мы будем рассматривать отдельную квартиру в 2-3 комнаты (40-80м.кв + 4человека) или модуль офисного помещения 6х6 метров (36м.кв + 6 человек).

Для этих двух типов помещений производительность вентиляционных систем будут приблизительно одинаковыми.

В предыдущей статье был разобран вопрос организации общедомовой вытяжной вентиляции из санузлов и кухонь в квартирах в многоэтажных многоквартирных домах.

Теперь попытаемся обобщить технические решения по вентиляции, которые пригодные для отдельных квартир. Обобщение сделаем для «отдельных помещений» в составе «больших зданий».

К категории «отдельных помещений» можно причислить что угодно: от  квартир и офисов  до производственных мастерских и торговых помещений.

Ну, а к категории «больших зданий» можно причислить тоже обширный ряд сооружений: от плоских и длинно-широких одно-двух этажных Торговых центров (ТЦ)  до высотных зданий офисных центров с квартирами и апартаментами на верхних этажах (далее БЦ).

К категории ТЦ также можно причислить широкий ряд малоэтажных протяжённых сооружений технического назначения: заводские корпуса, склады, гаражи и т.д.

Для всех перечисленных типов зданий от ТЦ до БЦ свойственно одно общее свойство, а именно:

Объём здания разделён на отдельные помещения (или отдельные зоны в общих помещениях) с различными условиями и требованиями к режиму вентиляции во времени и в пространстве.

То есть в одном здании должно быть несколько независимо работающих вентиляционных систем, обеспечивающих вентиляцию в отдельных помещениях, или в отдельных малых участках больших помещений.

Блеск и нищета  современных высотных жилых зданий

Жизнь в современном мегаполисе подчиняется не только объективным факторам, но и в значительной степени субъективным веяньям моды.

К веяньям моды относится и строительство высотных жилых зданий.

В высотках многие технические вопросы обеспечения инженерной инфраструктурой на столько обостряются, что становятся реальной технической проблемой.

К одной из таких проблем в высотном жилье относится и система вентиляции.

К высотным зданиям относятся здания выше 16 этажей ( высота 50м).

В чём главное отличие высотных жилых зданий?

С точки зрения вентиляции высотные здания отличаются увеличенной ветровой нагрузкой, какой не испытывают привычны со времён СССР типовые застройки равновысотными домами 9 и 12 этажей.

Тут важна не только абсолютная высота здания, но и его равная высота с окружающими домами.

Проблема высотных зданий возникали и в типовых 16-этажных башнях, когда они стояли  в окружении низкой 5-9 этажной застройки (см.рис.1). В этом случае возвышение на 7 этаже выше уровня общего рельефа делало верхние этажи сильно продуваемыми ветрами.

Людские пробки в метро

На московских улицах присутствуют всем известные автомобильные пробки.

Их возникновение связано как с избыточностью самих автомобилей, так и с безалаберностью отдельных водителей.

Так в узких местах водители начинают избыточно маневрировать, выгадывая себе место в потоке, при этом снижая скорость и так замедленного в сужении потока.

Занятно то, что если бы все ехали спокойно и равномерно, то поток двигался бы быстрее.

Похожая ситуация с неконструктивным и эгоистичным поведением людей встречается не только на автодорогах, но и в общественном транспорте.

Примером того является возникновение толпы людей перед эскалаторами в московском метрополитене.

Каждый ездивший в московском метро в час‑пик наблюдал такую картину, что перед эскалатором собралась большая толпа, но при этом сам эскалатор заполнен едва на половину. Это отлично видно при взгляде из очереди на поднимающий эскалатор (см.рис.1)

Охлаждение офиса

Проблема охлаждения перегретого офисного пространства имеет не только техническую сторону, но и в значительной степени социально-психологическую составляющую.

Так  типовым решением охлаждение помещения  является установка настенного или потолочного фанкойла  (вентиляторный охладитель), из которого хлещет компактная струя (струи) холодного воздуха.

Температура такой струи составляет +19С в номинальном режиме, при этом температура в помещении +29С.

В среднем температура в помещении считается около +24С.

То есть у кого-то  жара +29С, а кому-то в шею или в ухо дует поток с температурой +19С.

Именно такой  сильный разброс климатических параметров внутри одного пространства вызывает  серьёзные конфликт между работниками в этом помещении.

Предыдущая статья про замену радиаторов  отопления в квартире оказалась принята читателями на ХАБРе с большим интересом.

В развитие успеха предлагаю рассмотреть не менее животрепещущую тему в нашей жизни, а именно:

 Вентиляция в жилых и офисных помещениях

Всем известно, что без дыхания человек жить  не может.

Остановка снабжения кислородом мозга всего на 6 минут приводит к необратимым повреждениям мозга.

Человек может выжить и после 6 минут кислородного голодания мозга,  но память при этом он потеряет, оставшись в состояние живой, но неразумной куклы.

Таким образом,  система вентиляции помещений для обеспечения притока свежего воздуха с кислородом для нашего организма- это обязательное устройства в любом закрытом помещении с  присутствием людей.

Идея этой статьи с сантехническим уклоном у меня возникла после просмотра в Ютубе видеоролика о монтаже нового секционного биметаллического радиатора при замене старого отопительного прибора типа «гармошка» в старой однотрубной системе отопления, которую с советских времён применяют в подавляющем количестве панельных домов.

В этом видосике сошлись в смертельной схватке два «блогера‑сантехника», каждый из которых считал, что только он прав.

По результатом этой баталии у меня возникли альтернативные решения, не совпадающие полностью ни с одним из дуэлянтов.

Своё видение решения я описал в комментариях к видеоролику, но ответа не получил. В итоге решил написать эту статью для прояснения сути проблемы широкой массе жителей панельных домов.

Особый интерес к этой теме у меня возник потому, что я сам лично как‑то собрался поменять такую старую облезлую «гармошку» (см.рис.1) на новый белый и красивы биметаллический радиатор (см.рис.2).

Газодинамика сверхзвукового сопла Лаваля.

Пришлось выдумать собственный взгляд на атомную физику в целом, чтобы в итоге подойти к пониманию таких казалось бы изученных вопросов, как "Подъёмная сила крыла" и "Газодинамика работы ЖРД".

Теме "Подъёмная сила крыла" посвящены предыдущие семь глав соседней длинной многолетней статьи, а теперь настала пора соединить её воедино с темой "Модель твёрдого Ядра без электронных оболочек, то есть Ядро равно всему атому по размеру".

Именно написание статьи про устройство атома подтолкнуло меня в изучение аэродинамики, чтобы там найти феномены, объяснимые только моей теорией Статического отталкивания в газах (далее СТГ) , что позже привело и к моему пониманию физики работы ЖРД.

Когда-то много лет назад я пытался разобраться в физических принципах работы жидкостного реактивного прямоточного двигателя ( далее ЖРД), но упёрся в глухую стену из математических выкладок без качественных физичных объяснений самих процессов.

Модель Атома с крупным Ядром, сопоставимым с размером Атома в целом.

Подёмная сила крыла. Часть 2

Критика существующего Теоретического объяснения Подъёмной Силы на крыле самолёта

1. Основной тиражируемой Версией образования подъёмной силы на крыле заявляется разность скоростей течения воздуха (жидкости) над крылом и под крылом, и вследствие этого возникает перепад давления согласно Закону Бернулли. При этом однозначно связывают через закон Бернулли расчётную скорость потока на поверхности крыла с инструментально регистрируемым давлением на крыло, игнорируя другие возможные объяснения на основе не менее базовых законов физики.
2. При анализе обтекания идеальной невязкой жидкостью профилей в плоских течениях удивительным образом получали кратное повышение скоростей потока в сравнение с базовой скоростью V0. То есть опровергается закон сохранения энергии, так как энергия на разгон потока берётся ниоткуда, кратно превышая энергию набегающего на крыло потока. При этом игнорируется постулат гидродинамики, что по тому же закону Бернулли при истечении струи из-под уровня скоростной напор однозначно ограничивается сверху статическим напором в сосуде, то есть скоростной напор струи после разгона на крыле не может превысить статического давление сжатой при торможении среды.