Вопрос: ионный компрессор

Цитата: СОВ от 20.11.2020 13:48:49Вопрос знатокам. Возможно ли построить компрессор на основе явления "ионного ветра"?
Пример "ветра" в этом детском ролике:


В представленном ролике по самой силе ветра видно, что перепад давлений ничтожен. Но ведь он зависит от напряженности поля и плотности ионов и ,возможно, все это можно усилить искусственно, например, в такой конструкции?:


Отверстие в диэлектрике сильно увеличено, для наглядности; острие катода заходит в отверстие, чтобы воздух не мог уйти в стороны от ионной "толкучки". Расстояние между остриями таково, чтобы напряженность поля была достаточна для образования ионов, но еще бы не было искрового пробоя. Катод находится внутри емкости, в которой нужно получить повышенное давление. Будет ли такое устройство работать как компрессор?

Цитата: СОВ от 20.11.2020 13:48:49

 

Пламя - это вполне себе плазма, которая, между электродами естественно начинает разделяться - ионы налево, электроны направо. Т.е., конечно, есть течение ионизированного газа.. Чтоб таким способом прокачивать что-то нейтральное, плотность самой плазмы должна быть достаточно большой, чтоб ее поток мог увлекать за собой нейтральный газ. В общем, дорогой насос выйдет.

• +0.03 / 2

Цитата: rommel.lst от 20.11.2020 17:41:12Пламя - это вполне себе плазма, которая, между электродами естественно начинает разделяться - ионы налево, электроны направо. Т.е., конечно, есть течение ионизированного газа.. Чтоб таким способом прокачивать что-то нейтральное, плотность самой плазмы должна быть достаточно большой, чтоб ее поток мог увлекать за собой нейтральный газ. В общем, дорогой насос выйдет.

Цитата: rommel.lst от 20.11.2020 17:41:12

 

С одной стороны очевидно, что плотность ионов должна быть сравнима с плотностью нейтрального газа, чтобы его куда-то вдувать, с другой стороны, если скорость ионов можно считать постоянной, то вся работа, которую выполняет поле, идет на преодоление сопротивления воздуха движению ионов. Т.е. поле "толкает" воздух с той силой, с которой оно же тянет столп ионов в трубке (отверстии в диэлектрике) между остриями электродов. Пусть мы готовы затратить 0,01 Вт энергии при напряжении в 1000 В. Пусть расстояние между электродами 1 мм. Считаем скорость ионов равной средней скорости молекул воздуха при комнатной температуре, порядка 300 м/с. Таким образом, мощность Р равна F*n*v, где n - количество ионов между электродами, F - сила, с которой поле действует на каждый ион, v - скорость ионов. С другой стороны, мы задали Р=0,01, тогда F*n=3,3*10^-5Н. Одна атмосфера - это 1 килограмм на сантиметр квадратный, т.е 0,1Н на мм². Тогда наши F*n соответствуют сечению отверстия в 3,3*10^-4мм². Т.е при напряжении в 1000 вольт, расстоянии между остриями электродов в 1 мм и затраченной мощности в 0,01 Ватт мы можем ожидать избыточное давление в одну атмосферу при диаметре отверстия порядка сотки. Может для микро пневмо систем и сойдет.
Оценки, конечно, очень оптимистические, но следует учитывать, что этот "компрессор" можно делать с помощью эпитаксиальных технологий и в нем нет подвижных элементов.
А если сделать "дуршлаг", то, может, его можно будет использовать как двигатель квадрокоптера - летать на ионном ветре.

• +0.00 / 0

Цитата: СОВ от 20.11.2020 21:15:40А если сделать "дуршлаг", то, может, его можно будет использовать как двигатель квадрокоптера - летать на ионном ветре.

Цитата: СОВ от 20.11.2020 21:15:40

 

Всё украдено до Вас, типа - Ионолёт: вчера и сегодня

• +0.08 / 6

Цитата: ДядяВася от 20.11.2020 22:22:32Всё украдено до Вас, типа - Ионолёт: вчера и сегодня

Цитата: ДядяВася от 20.11.2020 22:22:32

 

Благодарю, в тысячный раз убеждаюсь: если уж в мою темную голову пришла какая-то рабочая идея, то реализована она уже давно. 
Вот только в представленных моделях есть один принципиальный недостаток: ионный ветер дует с острого электрода на электрод-сетку и тянет таким образом всю конструкцию вниз, - в моей модели летающего "дуршлага" этого нет. Более того, у "дуршлага" может еще и дополнительная подъемная сила образовываться за счет снижения давления над и повышения давления под куполообразной дырчатой поверхностью.

• +0.00 / 0

Цитата: СОВ от 20.11.2020 21:15:40С одной стороны очевидно, что плотность ионов должна быть сравнима с плотностью нейтрального газа, чтобы его куда-то вдувать, с другой стороны, если скорость ионов можно считать постоянной, то вся работа, которую выполняет поле, идет на преодоление сопротивления воздуха движению ионов. Т.е. поле "толкает" воздух с той силой, с которой оно же тянет столп ионов в трубке (отверстии в диэлектрике) между остриями электродов. Пусть мы готовы затратить 0,01 Вт энергии при напряжении в 1000 В. Пусть расстояние между электродами 1 мм. Считаем скорость ионов равной средней скорости молекул воздуха при комнатной температуре, порядка 300 м/с. Таким образом, мощность Р равна F*n*v, где n - количество ионов между электродами, F - сила, с которой поле действует на каждый ион, v - скорость ионов. С другой стороны, мы задали Р=0,01, тогда F*n=3,3*10^-5Н. Одна атмосфера - это 1 килограмм на сантиметр квадратный, т.е 0,1Н на мм². Тогда наши F*n соответствуют сечению отверстия в 3,3*10^-4мм². Т.е при напряжении в 1000 вольт, расстоянии между остриями электродов в 1 мм и затраченной мощности в 0,01 Ватт мы можем ожидать избыточное давление в одну атмосферу при диаметре отверстия порядка сотки. Может для микро пневмо систем и сойдет.
Оценки, конечно, очень оптимистические, но следует учитывать, что этот "компрессор" можно делать с помощью эпитаксиальных технологий и в нем нет подвижных элементов.
А если сделать "дуршлаг", то, может, его можно будет использовать как двигатель квадрокоптера - летать на ионном ветре.

Цитата: СОВ от 20.11.2020 21:15:40

 

Вы забыли посчитать работу ионизации. Чтоб создать плотный поток ионов придется потратиться.
Такой насос, наверное, сгодится там, где ионы бесплатно рождаются..

• +0.04 / 2

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 08:24:31Вы забыли посчитать работу ионизации. Чтоб создать плотный поток ионов придется потратиться.
Такой насос, наверное, сгодится там, где ионы бесплатно рождаются..

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 08:24:31

 

да... незаменимая вещь я вам скажу в солнечной фотосфере...нулили на верхней оболочке нейтронной звехды....

• +0.00 / 0

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 08:24:31Вы забыли посчитать работу ионизации. Чтоб создать плотный поток ионов придется потратиться.
Такой насос, наверное, сгодится там, где ионы бесплатно рождаются..

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 08:24:31

 

Сделал я модель "компрессора" на основе ТДКС, трех инсулиновых шприцов и термоклея. Результат получил смехотворный: из трубки, заглубленной на один сантиметр в воду, раз в пятнадцать секунд всплывал маленький пузырек воздуха. И то, повторяемости результата не добился. Одним словом, практическая ценность "изобретения" - ровный ноль. Хотя, может, дело в том, что напряжение пульсирующее.

• +0.04 / 2

Цитата: СОВ от 21.11.2020 23:49:52Сделал я модель "компрессора" на основе ТДКС, трех инсулиновых шприцов и термоклея. Результат получил смехотворный: из трубки, заглубленной на один сантиметр в воду, раз в пятнадцать секунд всплывал маленький пузырек воздуха. И то, повторяемости результата не добился. Одним словом, практическая ценность "изобретения" - ровный ноль. Хотя, может, дело в том, что напряжение пульсирующее.

Цитата: СОВ от 21.11.2020 23:49:52

 

Пульсирующее напряжение (надеюсь, 0..U+, без заскоков в минус) конечно же, еще снижает эффективность.

МГД-насосу нужна хорошая проводимость прокачиваемой среды. Чтоб можно было токи гнать "взрослые". А даже морская вода в плане проводимости - это не очень (удельная проводимость примерно на 6 порядков меньше, чем у стали).

Хотя, то, что вы нарисовали в исходном посте, оно, конечно, не МГД, а такой себе линейный ускоритель. И отдачи от него будет мизер. См. таблицу в посте Дяди Васи. Подвижность ионов для создания течения, прямо скажем, никакая

• +0.03 / 1

Цитата: СОВ от 21.11.2020 23:49:52Сделал я модель "компрессора" на основе ТДКС, трех инсулиновых шприцов и термоклея. Результат получил смехотворный: из трубки, заглубленной на один сантиметр в воду, раз в пятнадцать секунд всплывал маленький пузырек воздуха. И то, повторяемости результата не добился. Одним словом, практическая ценность "изобретения" - ровный ноль. Хотя, может, дело в том, что напряжение пульсирующее.

Цитата: СОВ от 21.11.2020 23:49:52

 

В конце 60-х в журнале "Юнный техник" была статья на эту тему. В блюдце с солёной водой помещались два электрода, между ними аккуратно вводилась капля чернил. Поднося магнит разными полюсами можно было заставить капллю чернил двигатся  в разных направлениях в зависимости от того каким полюсом подносился магнит. Таким образом моделироваться движитель для подводной лодки. А где-то лет через десять в журнале "Наука и жизнь" была опубликована маленькая заметка о том, что японские(?) инженеры построили 3-х метровую модель ПЛ и получили скорость хода ~ 3 узла. Больше сообщений на эту тему не встречалось.
ПыСы помню свои перепачканные чернилами руки и заляпанный стол

• +0.00 / 0

Цитата: Morlok от 22.11.2020 12:41:20В конце 60-х в журнале "Юнный техник" была статья на эту тему. В блюдце с солёной водой помещались два электрода, между ними аккуратно вводилась капля чернил. Поднося магнит разными полюсами можно было заставить капллю чернил двигатся  в разных направлениях в зависимости от того каким полюсом подносился магнит. Таким образом моделироваться движитель для подводной лодки. А где-то лет через десять в журнале "Наука и жизнь" была опубликована маленькая заметка о том, что японские(?) инженеры построили 3-х метровую модель ПЛ и получили скорость хода ~ 3 узла. Больше сообщений на эту тему не встречалось.
ПыСы помню свои перепачканные чернилами руки и заляпанный стол

Цитата: Morlok от 22.11.2020 12:41:20

 

Вот, это как раз эмуляция МГД. А то, о чем писал СОВ, - просто линейное ускорение эл. полем.

• +0.00 / 0

Цитата: rommel.lst от 20.11.2020 17:41:12Пламя - это вполне себе плазма, которая, между электродами естественно начинает разделяться - ионы налево, электроны направо. Т.е., конечно, есть течение ионизированного газа.. Чтоб таким способом прокачивать что-то нейтральное, плотность самой плазмы должна быть достаточно большой, чтоб ее поток мог увлекать за собой нейтральный газ. В общем, дорогой насос выйдет.

Цитата: rommel.lst от 20.11.2020 17:41:12

 

Солёная вода, тоже состоит из ионов. Почему нельзя сделать ионные насос для морской воды? Очень давно читал фантастический рассказ. Там сделали катер на принципе толкания воды электрическим полем.

• +0.00 / 0

Цитата: В. Вилежаня от 21.11.2020 18:55:19Солёная вода, тоже состоит из ионов. Почему нельзя сделать ионные насос для морской воды? Очень давно читал фантастический рассказ. Там сделали катер на принципе толкания воды электрическим полем.

Цитата: В. Вилежаня от 21.11.2020 18:55:19

 

Кто сказал, что нельзя? МГД насосы для морводы проектировались. Вот, только КПД там дохлый, потому и не пошло оно..

• +0.08 / 3

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 18:56:29Кто сказал, что нельзя? МГД насосы для морводы проектировались. Вот, только КПД там дохлый, потому и не пошло оно..

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 18:56:29

 

А что там с КПД не так? 

• +0.01 / 1

Цитата: В. Вилежаня от 21.11.2020 18:59:49А что там с КПД не так?

Цитата: В. Вилежаня от 21.11.2020 18:59:49

 

Писали уже здесь. Мгд этот дал 10 узлов и всё.
Японцы делали.

• +0.06 / 2

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 18:56:29Кто сказал, что нельзя? МГД насосы для морводы проектировались. Вот, только КПД там дохлый, потому и не пошло оно..

Цитата: rommel.lst от 21.11.2020 18:56:29

 

дык эта нехилвй осмос то еще надо прелдолеть приизменении ионного состава? не? 

• +0.00 / 0

Цитата: В. Вилежаня от 21.11.2020 18:55:19Солёная вода, тоже состоит из ионов. Почему нельзя сделать ионные насос для морской воды? Очень давно читал фантастический рассказ. Там сделали катер на принципе толкания воды электрическим полем.

Цитата: В. Вилежаня от 21.11.2020 18:55:19

 

Чисто для ионных насосов (не МГД) два принципиальных момента:

1. Скорость ионов, при наложении постоянного тока, мизерная:

Пояснение: это скорость движения ионов см/с, при градиенте напряжения 1 в/см.

Градиент напряжения не увеличишь, т.к.:

2. При напряжении на электродах несколько вольт начнётся электрохимическая реакция разложения раствора.
В случае морской воды (раствор NaCl) на аноде выделение хлора, на катоде образование NaOH.

В общем далеко не уплывёшь.

• +0.10 / 5

Цитата: ДядяВася от 21.11.2020 21:05:44Чисто для ионных насосов (не МГД) два принципиальных момента:

1. Скорость ионов, при наложении постоянного тока, мизерная:

Пояснение: это скорость движения ионов см/с, при градиенте напряжения 1 в/см.

Градиент напряжения не увеличишь, т.к.:

2. При напряжении на электродах несколько вольт начнётся электрохимическая реакция разложения раствора.
В случае морской воды (раствор NaCl) на аноде выделение хлора, на катоде образование NaOH.

В общем далеко не уплывёшь.

Цитата: ДядяВася от 21.11.2020 21:05:44

 

Понял, спасибо. Про химию как-то не вспомнил. Широта взглядов отсутствует. Нечего электричество в воду пускать. Надо по-старинке, как Добряк под парусом

• +0.03 / 1

Цитата: В. Вилежаня от 22.11.2020 08:54:18Понял, спасибо. Про химию как-то не вспомнил. Широта взглядов отсутствует. Нечего электричество в воду пускать. Надо по-старинке, как Добряк под парусом

Цитата: В. Вилежаня от 22.11.2020 08:54:18

 

У Добряка может пара РИТЭГов балластом прикидывется Кстати у неравномерно нагретого тела в жидкости/газе появляется стремление двигаться.

• +0.00 / 0

Цитата: Luddit от 22.11.2020 10:09:24У Добряка может пара РИТЭГов балластом прикидывется Кстати у неравномерно нагретого тела в жидкости/газе появляется стремление двигаться.

Цитата: Luddit от 22.11.2020 10:09:24

 

все это эффекты второго порядка малости... хотя могут применяться шарлатанми для создания всческих невозможеых двигателей

• +0.00 / 0

Цитата: GrinF от 22.11.2020 22:47:22все это эффекты второго порядка малости... хотя могут применяться шарлатанми для создания всческих невозможеых двигателей

Цитата: GrinF от 22.11.2020 22:47:22

 

Ну если брать за основу эффекты, происходящие в объеме - то этот эффект происходит на плоскости, то есть "хуже" всё-таки на один порядок.
Убивает этот принцип другое - эту плоскость нельзя свернуть в какой-нибудь теплообменник. 

• +0.00 / 0