Сопло Котоусова

На сайте khd2 был опубликован анализ статьи Котоусова в журнале , том 75, вып.9; с. 8-14 (<a class="postlink" href="http://khd2.narod.ru/hydrodyn/kotousov.htm" onclick="window.open(this.href);return false;">http://khd2.narod.ru/hydrodyn/kotousov.htm</a>). Приведу аннотацию статьи Котоусова цитированную в приведённой ссылке.

"Обнаружен коэффициент усиления мощности струи до 4 ... 4.5 единиц по отношению к входной мощности потока воды, задаваемой ее входным избыточным давлением и объемным расходом. Рассмотрены причины этого эффекта и источник дополнительной энергии. <...> Газовыделение и кавитация увеличивают этот эффект из-за уменьшения плотности струи. В результате ускорение струи вызывается не только давлением на входе, но и снижением потенциальной энергии текущей среды за счет снижения ее абсолютного давления вплоть до уровня технического вакуума. Обжатие струи воздухом атмосферы и восстановление равновесного с воздухом давления в воде приводят в итоге к повышению кинетической энергии струи за счет внутренней энергии воздуха."

Сопла Котоусова имеют следующий вид.

​

Привожу цитату из ссылки.

Коэффициенты энергетической эффективности для сопел, приведённых на рисунке, имеют вид.

​

Т.е. энергетическая эффективность сопел находится в пределах порядка 3-4,5. Зависимость скорости струи от давления имеет вид.

​

"Результаты измерений зависимости скорости струи от давления для сопла №2.  1 (синяя) — измерения методом динамометра на расстоянии 5 .. 50 см от среза сопла;  2 (зелёная) — измерения методом микротурбины в 10 см от среза сопла;  3 (жёлтая) — по среднему диаметру струи в сжатом сечении и расходу воды (традиционный гидродинамический подход);  4 (красная) — по уравнению Бернулли в одномерном представлении для идеальной воды (без потерь); по общепринятым представлениям для реальных жидкостей вследствие потерь все скорости должны быть ниже красной линии.
Для других типов сопел характер и взаиморасположение линий аналогичны."

Т.е. сопла демонстрируют завидную эффективность по сравнению с теорией. Чем же это вызвано (т.е. откуда растут ноги такой эффективности)?
Снова обратимся к материалам Котоусова.

"1. Установлено, что для сопел, представленных на рисунке, при температуре воды от 8 до 40°C величина q практически не зависит от температуры воды.
2. В опытах, результаты которых представлены на рисунках, температура воды была в интервале 8–10°C. Установка лопасти динамометра производилась на расстояниях 5 .. 150 см от среза сопла. Отдельные измерения делали и на расстояниях до 3 м по горизонтали. Скорость струй постоянна в пределах погрешности до расстояния 50 см для всех сопел, слегка возрастает на практически еще горизонтальном участке траектории (при повышенных входных давлениях) до 1.2 м для сопел №1 и №3 и слегка убывает для сопел №2 и №4. Далее для всех сопел и горизонтальная составляющая, и полный напор убывают.
3. Относительный скоростной напор q имеет размытый максимум на уровне 3.3 .. 4.5 в области входных давлений 5–15•104 Па (0.5–1.5 атм) для разных сопел, далее он немного спадает и равен 2.5 .. 4.
4. По форме профиля сопло №1 имеет большее гидравлическое сопротивление, чем сопло №2, но оно оказывается энергетически более эффективным. Аналогично сопло №3 должно иметь большее сопротивление, чем гладкое сопло №4 с тем же средним углом наклона образующей профиля к оси сопла. Тем не менее сопло №3 лучше."
"При установке лопасти динамометра на расстоянии от 5 до 40 см от среза для этой группы сопел получаем практически постоянные величины F. Приближение лопасти к срезу до расстояния в 1 см давало постепенное снижение F на 20–30%"
"Котоусов приводит экспериментальную оценку средней плотности компактной (монолитной) части струи после сжатого сечения, исходя из измеренных значений её диаметра, расхода и скорости. На расстоянии от 5 до 50 см от среза при средней скорости 28.3 м/с средняя плотность получилась приблизительно равной 620 кг/м3 (как известно, плотность спокойной воды в диапазоне температур от 0°С до 50°С составляет от 1000 кг/м3 до 990 кг/м3). Оценочный расчёт, выполненный им по полученным в ходе анализа формулам, дал примерно такую же плотность (620 кг/м3) и показал, что давление в струе (при сохранении высокой плотности) должно было бы быть на 0.5 атм ниже давления вакуума. Поскольку это физически невозможно, в струе возникают сильные кавитационные процессы, намного снижающие её среднюю плотность и обеспечивающие очень низкое давление в её середине. Чуть дальше он отмечает, что «в опытах регистрировалось абсолютное давление в струе на уровне 500 .. 150 Па при входных избыточных давлениях около 105 Па и выше»."


На этом цитирование работы Котоусова можно и закончить. Что же можно сказать по этому поводу? Поток в трубе перед соплом можно считать ламинарным. А в ламинарном потоке согласно работе Sirovich L., Ball K. L., Keefe L. R. Plane waves and structures in turbulent channel flow. Phys Fluids A2 (12), December 1990, 2217-2226 возникает когерентная система парных вихрей Тейлора, двигающихся перпендикулярно потоку (разрушающихся только для того, чтобы тут же возникнуть вновь). Сужение струи в сопле перпендикуляр направления парных вихрей Тейлора сменяет на острый угол. Т.е. вихри Тейлора начинают двигаться не строго перпендикулярно потоку, а уже частично используют и вращательную компоненту, т.е. начинают со скольжением катиться. На остром срезе сопла стенка исчезает и струя катится по воздуху, практически не создающему сопротивления.
Котоусов считает, что сжатие струи определяется радиальной скоростью движения струи в сопле. Но ведь сопла-то вне нет. Зато у вихрей, созданных в сопле, сохранилась составляющая качения при практически исчезнувшей составляющей трения (трение о воздух мало). И составляющая качения преобразует систему вихрей в одиночный вихрь, типа такого

​

Т.к. эта перестройка требует времени то сужение струи происходит на расстоянии 2-3 мм от среза сопла. Т.е. в результате сопло Котоусова формирует последовательность солитонов, летящих в воздушной среде.
При дальнейшем движении струи всё идёт по гидродинамическому стандарту. Струя воды увлекает за собой воздух. Трение струи о воздух разбивает её на капли, вначале с поверхности, а затем и во всём объёме струи. Но дело, как говорится, уже сделано. Скорость струи увеличена. И Котоусов может почивать на лаврах. Иными словами, официальная физика потихоньку начинает сдавать свои позиции. Сквозь зубы начинает говорить и даже исследовать ХЯС. Признала СЕ устами Котоусова в гидродинамике. Осталось только на этом СЕ построить реальный двигатель, что (на принципе эжектора) и пытается на заряде сделать brux.

 

На этот вопрос я уже отвечал. Не встречал и вряд ли встречу. Простые приспособления уже должны давать СЕ. А это в печать вряд ли пропустят.

Работа с металлоломом далеко не закончена. Если конечно сам brux её не закончит.

Да нет. Меня никто не забанил. Просто я живу на пенсию, на которую не проживёшь. Поэтому летом я пропадаю в огороде целыми днями (который расположен в деревне, т.е. я завязан на расписание автобусов). И у меня просто не хватает времени для просмотра всех материалов. Редко заглядываю на сайт sciteclibrary. И практически не заглядывал в авторские материалы. И летом эта ситуация будет повторяться неоднократно. Скажем, по результатам обсуждения на сайте sciteclibrary наклёвывается следующая статья по двигателю (дизелю) Эльсбота. Но вот когда смогу её оформить не знаю.

 

С соплом Котоусова я никогда не работал. Тем не менее, я полностью доверяю его результатам (ведь он проводил объективные замеры). С эжектором же я работал и сам, и руками brux. Если же я буду ориентировать brux или кого-либо другого на то, чего я сам не делал (или механизм которого мне ещё до конца не ясен), то это будет уже непорядочно (я как бы предлагаю, а проверьте это, может быть что-то и получится). Да и работая с brux я тоже кое что уточнил в своих представлениях. Если вихрь с правым направлением вращения загнать в спираль с левым направлением вращения (и наоборот), то вихрь однозначно будет разрушен. Поэтому нет никаких проблем с разрушением вихря на выходе из спирали.