Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2007 № 02

На первых порах самым неприятным виделся сернистый ангидрид — агрессивная жидкость, по сути, почти серная кислота, удержать которую в пределах контура двигателя было невозможно. Не удавалось и подобрать другую легкокипящую жидкость: одни дороги, другие ядовиты, третьи огнеопасны.

И тогда два французских инженера Георг Клод и Поль Бушеро предложили применить в двигателе Д’Арсонваля самую совершенную, простую и нетоксичную жидкость — воду.

Да, каждый знает, что вода кипит при 100 градусах. Но каждый инженер знает, что вода может кипеть и при температурах, близких к нулю. Нужно лишь создать пониженное давление.

В 1926 году Клод и Бушеро продемонстрировали перед Французской академией наук двигатель, в котором иода кипела при температуре 28°C, пар вращал турбину, а от генератора горели лампочки.

Чтобы понять суть эксперимента, возьмите две колбы. В одну из них налейте теплую воду, в другую бросьте мелко наколотый лед. После этого соедините их трубкой (см. рис. 1).

Через несколько секунд вода закипит: находящиеся в воздухе пары воды сконденсируются на частицах льда, давление в колбах быстро понизится настолько, что вода начнет кипеть. Для того чтобы опыт удался, колбу с водой нужно продуть паром, чтобы удалить из нее воздух, и всю систему быстро закрыть. При температуре 28 °C, как это было в опыте, вода кипит при давлении 0,03 атм. В процессе кипения пар через трубку из колбы с водой будет перетекать в колбу со льдом. Скорость его может быть на удивление велика — 500 м/с!

А теперь взгляните на опыт Клода и Бушеро (см. рис. 2).

Рис. 2

Слева — бутыль с теплой водой. Справа — сосуд со льдом, через стенку которого проходит труба. Выходящий из нее пар устремляется на колесо паровой турбины. Турбина через ременную передачу вращает маленький генератор, от которого горят лампочки.

В одном из таких экспериментов мощность генератора кратковременно достигла 3 киловатт. На этом принципе ученые в 1928 году построили электростанцию возле бельгийского металлургического завода Угрей-Мариэй на реке Маас. Источником тепла для нее служила вода, охлаждавшая домну. Эту воду обычно сбрасывали в реку. Температура этой воды всегда была на 20 °C выше, чем в реке, но этой небольшой разности температур оказалось достаточно, чтобы кипящая при пониженном давлении вода приводила в действие турбогенератор мощностью 50 кВт.

Накопив необходимый опыт, в 1930 году инженеры построили на Кубе установку, работающую от разности температуры океанских вод. При этом выяснилось: самое сложное — это подъем с больших глубин холодной океанской воды, обрастание труб морскими организмами и значительный расход энергии на ее перекачивание.

Полезную мощность около 28 кВт получили, потратив более миллиона долларов из собственных средств. В 1934 году ученые начали сооружение плавающей установки для производства льда возле Рио-де-Жанейро. Однако при строительстве произошла авария. Продолжить работу Клод и Бушеро не смогли из-за нехватки средств…

Несмотря на всю привлекательность «даровой» энергии океана, строительство океанских электростанций на принципах Д’Арсонваля, Клода и Бушеро оказалось не выгодно. Слишком велики затраты на строительство установки, а окупаются они через десятки лет. В настоящее время лишь в США и Японии есть отдельные экспериментальные установки такого рода.

Но забывать идею не стоит. Ведь в стране есть промышленные предприятия, сбрасывающие теплые стоки, есть горячие ключи. Особый интерес представляют солнечные водонагревательные панели. С каждого квадратного метра такой панели в ясный день можно получить около киловатта тепла. Если его направить на подогрев воды в двигателе Клода и Бушеро, то можно получить до 70 Вт механической энергии. Имеющиеся в продаже полупроводниковые солнечные панели могут дать 90 — 100 Вт, но стоят они в десятки раз дороже…

Если вам захочется повторить опыт Клода и Бушеро, начинать придется с нуля. Первый шаг — это уже описанный опыт с двумя сосудами.

Кстати, если их соединить гибким прозрачным шлангом, то его можно укрепить на столике проектора и увидеть на экране образующиеся у стенок шланга бурные завихрения, свидетельствующие о движении потока пара.