Юрий Берков – Новая водолазная и другая подводная техника (страница 2)
Пример 5.
Способ осуществляют аналогично примеру 4, но подпитку для восстановления объема проводят смесью гелий – кислород с 20 об.% кислорода. В течение 45 мин испытатель дышал этой смесью без заметных затруднений при вдохе и выдохе. При этом часть подаваемого газа выходила из камеры через наиболее крупные поры мембраны. Давление внутри камеры было на 220 мм водяного столба выше значения 1,7 ата.
Пример 6.
Из материала на основе вискозы и стеклоткани с диаметром пор менее 70 мкм был изготовлен купол объемом 50 л. Купол помещают под воду и заполняют его объем азотом. После 5 ч нахождения купола под водой отбирают пробу газа на содержания кислорода. Анализ показал присутствие кислорода под куполом в количестве 18,7.%, что свидетельствует о диффузии кислорода из воды.
Рис. 1. Схема эксперимента.
Как видно из приведённых выше примеров, предложенный способ позволяет работать под водой в течение длительного времени (до двух и более часов) на различных глубинах, при этом за счет извлечения воздуха (кислорода) из воды концентрация кислорода поддерживается постоянной даже при значительно меньшей (около 1,5 м2) поверхности мембраны.
– Всё это хорошо, – скажет мой уважаемый читатель, – но почему тогда эти изобретения до сих пор не нашли практического применения? Ведь они были созданы в 60-х годах прошлого века!
Однозначного ответа на этот вопрос нет. Либо производительность мембран для извлечения воздуха из воды тогда была ещё весьма низкой и это требовало слишком больших размеров газогенератора, либо тогда ещё не возникла необходимость в их практическом применении и потому отсутствовало финансирование этих проектов, либо возникли какие-то непреодолимые трудности технологического характера. Но всё это можно преодолеть, если появится заинтересованность в этих проектах и найдётся солидный заказчик. На одном энтузиазме это дело с мёртвой точки не сдвинуть.
Как видно из приведённой выше статьи, авторам изобретения удалось существенно повысить производительность газогенератора за счёт применения в качестве мембран комбинированной ткани на основе шерстяных и синтетических волокон. Диаметр пор материала находился в пределах от 15 до 80 мкм. Но, думаю, что это не предел возможностей.
Вспомним историю с аккумуляторами. Сперва это были плоские пластины, погружённые в электролит. Ёмкость аккумуляторов была маленькой. Потом стали делать рельефные пластины. Ёмкость увеличилась. Потом стали делать пластины пористыми, ёмкость возросла в десятки раз. Сейчас поры уменьшились до молекулярного уровня (микропоры) и ёмкость увеличилась в сотни раз.
Примерно тоже самое может произойти и с селективными мембранами. Я начал с полиэтиленовой плёнки, но это не значит, что мембраны будут плёночные (хотя и не исключено). Может быть они будут пористые (например, если плёнку облучить альфа-частицами) или ворсистые, как шерсть. Тогда производительность газогенерации возрастёт в сотни раз и приблизится к жабрам рыб. Главное начать («лиха беда начало») и возникнет новое направление в водолазном деле, в судоподъёме и в создании новых энергоустановок ПЛ замкнутого цикла.
1.2. Мой эксперимент
В подтверждение возможности извлечения воздуха из воды методом экстракции газов могу привести результаты эксперимента, проведённого мною в 2010г на экспериментальной научно-исследовательской базе (ЭНИБ) в 40 Государственном НИИ МО РФ.
ПРОТОКОЛ №1
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ПОДВОДНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА
«16» апреля 2010 г. 40 ГНИИ МО РФ, ЭНИБ
Цель эксперимента – проверка возможности экстракции (извлечения) воздуха из воды с помощью полиэтиленовой плёнки.
Подводный газогенератор представляет собой прочную ёмкость (кастрюлю) объёмом 4 литра с крышкой и мелкими отверстиями для прохода воздуха. Эта ёмкость 14 апреля была помещена в полиэтиленовый пакет объём 10л, который был зажгутован резиновым водолазным жгутом. В эксперименте пакет выполнял роль газообменной мембраны, через которую проходит воздух, но не проходит вода.
Перед жгутовкой пакет был обжат вокруг прочной ёмкости так, что свободный объём его не превышал 0,5 л. (рис. 2). К жгуту был подвешен груз, который обеспечивал отрицательную плавучесть емкости в пакете. Затем, ёмкость была погружена в воду 25-ти метрового бассейна ЭНИБ на глубину около 4 м.
При погружении полиэтиленовый пакет сильно обжало вокруг прочной ёмкости, что хорошо наблюдалось визуально. В таком состоянии ёмкость была оставлена в бассейне на двое суток.
16 апреля ёмкость была извлечена из бассейна. При извлечении она стала раздуваться. Объём полиэтиленового пакета составил ориентировочно 5 – 6 л.
Рис. 2.
Примерно в полуметре от поверхности воды из места склейки полиэтиленового пакета (верхняя часть) пошли пузыри. Ёмкость из-за избыточного давления потеряла герметичность.
После извлечения ёмкости было проверено наличие в ней воды. Объём воды составил 0,4 – 0,5 литра. Единственный путь проникновения воды в пакет – это место жгутовки, т.к. перед испытаниями пакет был проверен на герметичность. Вода, зашедшая в пакет, частично вытеснила воздух, но количество попавшей воды не позволяет раздуть пакет до объёма 5 – 6 литров.
ВЫВОДЫ
1. Эффект экстракции воздуха, растворённого в воде, через газообменную мембрану в прочную ёмкость, при перепаде давления между ёмкостью и окружающей средой, присутствует.
2. Тонкая полиэтиленовая плёнка может выполнять функции газообменной мембраны.
3. Герметизация плёнки с помощью резинового жгута не надёжна при наличии разности давлений.
Служащие 24 отдела, члены испытательной группы:
кап. 3 ранга П. Несенюк
кап. 3 ранга А. Саломатов
служащий Ю. Берков
ПРОТОКОЛ №2
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ
ПОДВОДНОГО ГАЗОГЕНЕРАТОРА, СОЕДИНЁННОГО С ПОНТОНОМ
«30» апреля 2010 г. 40 ГНИИ МО РФ, ЭНИБ
Эксперимент начался 28 апреля в 16ч. Цель эксперимента – подтвердить наличие экстракции (извлечения) воздуха из воды с помощью газообменной мембраны.
В газогенератор (прочная ёмкость объёмом 4 литра с крышкой и мелкими отверстиями для прохода воздуха, закрытая парниковой полиэтиленовой плёнкой) была зажгутована металлическая трубка (рис. 3). К трубке был присоединён гибкий шланг длиной 5 м. В другой конец шланга также была вмонтирована металлическая трубка, которая входила в мягкую ёмкость (полиэтиленовый пакет объёмом 10 л.) имитирующая мягкий понтон.
Перед жгутовкой парниковая плёнка была обжата вокруг прочной ёмкости так, что свободный объём вокруг прочной ёмкости не превышал 0,5 литра. Полиэтиленовый пакет (понтон) также был обжат (смят в комок) так, что свободный объём его был равен нулю.
После погружения газогенератора под воду на глубину 4 м, за счёт обжатия, воздух, находившейся в полиэтиленовой плёнке поднялся в понтон и заполнил его на объём 0,4 – 0,5л.
Рис. 3.
Была проверена герметичность пакета путём погружения его под воду с помощью ладони. Травления воздуха не было. В таком состоянии система была оставлена на двое суток.
29 апреля в 9ч. была проведена контрольная проверка системы. Полиэтиленовый пакет (имитирующий понтон) заполнился газом примерно на 4 – 5 литров.
Газогенератор (прочная ёмкость) был поднят на поверхность. Количество воды в нём не превышало 0,5 литра. После этого он был снова погружён под воду.
На фото 1 виден пакет, частично заполненный воздухом. На фото 2 ёмкость, обтянутая плёнкой.
30 апреля полиэтиленовый пакет (понтон) оставался заполненным воздухом на объём 4 – 5 литров (фото 1).
После погружения его под воду (нажатие ладонью)
для проверки герметичности, из пакета пошли мелкие
пузыри (из верхней его части, в месте склейки плёнки). Пакет оказался не герметичным. Ёмкость из-за избыточного давления воздуха потеряла герметичность.
Фото 1.
Фото 2.
После поднятия газогенератора на поверхность объём воды в нём составил около 1 литра (фото 2). Единственно возможное место попадания воды – жгут. Поскольку парниковая плёнка толще плёнки полиэтиленового пакета (см. протокол №1), то резиновый жгут хуже обеспечивает герметичность прочной ёмкости.
ВЫВОДЫ
1. Эффект экстракции воздуха, растворённого в воде, через газообменную мембрану в прочную ёмкость, при перепаде давления между ёмкостью и окружающей средой, подтверждён.
2. Парниковая полиэтиленовая плёнка может выполнять функции газообменной мембраны. Скорость наполнения понтона не превышает 4 – 5 литров воздуха в сутки.
3. Герметизация плёнки с помощью резинового жгута не надёжна в случае наличия разности давлений. Место жгутовки необходимо заполнять каким-либо жидким герметиком.
Служащие 24 отдела, члены испытательной группы:
кап. 3 ранга П. Несенюк
кап. 3 ранга А. Саломатов
служащий Ю. Берков