Corioliseffekt - tangentialkraft + sentripetalkraft = overskuddsenergi?

[Vidar Øierås]

Ikke stopp å lese allerede her - JA det er "my quest for free energy", men en ny tilnærming...

Jeg har et langt rett rør. Hver ende av røret er bøyd 90 grader vannrett, mot klokka. På midten av røret sitter en loddrett tilkobling til vann. Denne tilkoblingen er lagret opp slik at røret kan rotere når vanntrykket går igjennom røret - innretningen minner altså om et sprinkler anlegg hos bonden.

Normalt sett, hvis røret IKKE hadde avbøyde ender, vil det kreve en egen motor til å rotere røret når det flyter vann gjennom den. Vi må altså TILFØRE energi for å få rotasjon. Ikke bare pga friksjon, men fordi at Coriolis effekten bremser rotasjonen med en motkraft. Denne motkraften avhenger av vannmengde som flyter igjennom røret, og hastigheten på rotasjonen. Det må altså TILFØRES masse energi for å få sprinkler anlegget til å spre vannet.

MEN!
Med samme vanntrykk i røret kan vi likevel fjerne motoren og la rotasjonen starte av den eksisterende energien som finnes i det strømmende vannet, bare ved å bøye endene på røret slik at vannstrålen gir dreiemoment og dytter røret i rotasjon.

Det er nå samme tilførte effekten i vannstrømmen. På denne vannstrømmen kan vi på tradisojnelt vis påmontere en generator som lager strøm.
SÅ kommer det pussige: Vil nå rotasjonen være en energikilde i tillegg. Altså; kan vi hente energi både fra vannstrømmen OG rotasjonen den lager?

Det viser seg nemlig at det er en sammenheng mellom den bremsende kraften i Coriolis effekten, og den kraften som dytter på rørenden - altså dreiemomentet i vannstrålen. Derfor bruker ikke vannstrømmen energi på å rotere røret - det bruker faktisk negativ energi siden sentripetalkraften trekker vannet utover i røret når det roterer.

Jeg gjorde et eksperiment med en vannflaske som jeg monterte to rør på. Endene bøyde jeg 90 grader. Youtube-videoen er her (Tatt av datra mi med mobilen - dårlig og vinglete kvalitet). Beskrivelsene er på ca. engelsk mht. fremmedspråklige seere.
Videoen viser at det tar 8 sekunder å tømme 1.5 liter vann når flaska ikke roterer. Videoen viser også at det tar kortere tid å tømme 1.5 liter når flaska roterer av seg selv - 5-6 sekunder. Flaska er selvdrevet av vannmengden i den som gir trykk i rør-endene, og rotasjonen øker vannhastigheten gjennom rørene.

Det beviser at dreiemomentet fra vannstrålen gir rotasjon til tross for Coriolis effekten, og i tillegg tømmes vannet på kortere tid. Altså har vi kinetisk energi fra vannet som faller en bestemt distanse, OG kinetisk energi fra rotasjonen...

Så tenker jeg litt videre.
Dette røret jeg nevnte innledningsvis, plasseres istedet rett over vannflaten, med en stuss i midten og ned i vannet for å få tilført vann. Når røret roteres vil sentripetalkraften suge vann inn i røret og slynge vannet utover. Hvis rør-endene peker rett ut, må Coriolis dreiemomentet motarbeides med en del energi. Men hvis rørendene bøyes 90 grader vannrett, i fra rotasjonsretningen, vil vannstrålen endre retning og motvirke Coriolis dreiemomentet. Og det tar ikke lenger energi å holde røret i rotasjon.

Likevel strømmer det vann gjennom røret pga sentripetalkraften som nå fortsatt er der å trekker vannet utover, men nå uten tilført energi.

Så kommer den store gåten:
Hvis vi nå monterer en generator i hvert rør som drives av vanntrykket, vil vi nå kunne produsere overskuddsenergi, fordi det ikke krever energi å rotere vannrøret. Når vannstrømmen reduseres når generatoren belastes, vil ikke bare dreiemomentet fra vannstrålen reduseres, men også motkraften fra Coriolis effekten tilsvarende. Og siden disse to kreftene er like, vil det fortsatt ikke kreve energi å rotere røret - selv om generatoren leverer energi for fullt (?)

Hva sier dere (gjeeeeeesp) til dette? (bortsett fra at noen snsynligvis datt av lasset allerede i emnefeltet)...

Vidar

 

[Pink_Panther]

Hæ??

 

[Ulf-B]

Hehe - jeg leser etter beste evne. Ikke rare greiene - denne "beste evnen", men dog allikevel. Med fare for at jeg ikke helt har forstått alle finessene her, drister jeg meg likevel til å komme med mine kommentarer.

Altså: friksjonsløs rotasjon er helt greit - potensiell, statisk energi i vannet omgjøres til bevegelsesenergi i rotasjonen. Har du vann nok, vil rotasjonen fortsette - ingen problemer så langt. Du trenger ikke engang å tilføre vann for å holde rotasjonen i gang - så sant vi glemmer friksjon. Men glem Coriolis - han har ikke noe med dette å gjøre.

Kobler du på en generator, vil generatoren spise energi. Vanntrykket som driver det hele er det samme, men rotasjonshastigheten reduseres - avhengig av hvor mye energi generatoren spiser. Med en veldig kraftig generator, stopper rotasjonen nesten opp. Friksjonsløs rotasjon krever naturligvis ikke noe energi - har du fått i gang rotasjonen, vil den fortsette. I all evighet hvis det ikke hadde vært for friksjonen.

Det med å suge opp vann, kan du bare glemme. Suger du opp vann, vil det kreve akkurat så mye energi som du tilfører. Tilfører du ikke noe energi, vil rotasjonsenergien ikke vare lenger enn at den bidrar til å suge opp akkurat så mye vann som skal til for å bruke opp rotasjonsenergien. Og da er vi back to square one - no free lunches.

 

[bambadoo]

Hva sier dere (gjeeeeeesp) til dette? (bortsett fra at noen snsynligvis datt av lasset allerede i emnefeltet)...

Vidar

Joda - er bra dette. Men hvis ja - hvorfor ikke?

 

[Vidar Øierås]

Hehe - jeg leser etter beste evne. Ikke rare greiene - denne "beste evnen", men dog allikevel. Med fare for at jeg ikke helt har forstått alle finessene her, drister jeg meg likevel til å komme med mine kommentarer.

Altså: friksjonsløs rotasjon er helt greit - potensiell, statisk energi i vannet omgjøres til bevegelsesenergi i rotasjonen. Har du vann nok, vil rotasjonen fortsette - ingen problemer så langt. Du trenger ikke engang å tilføre vann for å holde rotasjonen i gang - så sant vi glemmer friksjon. Men glem Coriolis - han har ikke noe med dette å gjøre.

Kobler du på en generator, vil generatoren spise energi. Vanntrykket som driver det hele er det samme, men rotasjonshastigheten reduseres - avhengig av hvor mye energi generatoren spiser. Med en veldig kraftig generator, stopper rotasjonen nesten opp. Friksjonsløs rotasjon krever naturligvis ikke noe energi - har du fått i gang rotasjonen, vil den fortsette. I all evighet hvis det ikke hadde vært for friksjonen.

Det med å suge opp vann, kan du bare glemme. Suger du opp vann, vil det kreve akkurat så mye energi som du tilfører. Tilfører du ikke noe energi, vil rotasjonsenergien ikke vare lenger enn at den bidrar til å suge opp akkurat så mye vann som skal til for å bruke opp rotasjonsenergien. Og da er vi back to square one - no free lunches.

Coriolis effekten, den vi kjenner til på kloden vår, gjør at luftstrømmer bøyes av pga. jordens rotasjon. Luftstrømmene vil følge en rett linje ift. rommet, men ift. jordens overflate bøyes den av.
Denne effekten er like gyldig på en roterende disk, der du f.eks dytter en rund kule utover fra senter. Kula vil trille rett fram i rommet, men legge igjen et "spor" som bøyer av på den roterende skiva.
Hvis kula legges i ei rett renne som plasseres radialt på skiva, vil kula istedet følge rotasjonen av disken samtidig som den triller vekk fra senter. Men kula vil stjele energi fra rotasjonen siden kulas tangentiale og radiale hastighet øker jo lenger fra diskens senter den beveger seg. Denne akselerasjonen vil bremse rotasjonen - Coriolis mot-dreiemomentet, hvis vi kan kalle den det.
Den opptjente kinetiske energien i kula kan vi med et 90 grader bend i enden av renna få tilbake slik at det i sum ikke blir tilført energi. Kula taper all energien, og skiva får igjen samme energi. Netto energi = 0

Hvis vi erstatter kula med vann uten overtrykk, og lar vannet følge samme renna, vil akselerasjonen i vannet øke dens kinetiske energi. Vi tilfører vannet energi for å akselerere det. Denne kinetiske energien får vi tilbake når vannet skifter retning 90 grader. Energiutvekslingen blir i sum = 0 selv om det fortsatt strømmer vann i renna og rotasjonen opprettholdes (f.eks av en elektrisk motor).

Hvis vannet bremses, f.eks når vi henter ut energi før det forlater renna, vil vannets akselerasjon reduseres, som igjen reduserer Coriolis mot-dreiemomentet. Vi trenger da heller ikke så mye kinetisk energi fra vannet for å få tilbake den energien som stjeles under vannets reduserte akselerasjon. Fortsatt er energitilførselen = 0 (?), men vi henter likevel ut energi fra vannets kinetiske energi som opparbeides av den gjenstående kraften - sentripetalkraften. Sentripetalkraften vil være tilstede uansett så lenge det er rotasjon. Sentripetalkraften er konservativ ved konstant rotasjonshastighet, men den vil jo på lik linje som tyngdekraften trekke til seg massen i vannet, men utover isf. nedover. Og det er denne tyngdeakselerasjonen vi tilslutt står igjen med - gratis (?)

Friksjonen kommer vi ikke utenom. Friksjon er heller ingen kraft som er bestemt av prinsippet i dette eksperimentet, men et variabelt tap. Den kinetiske energien vi henter fra vannets masse og sentripetalkraften kan være lavere og høyere enn energien som trengs for å motvirke friksjon. Siden det krever lite energi for å opprettholde rotasjonshastigheten pga friksjon i et kulelager, er det vel bare et spørsmål om hvor stor rotasjonshastigheten må være for at den kinetiske energien vi henter ut blir større enn den energien som kreves for å motvirke friksjon?

Vidar

 

[Ulf-B]

Vel - det jeg lærte om Coriolis på NTH - eller NTNU som det heter nå for tiden - er at dette har noe med forskjellige observasjonspunkter eller observasjonsforutsetninger å gjøre. En kule som ruller upåvirket av ytre krefter på en friksjonsløs roterende plate, vil - for en observatør som ser det hele utenfra - fortsette rett frem - uavhengig av rotasjonen. En observatør som står på den samme roterende platen vil se at kulen bøyer av - at den ikke går i en rett linje. At observatøren følger med den roterende platen, er en konsekvens av de kreftene - friksjonskrefter - som virker på observatøren hele tiden.

For at observatøren på den roterende platen skal få virkeligheten til å stemme med mekanikkens grunnlover - han ser en kule som beveger seg utover fra sentrum og som attpåtil bøyer av - må han introdusere to fiktive krefter "sentrifugalkraften" som kan forklare at kulen beveger bort fra sentrum og "Corioliskraften" som bøyer av den rette kursen. Men dette er altså oppdiktede krefter som bare gjelder den observatøren som står på den roterende skiven. En observatør som står og betrakter det hele fra utsiden, trenger ingen krefter. Han ser bare at kulen beveger seg i en rett linje - som om den var upåvirket av krefter.

Det blir litt à la det å slippe en kule fra toppen av en stige. Man ser kulen forsvinne og trenger tyngdekraften til å forklare at kulen plutselig begynner å bevege seg. Hopper man fra toppen av stigen samtidig som man slipper kulen, ser man at kulen IKKE forsvinner - den holder seg der man slapp den hele tiden. Altså null relativ bevegelse i forhold til observatøren - som må trekke konklusjonen at kulen står i ro - ergo er den ikke påvirket av noen ytre krefter.

Vannproblemet ditt henger antageligvis sammen med at her foregår det en sammenblanding av krefter og motkrefter hentet fra hvert sitt "observatørsystem". Noen ganger tenker vi som om vi fulgte med i rotasjonen - andre ganger som om vi betraktet det hele utenfra.

 

[Vidar Øierås]

OK. Bra forklart om Coriolis-effekten.

Hvilke krefter må til på kula for at observatøren som er med rotasjonen skal se at kula triller rett fram? Observatøren på bakken ser nå at kula følger rotasjonen og samtidig beveger seg utover - i spiralform.

Dette skjer når kula et tvunget til å følge en renne, eller et rør som er plassert radialt fra senter av rotasjonen og ut - slik at observatøren som roterer vil se at kula triller i rett linje fra ham.

Massen i kula akselererer fordi tangentialhastigheten øker jo større avstanden er mellom kula og sentrum, fordi rotasjonshastigheten er større jo lenger radiusen er (runder pr. minutt er den samme). Avstanden mellom sentrum og kula øker fordi sentrepetalkreftene trekker i kula.

Akselerasjonen kommer av begge disse kreftene. Denne akselerasjonen gir kula kinetisk energi som er på maks når kula forlater rotasjonen.

Vi har altså brukt energi på å akselerere kula, men energien vi har brukt er bare på grunnlag av den tangentiale akselerasjonen. Den radielle akselerasjonen står sentrepetalkreftene for. Tangential-energien energien er tilført rotasjonen for å holde rotasjonen konstant.

For å gjenvinne denne energien, må kula skifte retning i 90 grader og motsatt vei av rotasjonsretningen, slik at all dens kinetiske energi gir et dytt på rotasjonen, og leverer tilbake den tilførte tangentiale energien.

Høres det fornuftig ut?

Vidar

 

[Bach_Man]

Bare så det er sagt så finnes det ikke noe slikt som tangential energi. Energi er ikke en vektor, men en skalar, det ser man jo enkelt av at det er kvadratet av hastigheten som inngår i beregningen. Greit å ha orden på begrepene når man gir seg inn på grubling for viderekomne.

 

[Ulf-B]

Den store feilslutningen her, er at rotasjonen er konstant. Det er den ikke.

En kule på vei ut fra sentrum i en renne på en selvroterende skive som ikke tilføres energi, vil redusere rotasjonshastigheten - altså færre rpm - etterhvert som den kommer lenger ut. Samme effekten som en kunstløper opplever når han eller hun strekker ut armene etter en piruett - eller en stuper når han eller hun retter ut kroppen rett før nedslaget etter noen kjappe volter. Det er klart at her spiller de relative massene en ganske stor betydning. Triller vi en tung kule på en skive som er lett, vil vi se dette med det blotte øyet - triller vi en klinkekule på noe som ligner en møllestein, eller på jordkloden, vil endringen i rotasjonshastigheten knapt være merkbar. Men i studietiden fabulerte vi ingeniørspirer om hva som ville skje hvis hele jordens befolkning tok seg en tur opp på Mount Everest samtidig – da ville det kanskje bli merkbart.

Det blir litt annerledes med vann - fordi vannet har den samme hastigheten hele veien. Det oppstår, som kjent, vanligvis ikke vakuumlommer i et vannrør. Ikke for det - i det vannet begynner å renne ut i et tomt spreder-rør, vil rotasjonshastigheten reduseres.

Dersom rpm’ene skal holde seg konstante, må man altså tilføre energi. Hvilket man gjør f.eks. i en sentrifugalpumpe.

Vi er ganske sikkert tilbake til at vi ikke kan få ut energi uten å tilføre energi, at kraft er lik motkraft o.s.v. og at sånn sett er det snipp-snapp-snute når vannet i denne sinnrike sprederen har rent ned i sluket.

 

[Vidar Øierås]

Er klar over at skiva bremses hvis den IKKE får tilført energi, men det var heller ikke det som var poenget. Beklager alle begreper som ikke henger på rett knagg. Men når kula eller vannet treffer det punktet den skal skifte retning 90 grader fra rotasjonsretningen, vil bevegelsesenergien som er bygget opp i massen kompensere for motkraften som ellers ville ha bremset skiva. Kraft er lik motkraft, er det ikke? Energiutvekslingen blir som å kjøre el-bil. Man akselererer og forbruker energi til å sette en masse opp i fart. Den kinetiske energien som massen da har, kan vi kjøre tilbake til batteriet når bilen skal bremse. For det krever 0 energi å flytte et legeme horisontalt fordi all energi kan potensielt gjenvinnes. Den samme energigjenvinningen skjer med pumpa mi i én og samme operasjon - vedlagt som tegning med enkel forklaring.

Det jeg ikke greier å bortforklare er hvordan vi kan håndtere den bevegelige massen i røret når det likevel ikke krever energi å rotere pumpa. Vi kan til og med belaste vannstrømmen så vannet stopper. Det krever fortsatt ikke energi å vedlikeholde rotasjonen.



Vidar

 

[Ulf-B]

Kraften som virker langs periferien i utløpet av disse vinklede rørene på tegningen er jo veldig avhengig av hvordan utløpsdysene er designet og hvor stort vanntrykk du har lagt opp til i innløpet - mass inlet. Vannmengde og vannhastighet. Med stort trykk og liten dyse, kan du få veldig store tangentiale vannhastigheter - men hva som er optimalt er, såvidt jeg husker, avhengig av trykk og tverrsnitt i systemet. Jfr. forskjellen innen vannkraftproduksjon mellom forskjellige typer turbiner som brukes under forskjellige rammebetingelser. Struper du utløpsdysene, får du mindre tangentialkraft - men du sparer også på det verdifulle vannet.

Det med den bevegelige massen i rørsystemet er imidlertid gitt én gang for alle. Så lenge rørene er fulle av vann - og det vil de jo være så lenge man har vann i reservoaret - er massen konstant. Den massen roterer med en hastighet som er gitt av friksjonen og kombinasjon av vannmengde, trykk og dyseutforming. Skrur du igjen dysene vil systemet - så sant det ikke er friksjon - fortsette å rotere med den samme hastigheten. Man kan selvsagt bruke den rotasjonsenergien til å suge opp vann til reservoaret i et kort lykkelig øyeblikk - sånn sett er det muligheter for energigjenvinning.

Det er imidlertid ikke bevegelsesenergien i det vannet som strømmer i rørene som er avgjørende. Det er den potensielle energien til vannet i reservoaret man bruker, som er cluet her for mye mye energi eller effekt du kan hente ut. Eller hvor stort vanntrykk og hvor stor vannmengde man har til disposisjon i utgangspunktet. Det er det som bestemmer hvor mye vann man kan ta ut og med hvilken hastighet i utløpsdysen - og det er det som er avgjørende.

 

[nightowl]

Er ikke veldig teknisk skolert, men sentripetalkraften virker vel på røret / renna og ikke på vannet / kula
Hvis du observerer fra rotasjonsaksen vil det se ut som vannet akselereres / kraftpåvirkes, men det er røret som akselereres

Sentrifugalkraften vi føler drar oss ut av svingen når vi kjører bil, er en fiktiv kraft. Den reele sentripetalkraften virker innover mot rotasjonsaksen


mvh

 

[Vidar Øierås]

Er ikke veldig teknisk skolert, men sentripetalkraften virker vel på røret / renna og ikke på vannet / kula
Hvis du observerer fra rotasjonsaksen vil det se ut som vannet akselereres / kraftpåvirkes, men det er røret som akselereres

Sentrifugalkraften vi føler drar oss ut av svingen når vi kjører bil, er en fiktiv kraft. Den reele sentripetalkraften virker innover mot rotasjonsaksen


mvh

Det er helt riktig. Jeg har som mange andre forvekslet sentrifugalkraft og sentripetalkraft. :-[

Vidar

 

[Vidar Øierås]

Kraften som virker langs periferien i utløpet av disse vinklede rørene på tegningen er jo veldig avhengig av hvordan utløpsdysene er designet og hvor stort vanntrykk du har lagt opp til i innløpet - mass inlet. Vannmengde og vannhastighet. Med stort trykk og liten dyse, kan du få veldig store tangentiale vannhastigheter - men hva som er optimalt er, såvidt jeg husker, avhengig av trykk og tverrsnitt i systemet. Jfr. forskjellen innen vannkraftproduksjon mellom forskjellige typer turbiner som brukes under forskjellige rammebetingelser. Struper du utløpsdysene, får du mindre tangentialkraft - men du sparer også på det verdifulle vannet.

Det med den bevegelige massen i rørsystemet er imidlertid gitt én gang for alle. Så lenge rørene er fulle av vann - og det vil de jo være så lenge man har vann i reservoaret - er massen konstant. Den massen roterer med en hastighet som er gitt av friksjonen og kombinasjon av vannmengde, trykk og dyseutforming. Skrur du igjen dysene vil systemet - så sant det ikke er friksjon - fortsette å rotere med den samme hastigheten. Man kan selvsagt bruke den rotasjonsenergien til å suge opp vann til reservoaret i et kort lykkelig øyeblikk - sånn sett er det muligheter for energigjenvinning.

Det er imidlertid ikke bevegelsesenergien i det vannet som strømmer i rørene som er avgjørende. Det er den potensielle energien til vannet i reservoaret man bruker, som er cluet her for mye mye energi eller effekt du kan hente ut. Eller hvor stort vanntrykk og hvor stor vannmengde man har til disposisjon i utgangspunktet. Det er det som bestemmer hvor mye vann man kan ta ut og med hvilken hastighet i utløpsdysen - og det er det som er avgjørende.

Det du sier er helt riktig hvis man tilfører inngangen overtrykk. Mindre dyser på utgangene gir høyere vannhastighet ut av dysene og økt dreiemoment forutsatt at trykket økes for å opprettholde mengde vann pr. tidsenhet.

På tegningen er det vist en sentrifugalpumpe. En motor driver denne pumpa. Motoren tilføres energi for å slynge vannet ut til sidene. Vannet svarer ved å strømme gjennom rørene under påvirkning av sentrifugalkraften. Trykket ved inngangen er negativ - den suger vannet inn i inngangen. En observatør utenfor ser at vannet ut av dysene faller rett ned, men ift. en observatør som blir med rotasjonen ser at vannet spyler ut av røret. Hvis vannet faller rett ned har vi gjenvunnet all tilført energi. I realiteten vil friksjon føre til at vannet ut av rørene til en viss grad følger rotasjonen, men ikke i samme hastighet.

Det koster ingenting å forflytte en masse horisontalt, for vi bruker energi på å akselerere, og gjenvinner samme energi ved å retardere massen. Hvis vi ikke fanger opp all den energien som er overført til vannet, har vi et netto energitap som er lik tilført energi (pluss friksjon).
Siden det ikke er gravitasjonen som trekker vannet rett ned, men en sentrifugalkraft som trekker det utover, kan vi da bremse vannet med f.eks en generator uten å tape tilført energi? Det er det store sp.målet.

Idéen er å ta tilført energi tilbake, ved å la den kinetiske energien vannet (som egentlig vil fortsette rett fram) dytte på svingen i bendet og dermed gi tilbake den tilførte energien i rotasjonsretningen - slik at motoren ikke trenger mer tilført energi enn den trenger for å overvinne friksjon.

Et spiralformet rør som starter fra senter og ut, og er viklet motsatt vei av rotasjonsretningen, vil vel kanskje være mer effektivt, men samtidig vil et lengre rør resultere i mer friksjon. Det er imidlertid kreftene jeg nå først og fremst ser på, for å finne ut om alle kreftene i sum er større eller lik null. Sp.målet er om "Coriolis motkraften" + Sentrifugalkraften + periferikraften (Jeg mener kraften av vannet ut av bendet) > 0. Friksjon får vi ikke gjort noe med annet enn å minimalisere den, mens selve kreftene under en bestemt forutsetning, er konstante.

Dette ender vel opp med et oversvømmet bad, sint kjærring, og unger som jubler. Men ikke noe er så moro som å rote fram en hel haug rallemikk og ikke rydde opp etter seg ;D

Vidar

 

[Ulf-B]

OK – du har en motor som driver det hele. Jeg trodde at du hadde en flaske med noen vinklede plastrør som begynte å rotere av seg selv når du slapp vann gjennom systemet. Slik så det ut på videoen, i hvert fall.

Men altså: en motor driver denne skiven din. Denne motoren tvinger vannet til å holde konstant rotasjonshastighet, og dermed vil det slynges ut mot periferien (i mangel av en sentriptalkraft ser det altså slik ut) - det er slik en sentrifugalpumpe fungerer. Den økte bevegelsesenergien som vannet får på den måten - det enkelte vannmolekyl får en økt absolutt hastighet etterhvert som det fjerner seg fra sentrum når rpm'en er konstant - må leveres av pumpen.

Mengden av vann, i kombinasjon med forskjellen mellom vannets hastighet i innsuget og hastigheten i utkastet (radiell hastighet er den samme, men tangentialhastigheten øker jo – slik at bevegelsesenergien øker) – i tillegg til hvor høyt vannet løftes før det entrer den roterende skiven - avgjør hvor mye effekt eller energi motoren må tilføre. Her spiller det antageligvis en viss rolle hvordan utkast-tuten er vinklet. Kastes vannet ut mot rotasjonsretningen blir hastigheten mindre ved samme tilførte effekt på motoren som driver det hele – kaster du andre veien blir hastigheten større. Spiralformet eller ei – spiller ingen rolle, hvis vi ser bort fra friksjon. Strengt tatt vil selv en løftehøyde på null kreve at du tilfører effekt eller energi – så lenge du har en strøm av vann gjennom rørene som du tvinger til å bevege seg med en konstant rotasjonshastighet - selv om bevegelsen foregår rent horisontalt.

Men det er ikke slik at det akkumuleres noen energi i vannet som roterer i det sinnrike rørsystemet i den roterende skiven. Det enkelte vannmolekyl får en økende bevegelsesenergi fordi hastigheten øker i takt med at den tangentiale hastigheten øker etter hvert som det fjerner seg fra sentrum. Men NB! det er ikke vannmolekylet som kaster seg selv utover med økende hastighet – det med den økende hastigheten er bare mulig fordi motoren hele tiden tilfører energi. Dytter på det – om du vil. Slår vi av motoren vil det hele stoppe opp.

Ved utkastet har vannmolekylene den maksimale hastigheten de har. Det er ikke slik at de hadde større hastighet et annet sted i systemet for så å bli bremset ned – sånn sett er det feil å bruke ord som å få energi tilbake – ingen av vannmolekylene som kastes ut leverer noe energi tilbake. Det enkelte vannmolekylets har på sin ferd gjennom systemet fått tilført en viss mengde energi som motoren har levert, men denne opparbeidedeenergi forsvinner fra skiven - og blir utilgjengelig for det roterende systemet - i det øyeblikket vannemolekylet slipper taket i enden av utløpsrøret. Til gjengjeld opplever motoren at et nytt molekyl begynner sin vandring mot periferien – og dermed vil motoren oppleve business as usual – så lenge det er vann å pumpe opp. Går pumpen tom for vann, vil motoren oppleve at belastningen avtar og skiven vil rotere fortere.

 

[Vidar Øierås]

Høres veldig fornuftig ut. Lurte nemlig veldig på hvor den ekstra energien eventuelt skulle komme fra. Det er jo prinsipielt umulig, men jeg så ikke regnestykket helt klart for meg. Takk for god beskrivelse

Eksperimentet med vannflaska var i grunn foranledningen til en annen tilnærming av prinsippet. Siden vannflaska tømmes 30-40% raskere når den starter selvrotasjonen, har det vært en ekstra kraft som har økt vannhastigheten gjennom plastrørene selv om den potensielle energien i vannstanden har vært den samme. Denne ekstra kraften (I alle fall tilsynelatende) funderte jeg på om kunne brukes i et annet prinsipp - i det siste prinsippet med pumpa (Som forsåvidt kunne befinne seg under vann, vertikalt, for å slippe å løfte vannet opp. Eventuellt brukt luftmasse).

Det blir nok til at drillen og noen rør tas fram likevel. Må jo prøves

ingen av vannmolekylene som kastes ut leverer noe energi tilbake. Det enkelte vannmolekylets har på sin ferd gjennom systemet fått tilført en viss mengde energi som motoren har levert, men denne opparbeidede energi forsvinner fra skiven - og blir utilgjengelig for det roterende systemet - i det øyeblikket vannemolekylet slipper taket i enden av utløpsrøret.

EDIT: Hvis vi forutsetter at det ikke er friksjon, at motoren har 100% virkningsgrad, og at vannet ikke løftes opp. Hvor blir det av energien som forsvinner fra skiva?

Vidar

 

[Ulf-B]

Hvor blir det av energien som forsvinner fra skiva?

Vidar

Den energien tar det enkelte vannmolekylet med seg - i form av bevegelsesenergi pluss potensiell energi. Det slynges jo ut og faller ned. Når vannet omsider stopper opp på baderomsgulvet eller et annet sted hvor det lander og faller til ro, vil energien ende opp som en liten temperaturøkning i vannet og vannets nærmeste omgivelser. Pluss at vannmolekylet har lagt igjen litt varmeenergi underveis der friksjonskreftene har vært frempå. En tungvint måte å varme opp badet og badegulvet på - men det er der den tilførte effekten fra motoren som driver skiven, ender opp til slutt.

 

[Vidar Øierås]

Takk! Vannbåren varme fikk plutselig en helt ny vri ;D

 

[Vidar Øierås]

Fant en artikkel her. Den er muligens farget av håpet om gratis energi, men artig lesing uansett:
http://energythic.com/view.php?node=197

Vidar

 

[Ulf-B]

Hehe - her datt jeg av ved den første formelen. Det er tross alt over 40 år siden jeg sist var borti noe slikt - og da var det tvangsmessig, noe som ikke er noe godt utgangspunkt for permanent læring og forståelse.

Men dette med krumme rør, spiraler o.l. er i prinsippet det samme som man bruker f.eks. i sentrifugalpumper:



Her har man en fasong hvor spiralen krummer slik at den gir maks radial hastighet i innsuget - det er jo det som bestemmer pumpens kapasitet når det kommer til stykket. Pluss at det som på din sprinkler er et rør med uendret tverrsnitt, her har man et tverrsnitt som øker med avstanden til sentret. Alt for å få maks pumpekapasitet. Med andre fasonger på rør og/eller spiraler kan man f.eks. få mindre radialhastighet - eller hvis man bare er interessert i å spre vannet mest mulig utover i vilkårlig retning, kutter man ut all krumming og lar vannet renne mest mulig fritt ut. Ønsker man å spre vannet mest mulig i én bestemt retning, monterer man på en passende dyse og sørger for at vannet havner der det skal. Spørs hva man ønsker å oppnå.

Men når artikkelen introduserer Coriolis som nøkkelen til gratis energi, stritter jeg litt i mot. Coriolis er enkle greier. Det er bare spørsmål om kraft og motkraft - som må være like siden vannet holder seg i røret. Avhengig av rørets fasong får disse kreftene litt forskjellige størrelser og vinkler - men vil alltid være like store. Analogt med at du trykker på gulvet med en viss kraft når du går på det - og gulvet trykker tilbake med en like stor motkraft. Ellers hadde du forsvunnet opp i luften eller ramlet gjennom gulvet. Rørets fasong har helt opplagt en påvirkning på vannets radial- og tangentialhastighet - og hvor langt vannet kastes og hvor mye effekt som pumpemotoren må tilføre.

Jeg kan også gå med på at hvis poenget er å utnytte et fall eller et trykk ved å la vann renne gjennom et slikt roterende røropplegg, er det av vesentlig betydning å ha en god design på røret og dyser. Har du f.eks. bare ett eller flere helt rette rør, blir det ingen rotasjon. Men du kan aldri designe en spiral som får ut mer energi enn det du putter inn.

Regnestykker tar jeg med en klype salt. Uten å ha gått i detalj - jeg datt av lasset veldig fort - virker det som om man gjør visse tilnærminger og forutsetninger som forenkler formlene - hvoretter man bruker de forenklede formlene utenfor det området hvor forutsetningene gjelder. Det er en skummel teknikk som kan føre til ganske overraskende resultater.

Ellers lærte jeg for mange år siden hvordan man skal gjøre det for å tømme en vannflaske fortest mulig for vann. Snur du bare tuten rett ned, konkurrerer luft på vei inn og vann på vei ut om den samme flaskehalsen. Setter du vannet i hurtig rotasjon i det du snur tuten nedover, vil det dannes en virvel. Luften suges kontinuerlig inn i midten av virvelen, mens vannet renner ut langs kantene så fort som bare det. Ned mot en tredjedel av tiden mot den vanlige blubb-blubb-måten. Prøv selv - spruter mindre gjør det også.

 

[Vidar Øierås]

Jeg har også funnet et par tvilsomme forenklinger i "rapporten".

Bla. neglisjeres innfallsvinkelen på det spiralformede røret. Siden røret er såpass mye lenger vil total Coriolis motkraft virke med like mye "tangential" kraft på røret. Denne lille neglisjeringen må multipliseres med lengden av røret og får likevel stor betydning for totalen. Det samme gjelder sentrifugalkraften som nesten virker vinkelrett på røret. Den nesten vinkelrette kraften må også multipliseres med lengden av røret. I sum har du nok rett i at det ikke utgjør noen forskjell om røret peker rett ut med bent dyse, eller om røret er spiralformet.

Må prøves i praksis selvsagt...

Vidar