[00:08] гравитации. У них есть емкость с водой, которая, по-видимому, способна выталкивать водой, которая, по-видимому, способна выталкивать содержимое вверх и обратно внутрь себя, так что процесс может продолжаться бесконечно. Другими словами, это устройство для получения свободной энергии, потому что, [00:22] знаете, я мог бы добавить сюда небольшую турбину для выработки электроэнергии. для выработки электроэнергии. Это обман, но это правда. В конце видео я объясню секрет этого устройства, но [00:35] основное внимание в этом видео будет уделено именно ему . После просмотра отличного видео Грейди на канале Practical Engineering я думал, что понимаю, как всё это работает, но был один нюанс, который мне не совсем понятен и который [00:49] значительно усложнил создание этой 2D-версии. А когда мне наконец удалось заставить это работать, мое понимание ситуации значительно изменилось. Но сначала, что это за штука и почему она не является устройством, генерирующим свободную энергию? Это так называемый поршневой насос, и у него очень [01:05] специфическое применение. Если вы живете на вершине этого холма и у вас нет доступа к воде, вы можете перекачивать ее из этой реки. А что, если у вас нет и доступа к электричеству? Что ж, одним из решений является использование помпы для лечения бородавок. [01:18] Ссылка на это видео в описании. Но есть и другое решение — поршневой насос. Вы пошли и сказали детям, чтобы они перестали кричать? Всего лишь на короткое время. Таким образом, поршневой насос использует эффект гидравлического удара, который возникает, когда [01:30] вода движется по трубе с определенной скоростью, и вы заставляете ее остановиться, например, закрыв кран. Но куда же девается вся кинетическая энергия, которой обладала вода? Если у вас [01:45] в доме проблема с гидроударом, то вы знаете, что эта энергия передается в виде лязга труб, когда они движутся. Но где же находится гидроудар внутри поршневого насоса? Что ж, давайте посмотрим на эту двухмерную версию, которую я создал. Этот резервуар служит [02:01] источником речной воды. Обратите внимание, что уровень здесь выше этого клапана. Таким образом, на клапан подается определенное давление . В настоящем ручье или реке нет резервуара. Конечно, это давление создается за счет наличия подающего трубопровода, проложенного достаточно далеко [02:17] вверх по течению, чтобы обеспечить необходимую высоту и давление. Итак, представьте себе резервуар как длинную трубу в ручье, чтобы увидеть, где происходит гидравлический удар. Давайте на минутку забудем обо всей этой ерунде и посмотрим, [02:31] что произойдет, когда я открою этот сливной вентиль пальцем. Теперь вода вытекает отсюда и поступает из резервуара. Таким образом, по этой трубке течет вода. Таким образом, у нас есть целая масса воды, которая теперь обладает некоторой [02:47] скоростью, а значит, и кинетической энергией. Итак, когда я позволяю клапану энергия? Ну, от него нужно как-то избавиться. Это и есть гидроудар. как-то избавиться. Это и есть гидроудар. [03:04] внезапно останавливаться при закрытии клапана, потому что у неё есть другой путь оттока. Именно для этого и предназначен этот клапан. Это выпускной клапан. И, если на секунду отвлечься от этого воздушного [03:16] сосуда, можно увидеть, что вода, протекающая через этот клапан, будет подниматься по этой трубке. И самое интересное, что уровень этой воды может подняться выше уровня воды в резервуаре. Я имею в виду, это не просто круто. В этом и заключается весь смысл работы [03:31] ступенчатого насоса. Тем не менее, это всё равно круто, потому что именно здесь вечного двигателя. И нам нужно будет провести некоторые бухгалтерские расчеты до конца видео, чтобы это уладить. Но вопрос в том, насколько высоко может [03:45] подняться вода в этой трубе? Потому что если бы не гидроудар, уровень воды поднимался бы только до этой отметки. Посмотрите, вот до какого уровня вода в баке. Выше уже не подняться . Единственный способ поднять воду выше — [03:57] это создать более высокое давление. Именно поэтому анализ должен быть немного более тонким, чем простое утверждение, что мы предоставили гидравлическому удару путь к отступлению. Чтобы действительно понять, что происходит, необходимо проанализировать систему с точки зрения давления. [04:11] Обычно, когда пытаешься понять, как работает подобная система, предполагают, что вода несжимаема. Видите, я могу сжать воздух в этом шприце, но не могу сжать шприц, полный воды. Обычно говорят: «Хорошо, [04:25] Верно. Точно. Но если бы вы попытались смоделировать ступенчатый насос таким образом , я думаю, у вас бы ничего не получилось. Разумеется, в действительности вода сжимаема. Просто его гораздо сложнее сжать, чем воздух. Но для [04:40] наглядности предположим, что воду легко сжимать. Теперь вы видите, как вся эта масса воды, обладающая огромным импульсом, будет продолжать двигаться, сокрушая всю воду перед собой. Оно будет его [04:55] сжимать и уплотнять. Это значит, что давление там возрастет. На самом деле существует очень простая взаимосвязь между скоростью входящего потока воды и дополнительным давлением, которое возникает при его остановке. Это [05:08] просто произведение плотности воды на скорость воды и скорость волны. чтобы узнать, что такое скорость волны. Обратите внимание, что здесь давление сначала возрастает, а затем это скопление как бы распространяется в обратном направлении. Скорость [05:24] распространения этого сигнала и есть скорость волны. Таким образом, в этой системе, когда клапан открыт, вода движется со скоростью примерно 0,025 м/с, и нам известна плотность воды. Скорость распространения волн в толстостенной медной трубе будет примерно равна скорости звука в [05:38] воде, составляющей около полутора километров в секунду. Но в нашей конфигурации скорость определяется математические расчеты вслух на случай, если появится Мэтт Паркер , но, думаю, это примерно 100 м/ секунду. Таким образом, гидравлический удар создает [05:50] давление в 2500 паскалей, что может вытолкнуть воду примерно на 25 см. Давайте рассмотрим полный цикл работы этого поршневого насоса. Таким образом, сливной клапан закрывается, возникает [06:02] скачок давления, который выталкивает воду вверх по этой подающей трубке. Но высокое давление не сохраняется вечно, потому что в конечном итоге вся эта сжатая потому что в конечном итоге вся эта сжатая вода снова расширится и поднимется по подающей [06:15] трубе. А когда давление здесь падает ниже давления, ощущаемого в подающей трубе, поток прекращается. Но именно этот поток воды поток воды удерживал этот клапан в открытом положении. Поэтому он закрывается. Именно этого [06:29] мы и хотим. Мы поднимаем воду под высоким давлением, но не позволяем ей снова опускаться. Изначально я открывал этот клапан, надавливая на него пальцем. Но как только поршневой насос начинает работать самостоятельно, этот [06:42] клапан фактически открывается, падая под собственным весом. На самом деле, в моем случае я не смог достаточно сильно натянуть клапан. Поэтому я также прижимаю его эластичной лентой. Но так или иначе, когда сливной клапан открывается, вода снова может [06:57] течь по этой трубе, накапливая все больше и больше кинетической энергии. В течение всего времени, пока вода протекает через этот клапан, она оказывает на него силу сопротивления. А при определенной скорости этой силы сопротивления достаточно, чтобы [07:12] скорости этой силы сопротивления достаточно, чтобы закрыть клапан. И так цикл продолжается. Всему этому я научился у Грейди. Но есть часть объяснения, которую я так и не смог понять. Как вы? [07:25] видео с рампой довольно давно. Это было очень давно. В некоторых моментах происходит. Потому что вот в чём дело. Проанализировав силы, действующие на сливной клапан, мне показалось, что после закрытия клапан никогда не должен открываться снова. [07:42] Подумайте сами, на клапан всегда действует как минимум такое же давление . Иногда из-за гидроудара температура поднимается выше этого уровня. Но это лишь базовый уровень. Таким образом, площадь клапана составляет примерно 60 мм². Давление составляет [07:56] 4000 паскалей. Таким образом, сила составляет примерно четверть от новой, а это значит, что для того, чтобы клапан открылся, ему необходимо преодолеть эту силу. Его вес должен составлять именно столько эту силу. Его вес должен составлять именно столько ньютонов. Иными словами, около 25 г. [08:10] . И если провести тот же расчет для промышленных насосов с регулируемым давлением, то эти клапаны тоже не подойдут . Значит, происходит что-то ещё . Я просто прикрепил грузики к поясному клапану. [08:24] можно прикрепить пружину, или что-то подобное, чтобы он оставался открытым, даже когда к нему подаётся подающая головка. Как я выяснил, это неправда. Тот факт, что оно остается закрытым и его приходится открывать с усилием, говорит о том, что оно недостаточно тяжелое [08:37] Они называют это гидравлическими переходными процессами. По- настоящему это понимают лишь немногие. По сути, поршневой практике. Ага. Хорошо. Поэтому нам нужно анализировать это как ударную волну, почти как [08:51] волну давления, потому что, хотя вода и сжимаема, сжать её очень сложно, а это значит, что ударные волны распространяются очень быстро. По сути, это снова скорость звука, только, возможно, медленнее, потому что наши трубы гибкие и все такое [09:04] . На самом деле, существует очень хорошая аналогия для течения воды, если учитывать ее сжимаемость, и это — представить себе залив. каналу. Это не трубка. Оно открыто сверху. И вместо того, чтобы внезапно закрыть [09:20] клапан, мы внезапно закрываем затвор. И вы можете видеть, как кинетическая энергия всей этой воды продолжает двигаться вперед. И дополнительного давления оно ощущается все дальше и дальше в русле реки. В конце концов, [09:34] оно достигает выпускного клапана. И в этот момент вода начинает подниматься вверх . Но как долго система будет оставаться в этом состоянии высокого давления? Помните, что оно сжимается водой, находящейся позади него и обладающей кинетической энергией. Но по мере того, как [09:47] этот фронт высокого давления отступает все дальше и дальше, он достигает этой верхней поверхности, и у него больше нет кинетической энергии, которая удерживала бы его в сжатом состоянии. Итак, как мы уже говорили ранее, эта трубка со сжатой водой снова расширяется. [10:01] Это не только снижает давление, но, что особенно важно, по мере расширения вещество получает кинетическую энергию обратно в этом направлении. Это означает, что когда достигается нормальное давление, оно продолжает двигаться под действием собственной инерции. В этот [10:15] момент вода начинает растягиваться. Таким образом, давление снижается. И Таким образом, давление снижается. И только когда давление падает ниже нормального, сливной клапан может снова открыться. А если [10:28] сделать клапан достаточно тяжелым, чтобы он открывался под нормальным давлением, то сила сопротивления не сможет преодолеть этот вес, и он никогда больше не закроется . Это также объясняет, почему моя 2D- версия работает так плохо, ведь [10:42] подавать воду в подающую трубу можно только при высоком давлении. И высокое этот фронт высокого давления не пройдет отсюда сюда. А поскольку этот звука, это невероятно короткий промежуток времени. Я не учитывал всех этих [10:58] нюансов, когда создавал эту штуку. К счастью, я знаю компанию, которая имеет большой опыт в производстве поршневых насосов, и они любезно изготовили для меня прозрачный насос, способный перекачивать довольно приличные объемы воды. Я очень хотел [11:12] показать вам, как это работает, в реальной трансляции, но сейчас август 2026 года в Великобритании, так что трансляций нет. Это значит, что и здесь мы используем резервуар, чтобы изобразить ручей был изготовлен компанией Water Powered Technologies, и они объяснили [11:26] Powered Technologies, и они объяснили мне, что на каждый метр напора мне, что на каждый метр напора требуется 5 метров подающей трубы, если вы хотите, чтобы напорный клапан оставался открытым в течение полезного времени. Несколько [11:38] деталей о насосах с регулируемым давлением, которые мне очень нравятся. Когда сливной клапан закрывается, возникает положительная обратная связь, поскольку по мере сужения зазора сила сопротивления возрастает. Таким образом, происходит ускорение и резкое закрытие, что важно для [11:53] эффективного действия гидроудара. На самом деле, в одном из продуктов компании Water Power Technologies Ram Pump для закрытия сливного клапана используется эффект Вентури вместо сопротивления, Мне за это видео ничего не платят, но я очень благодарен им за помощь. Так что, если у [12:06] вас есть какие-либо интересные насосы с регулируемым давлением , обязательно обратите на них внимание. Ссылка в это воздушная полость, называемая сосудом под давлением. Оно предназначено для сглаживания скачков давления. Поскольку воздух очень сжимаем, он может поглотить [12:20] внезапный приток воды, а затем медленно подать ее в подающую трубу после повысить эффективность работы насоса с регулируемой скоростью потока . Я еще не разобрался с этим моментом , но думаю, что в основном речь идет о предотвращении износа, вызванного [12:35] скачками давления. Мне известно лишь то, что поршневые насосы могут работать и без этого сосуда высокого давления. работает, потому что, если воспринимать это буквально, это устройство, генерирующее свободную энергию. Можно установить туда небольшую турбину и вырабатывать электроэнергию бесконечно. Но если [12:49] вы посмотрите сзади, то увидите, что эта трубка на самом деле снабжается водой из резервуара, расположенного здесь, а эта трубка просто идет к резервуару, расположенному там, внизу. Так почему же рамповый насос не является устройством, генерирующим свободную энергию ? Дело в том, что он забирает [13:02] кинетическую энергию у речной воды и превращает её в гравитационную потенциальную энергию для воды в подающей трубе. Однако на самом деле всё гораздо умнее . Например, эта простая труба тоже преобразует кинетическую энергию в [13:16] поднимает воду только на такую ​​высоту. Секрет работы большое количество воды через сливную трубу. И в среднем вода движется гораздо медленнее, чем если бы [13:29] она не проходила через насос с наклонной поверхностью. Таким образом, система забирает кинетическую энергию у большого количества воды, чтобы поднять небольшое количество воды на очень большую высоту. Какое великолепное [13:41] событие! Однако вот вопрос. Откуда в конечном итоге берется энергия, которая приводит в действие ступенчатый насос? Как у нас есть текущие реки, потому что у нас есть дождь, а дождь у нас есть, потому что вода испаряется из океана и образует облака. А [13:56] причина испарения воды из океана заключается в том, что она нагревается солнцем, а это значит, что с точки зрения безопасности она питается энергией солнца. Таким образом, хотя ступенчатый насос не является устройством, генерирующим свободную энергию, энергия, получаемая им, бесплатна. Думаю, это довольно [14:10] распространённая история среди любителей науки в начинаешь задумываться о вечном двигателе, даже если не знаешь, как он называется. Например, я раньше задавался вопросом: а что если вентилятор будет обдувать турбину, [14:25] которая вырабатывает электричество для питания вентилятора? Неужели это будет продолжаться вечно? Но затем, когда начинаешь экспериментировать в реальном мире, у тебя начинает развиваться в реальном мире, у тебя начинает развиваться интуиция, что, возможно, устройство, работающее от [14:39] интуиция, что, возможно, устройство, работающее от собственного источника питания, каким-то образом невозможно создать. Возможно, вы полностью поймете, почему это так, только гораздо позже в поймете, почему это так, только гораздо позже в жизни, но эта интуиция, полученная в процессе экспериментов, [14:53] действительно важна, и это лишь одна из причин, по которой я продолжаю подписываться на спонсора этого видео, компанию Kiwiico. KiwiCo — это сервис по подписке, в рамках которого ваши дети каждый месяц получают по почте увлекательный STEM-проект. [15:07] Инструкции отличные. В коробке есть все необходимое, так что вам никогда не придется останавливаться на полпути или что-то в этом роде. Мой младший сын тоже начал собирать ящики Eureka, и удивительно наблюдать за его прогрессом [15:21] за эти годы. Этот ящик — это заклепочный пресс. Хороший. Посмотрите-ка. Что касается экспериментирования для развития интуитивного понимания мира, то этот метод действительно хорош [15:33] для понимания механического преимущества и осознания того, что дополнительная сила, которую вы получаете, не дается бесплатно. Ещё одна вещь, которая мне очень нравится в Kiwi Co, — это возможность многократного прохождения игры. Поскольку дети сделали эти вещи сами, у [15:47] них действительно есть желание играть с ними снова и снова. Знаете, мы с детьми постоянно что-нибудь мастерим из обрезков дерева и запасных частей , но осознание того, что раз в месяц по почте придет что-то, что будет [16:00] работать как надо, — это действительно приятная смена обстановки. Если вас это действительно очень выгодное. Если вы зайдете на сайт kiwi.com/stevemold и используете код steve mold, вы получите 50% скидку на первый месяц пользования ящиком корма. Ссылка [16:15] также есть в описании, так что загляните на сайт Kiwi Co сегодня. Надеюсь, вам понравилось это подписаться, и алгоритм подскажет, что вам понравится и следующее видео. вам понравится и следующее видео. Я снова счастлив. [16:29] >> I'm happy again. [laughter]