Atmosférický vír na rozptýlenie oblakov. Rozptýlenie oblačnosti - nastolenie dobrého počasia

Obeh teplých a studených prúdov, snažiacich sa vyrovnať teplotný rozdiel medzi severom a juhom, prebieha s rôznym stupňom úspechu. Potom sa teplé masy preberajú a prenikajú v podobe teplého jazyka ďaleko na sever, niekedy do Grónska, Novej Zeme a dokonca aj do Zeme Františka Jozefa; potom masy arktického vzduchu v podobe obrovskej „kvapky“ prerazia na juh a zmietajúc teplý vzduch na svojej ceste dopadajú na Krym a republiky. Stredná Ázia. Tento boj je obzvlášť výrazný v zime, keď sa teplotný rozdiel medzi severom a juhom zvyšuje. Na poveternostných mapách severnej pologule môžete vždy vidieť niekoľko jazykov teplého a studeného vzduchu prenikajúcich do rôznych hĺbok na sever a juh (nájdite ich na našej mape).

Aréna, v ktorej sa odohráva boj vzdušných prúdov, sa vyskytuje práve v najľudnatejších častiach zemegule - v miernych zemepisných šírkach. Tieto zemepisné šírky zažívajú rozmary počasia.

Najturbulentnejšie oblasti v našej atmosfére sú hranice vzdušných hmôt. Často sa na nich objavujú obrovské víry, ktoré nám prinášajú sústavné zmeny počasia. Poďme sa s nimi bližšie zoznámiť.

Predstavme si front oddeľujúci studené a teplé masy (obr. 15, a). Keď sa vzduchové hmoty pohybujú rôznymi rýchlosťami alebo keď jeden vzduch

Hmota sa pohybuje pozdĺž prednej strany v jednom smere a druhá v opačnom smere, potom sa predná línia môže ohýbať a vytvárajú sa na nej vzdušné vlny (obr. 15, b). Súčasne sa studený vzduch otáča stále viac na juh, prúdi pod „jazykom“ teplého vzduchu a časť z neho vytláča nahor. - Teplý jazyk preniká stále viac na sever a „vymýva“ pred ním ležiacu studenú hmotu. Vzduchové vrstvy sa postupne víria.

Z centrálnej časti víru je vzduch násilne vyvrhovaný na jeho okraj. Preto v hornej časti teplého jazyka tlak veľmi klesá a v atmosfére sa vytvára akási panva. Takýto vír s nízkym tlakom v strede sa nazýva cyklón ("cyklón" znamená kruhový).

Keďže vzduch prúdi do miest s nižším tlakom, v cyklóne by mal tendenciu od

Okraje víru smerujú priamo do stredu. Tu ale musíme čitateľovi pripomenúť, že v dôsledku rotácie Zeme okolo svojej osi sú dráhy všetkých telies pohybujúcich sa na severnej pologuli vychýlené doprava. Preto sú napríklad viac erodované pravé brehy riek, pravé koľajnice na dvojkoľajke železnice rýchlejšie sa opotrebovávajú. A vietor v cyklóne sa tiež odchyľuje doprava; výsledkom je vír so smerom vetrov proti smeru hodinových ručičiek.

Aby ste pochopili, ako rotácia Zeme ovplyvňuje prúdenie vzduchu, predstavte si rez zemského povrchu na zemeguli (obr. 16). Smer vetra v bode A je znázornený šípkou. Vietor v bode A je juhozápadný. Po určitom čase sa Zem otočí a bod A sa presunie do bodu B. Prúd vzduchu sa odchýli doprava a uhol sa zmení; Vietor bude juhozápadný až juhozápadný. Po určitom čase sa bod B presunie do bodu C a vietor sa zmení na západný, t.j. stočí sa ešte viac doprava.

Ak sú v oblasti cyklónu nakreslené čiary rovnakých tlakov, to znamená izobary, ukáže sa, že obklopujú stred cyklónu (obr. 15, c). Takto vyzerá cyklón v prvý deň svojho života. Čo sa s ním stane ďalej?

Jazyk cyklóny sa tiahne stále viac na sever, zostruje sa a stáva sa z neho veľký teplý sektor (obr. 17). Zvyčajne sa nachádza v južnej časti cyklóny, pretože teplé prúdy prichádzajú najčastejšie z juhu a juhozápadu. Sektor je z oboch strán obklopený studeným vzduchom. Pozrite sa, ako sa pohybujú teplé a studené prúdy v cyklóne, a uvidíte, že existujú dva fronty, ktoré už poznáte. Pravá hranica teplého sektora je teplý front cyklóny so širokým pásom zrážok a ľavá je studený; pás zrážok je úzky.

Cyklón sa vždy pohybuje v smere znázornenom šípkou (paralelne s izobarami teplého sektora).

Vráťme sa opäť k našej meteorologickej mape a nájdeme cyklón vo Fínsku. Jeho stred je označený písmenom H (nízky tlak). Vpravo je teplý front; Polárny morský vzduch prúdi do kontinentálneho vzduchu a sneží.

Vľavo je studený front: morský arktický vzduch, ohýbajúci sa okolo sektora, vtrhne do teplého juhozápadného prúdenia; úzky pás snehových búrok. Toto je už dobre vyvinutý cyklón.

Skúsme teraz „predpovedať“ budúci osud cyklón Nie je to ťažké. Koniec koncov, už sme povedali, že studený front sa pohybuje rýchlejšie ako teplý. To znamená, že časom bude vlna teplého vzduchu ešte strmšia, sektor cyklón sa bude postupne zužovať a nakoniec sa oba fronty privrú a dôjde k oklúzii. Toto je smrť pre cyklón. Pred oklúziou sa cyklón mohol „živiť“ teplou vzduchovou hmotou. Teplotný rozdiel medzi studenými prúdmi a teplým sektorom zostal. Cyklón žil a rozvíjal sa. Ale potom, čo sa oba fronty zatvorili, „prívod“ cyklónu bol prerušený. Teplý vzduch stúpa a cyklón začína slabnúť. Zrážky slabnú, oblačnosť sa postupne rozplýva, vietor ustáva,
tlak sa vyrovná a z hrozivého cyklónu zostane malá vírivá zóna. Na našej mape je taký umierajúci cyklón, za Volgou.

Veľkosti cyklónov sú rôzne. Niekedy ide o vír s priemerom len niekoľko stoviek kilometrov. Stáva sa však aj to, že vír pokrýva oblasť s priemerom až 4-5 tisíc kilometrov - celý kontinent! Do centier obrovských cyklónových vírov sa môžu hrnúť rôzne vzduchové hmoty: teplé a vlhké, studené a suché. Preto je obloha nad cyklónom najčastejšie zatiahnutá a vietor je silný, niekedy búrlivý.

Na hranici medzi vzduchovými hmotami sa môže vytvoriť niekoľko vĺn. Preto sa cyklóny zvyčajne nevyvíjajú jednotlivo, ale v sérii, štyri alebo viac. Kým prvý sa už vytráca, v tom druhom sa teplý jazyk ešte len začína rozťahovať. Cyklón žije 5-6 dní a počas tejto doby môže pokryť obrovskú oblasť. Cyklón prejde v priemere asi 800 kilometrov za deň a niekedy až 2000 kilometrov.

Cyklóny k nám prichádzajú najčastejšie zo západu. Je to spôsobené všeobecným pohybom vzdušných hmôt zo západu na východ. Silné cyklóny sú na našom území veľmi zriedkavé. Dlhotrvajúci dážď alebo sneženie, ostrý nárazový vietor - to je obvyklý obraz nášho cyklónu. Ale v trópoch sú niekedy mimoriadne silné cyklóny so silnými lejakmi a búrlivým vetrom. Ide o hurikány a tajfúny.

Už vieme, že pri poklese prednej línie medzi dvoma vzdušnými prúdmi sa do studenej masy vtisne teplý jazyk a tak sa zrodí cyklón. Ale frontová línia sa môže ohýbať aj smerom k teplému vzduchu. V tomto prípade sa objaví vír s úplne inými vlastnosťami ako cyklón. Nazýva sa to anticyklóna. Toto už nie je kotlina, ale vzdušná hora.

Tlak v strede takéhoto víru je vyšší ako na okrajoch a vzduch sa šíri od stredu k okrajom víru. Na jej miesto klesá vzduch z vyšších vrstiev. Pri klesaní sa zmršťuje, ohrieva a oblačnosť v ňom sa postupne rozplýva. Preto je počasie v anticyklóne zvyčajne polooblačné a suché; na rovinách je v lete horúco a zima v zime. Hmly a nízka vrstevnatá oblačnosť sa môžu vyskytovať len na okraji tlakovej výše. Keďže v anticyklóne nie je taký veľký rozdiel v tlaku ako v cyklóne, vetry sú tu oveľa slabšie. Pohybujú sa v smere hodinových ručičiek (obr. 18).

Ako sa vír rozvíja, jeho horné vrstvy sa zahrievajú. Toto je obzvlášť viditeľné, keď studený jazyk pochádza z -

Vír sa preruší a prestane sa „kŕmiť“ chladom alebo keď anticyklóna stagnuje na jednom mieste. Potom sa tam počasie stáva stabilnejším.

Vo všeobecnosti sú anticyklóny pokojnejšie víry ako cyklóny. Pohybujú sa pomalšie, asi 500 kilometrov za deň; často sa zastavia a stoja na jednom mieste celé týždne a potom opäť pokračujú v ceste. Ich veľkosti sú obrovské. Anticyklóna často, najmä v zime, pokrýva celú Európu a časť Ázie. Ale v jednotlivých sériách cyklón sa môžu objaviť aj malé, mobilné a krátkodobé anticyklóny.

Tieto víry k nám prichádzajú väčšinou zo severozápadu, menej často zo západu. Na poveternostných mapách sú stredy tlakových výšok označené písmenom B (vysoký tlak).

Nájdite anticyklón na našej mape a pozrite sa, ako sú izobary umiestnené okolo jeho stredu.

Sú to atmosférické víry. Každý deň prechádzajú ponad našu krajinu. Možno ich nájsť na akejkoľvek mape počasia.

Teraz je vám už všetko na našej mape známe a môžeme prejsť k druhému hlavnému číslu našej knihy – predpovedaniu počasia.

Atmosféra našej planéty nie je nikdy pokojná, jej vzduchové hmoty sú in neustály pohyb. Najvyššiu silu vzduchový element dosahuje v cyklónoch – kruhových rotáciách vetra smerom do stredu. Búrky a hurikány sú divoko rotujúce obrovské víry. Najčastejšie vznikajú nad vyhrievanými oblasťami tropických zón oceánov, no môžu vzniknúť aj vo vysokých zemepisných šírkach. Veľmi vysokorýchlostné tornáda sú stále do značnej miery záhadné.

Atmosféra Zeme je ako oceán, kde namiesto vody špliecha vzduch. Vplyvom slnečného žiarenia, topografie a dennej rotácie planéty vznikajú vo vzdušnom oceáne nehomogenity. regióny nízky krvný tlak nazývané cyklóny, zvýšené anticyklóny. Práve v cyklónoch vznikajú silné vetry. Najväčšie z nich dosahujú v priemere tisíce kilometrov a sú dobre viditeľné z vesmíru vďaka oblakom, ktoré ich zapĺňajú. Vo svojom jadre sú to víry, kde sa vzduch pohybuje špirálovito od okrajov do stredu do oblasti nízkeho tlaku. Takéto víry, ktoré neustále existujú v atmosfére, no zrodili sa práve v trópoch v Atlantiku a východnej časti Tichého oceánu a dosahujú rýchlosť vetra nad 30 m/s, sa nazývajú hurikány. („Hurikán“ v mene indického boha zla Huracana). Aby sa vzduch pohyboval takou rýchlosťou, je potrebný veľký rozdiel atmosferický tlak na krátku vzdialenosť.

Podobné javy v západnej časti Tichého oceánu, severne od rovníka, sa nazývajú tajfúny (z čínskeho „taifeng“, čo znamená „veľký vietor“) a v Bengálskom zálive sa nazývajú jednoducho cyklóny.

Hurikány sa objavujú nad teplými vodami oceánov medzi piatym a dvadsiatym stupňom severnej a južnej šírky. Predpokladom ich vzniku je obrovská masa zohriatej vody. Zistilo sa, že teplota vody by nemala byť nižšia ako 26,5 ° C, hĺbka vykurovania by mala byť najmenej päťdesiat metrov. Voda z oceánu je teplejšia ako vzduch a začína sa vyparovať. Masy ohriatej pary stúpajú nahor, vytvárajú oblasť nízkeho tlaku a vťahujú okolitý vzduch do pohybu. V určitej nadmorskej výške dosiahne ohriata para rosný bod a kondenzuje. Vystupujúce zároveň termálna energia ohrieva vzduch, čo spôsobuje, že sa ponáhľa nahor, a tak napája novorodenca cyklóna. Rotačná zložka rýchlosti vetra ho otáča proti smeru hodinových ručičiek na severnej pologuli a v smere hodinových ručičiek na južnej pologuli. Rotácia vťahuje do víru stále väčšie masy vzduchu zvonku. Výsledkom je, že silueta cyklónu má podobu obrovského lievika, ktorého krk smeruje nadol. Jeho okraje niekedy stúpajú k horným hraniciam troposféry. Vo vnútri lievika sa vytvára zóna jasného, ​​pokojného počasia s nízkym atmosférickým tlakom, obklopená búrkami. Toto je oko hurikánu. Jeho obvyklá veľkosť je 30 x 60 kilometrov. Vyskytuje sa iba v silných tropických cyklónoch a je dobre viditeľný z vesmíru. Tropický cyklón sa pohybuje na sever alebo na juh od rovníka, v závislosti od miesta jeho zrodu. Nad pevninou rýchlo slabne, zrúti sa v dôsledku drsnosti zemského povrchu a nedostatku vlhkosti. Ale akonáhle sa dostane do oceánu, zotrvačník sa môže točiť s novou silou. Silný hurikán môže zničiť celé ostrovy a zmeniť pobrežie. Zasiahne husto obývané oblasti a spôsobí kolosálnu deštrukciu a sprievodné lejaky a záplavy zasiahnu ďalšiu, nemenej nebezpečnú ranu. Na následky cyklónu, ktorý v roku 1970 zasiahol štát Bangladéš, tak zomrelo viac ako tristotisíc ľudí. Hurikán Katrina, ktorý sa objavil v Mexickom zálive v roku 2005, zabil takmer dvetisíc ľudí a spôsobil škody za viac ako 80 miliárd dolárov.

V tropickom pásme sa ročne vytvoria stovky cyklónov, nie všetky však dosahujú silu hurikánu. Národné centrum pre hurikány na Floride predpovedá na nadchádzajúcu sezónu 11 silných búrok. Už sú pre nich pripravené vlastné mená. Tradíciu pomenovania hurikány začali už v 16. storočí Španieli, ktorí vládli Latinskej Amerike. Volali ich po svätých. Potom prišli do módy ženské mená, od 70. rokov 20. storočia pánske. Nápad prevzali meteorologické služby po celom svete, okrem južnej Ázie.

Atlantik je veľmi búrlivý

Vo vysokých a polárnych šírkach sú podobné vírové javy, len mechanizmus ich vzniku je odlišný. Extratropický cyklón prijíma energiu z mocného atmosférického frontu, kde sa studený polárny vzduch zbieha s teplým vzduchom. K odvíjaniu takéhoto systému dochádza aj v dôsledku rotácie Zeme. Priemer extratropických cyklónov je väčší ako priemer tropických cyklónov, ale ich energia je menšia.

Keď rýchlosť vetra v extratropickom cyklóne dosiahne 20 24 m/s (9 bodov na Beaufortovej stupnici), klasifikuje sa ako búrka. Silnejší vietor je zriedkavý. Ak sa hurikán napriek tomu vytvorí napríklad nad severným Atlantikom, potom zúri v oceáne a niekedy zachytí pobrežie Európy. IN posledné roky Začali sa však vyskytovať výnimky. V decembri 1999 najsilnejší hurikán Lothar, ktorý vznikol práve zo severoatlantického cyklónu, postúpil do stredu kontinentu, do Švajčiarska. Zasiahnutý bol aj „Kirill“, ktorý v januári 2007 na niekoľko dní paralyzoval životy Európanov veľké územie. Rýchlosť vetra tam miestami dosahovala 62 m/s.

V poslednom desaťročí extratropické cyklóny sa častejšie presúvajú do kategórie búrok a hurikánov a zmenili sa aj ich trajektórie. Ak sa skoršie atmosférické depresie, ktoré vznikli nad severným Atlantikom, prehnali cez Veľkú Britániu a Škandinávsky polostrov k Severnému ľadovému oceánu, teraz začali smerovať na východ a juh a priniesli silné vetry a silné zrážky do stredu Európy a dokonca aj Ruska. Tieto skutočnosti naznačujú, že pravdepodobnosť silných búrok sa zvyšuje a mali by sme byť pripravení na prvky ako Kirill.

Tornádo zničilo v noci 2. októbra 2006 obytnú štvrť v meste Kvirla vo východnom Nemecku.

Ľudia a hurikány: Vojna svetov

Kinetická energia jedného silného hurikánu je enormných 1,5 x 10 12 wattov, čo je polovica výkonovej kapacity všetkých elektrární na svete. Niektorí vývojári už dlho snívali o tom, že to nasmerujú užitočným smerom, ale informácie o tom sú na úrovni klebiet. Údajne existujú tajné laboratóriá, ktoré vyvíjajú meteorologické zbrane a dokonca ich testujú. Jedným z mála oficiálnych potvrdení, že sa v tomto smere pracuje, je správa Weather as a Force Multiplier: Owning the Weather in 2025, zverejnená pred časom na webe US Air Force. Má kapitolu o kontrole počasia na vojenské účely. Medzi hlavné úderné schopnosti meteorologických zbraní patria riadené búrky. Americká armáda pozná svoju „bojovú silu“ z prvej ruky: v roku 1992 hurikán Andrew zničil základňu Homestead na Floridskom polostrove. Myšlienka riadených búrok by sa však mala považovať skôr za fantáziu ako za projekt. Hurikány doteraz neovládli ľudia.

Aby odolali prírodným živlom, navrhli množstvo spôsobov, vrátane exotických - odohnať ich od brehu pomocou obrovských ventilátorov alebo ich roztrhať vodíkovou bombou. V experimente Stormfury, ktorý uskutočnili americkí vedci v rokoch 1960–1980, bol v oblasti hurikánu rozprášený jodid strieborný. Predpokladalo sa, že táto látka prispieva k zamŕzaniu podchladenej vody, v dôsledku čoho sa uvoľňuje teplo a v oblasti oka hurikánu sa zintenzívňuje dážď a vietor, čím sa ničí štruktúra celého víru. . V skutočnosti sa ukázalo, že v tropických cyklónoch je príliš málo podchladenej vody a efekt rozprašovania je minimálny. S najväčšou pravdepodobnosťou pomôžu preventívne opatrenia, ako napríklad zmena parametrov konkrétnej atmosférickej depresie, z ktorej sa hurikán rodí. Napríklad ochladzovanie hladiny oceánu kryogénnymi materiálmi alebo ľadovcami, rozprašovanie sadzí nad vodou, aby absorbovali slnečné žiarenie (aby sa voda nezohrievala). Musí predsa existovať nejaký spúšťací mechanizmus, ktorý náhle stočí vietor do zúrivej špirály. Práve tu leží kľúč k ovládaniu živlov a schopnosti presne predpovedať miesto a čas zrodu hurikánu. Len špecialisti to nedokážu nijako odhaliť, a preto pokusy zabrániť posilňovaniu víru nevedú k úspechu.

Z Kansasu do krajiny Oz

V atmosfére sú malé víry nazývané tornáda. Vznikajú v búrkových oblakoch a tiahnu sa smerom k vode alebo súši. Tornáda sa vyskytujú takmer všade na Zemi, ale najčastejšie, asi 75% prípadov, je ich výskyt zaznamenaný v Spojených štátoch. Američania ich nazývajú „tornáda“ alebo „twistery“, čo znamená ich zbesilú rotáciu a zložitú trajektóriu. V Európe je rovnaký jav známy ako „trombus“.

O tornádach je veľa faktov, začali sa skúmať koncom 19. storočia. (Dokonca môžete vytvoriť mini-tornádo vo svojom vlastnom dome umiestnením ventilátora nad vírivku.) Stále však neexistuje ucelená teória o ich pôvode. Podľa najbežnejšej predstavy tornáda vznikajú vo výške prvých kilometrov, keď sa teplý vzduch prichádzajúci zdola stretne so studeným horizontálnym vetrom. To vysvetľuje napríklad to, prečo na veľmi chladných miestach, ako je Antarktída, kde vzduch na povrchu nie je teplý, nie sú tornáda. Na zrýchlenie víru na vysokú rýchlosť je tiež potrebné, aby v ňom prudko klesol atmosférický tlak. Tornáda často sprevádzajú tropické cyklóny. Takýto párový hurikán s tornádom spôsobuje obzvlášť silné ničenie. Vyskytuje sa niekoľko tornád za sebou. Takže v apríli 1974 sa v USA a Kanade objavilo v priebehu 18 hodín 148 tornád. Zahynulo viac ako tristo ľudí.

Tornádo má zvyčajne tvar slonieho chobota visiaceho z búrkového mraku. Niekedy to vyzerá ako lievik alebo stĺp. Po zachytení vody, piesku alebo iných materiálov z povrchu sa tornádo stáva viditeľným. Šírka priemerného tornáda je niekoľko stoviek metrov, rýchlosť pohybu je 1020 m/s. Žije niekoľko hodín a prejde desiatky kilometrov. Silný vír nasaje ako obrí vysávač všetko, čo mu príde do cesty, a rozmetá to desiatky kilometrov po okolí. O zázračných dažďoch, napríklad z ovocia alebo medúz, koluje veľa úsmevných príbehov. V roku 1940 v dedine Meshchery v regióne Gorky spadli z neba strieborné mince, ktoré si tornádo „požičalo“ z plytkého pokladu. Raz vo Švédsku víchrica, ktorá náhle vletela na štadión priamo uprostred bandy zápasu, zdvihla brankára jedného z tímov spolu s bránkou a opatrne ich posunula o niekoľko metrov bez toho, aby spôsobila akúkoľvek škodu. Aj keď chvíľu predtým polámal telegrafné stĺpy ako zápalky a rozbil niekoľko drevených budov na kusy.

Energia tornáda je menšia ako energia hurikánov, ale rýchlosť vetra je oveľa vyššia a môže dosiahnuť 140 m/s. Pre porovnanie: tropické cyklóny najvyššej, piatej, kategórie americkej Saffir-Simpsonovej hurikánovej stupnice začínajú rýchlosťou vetra 70 m/s. Palica, dostatočne roztočená tornádom, môže preraziť kmeň stromu a poleno môže naraziť do domu. Len 2 % tornád dosahujú deštruktívnu silu a napriek tomu sú ich priemerné ročné škody na ekonomikách postihnutých krajín veľmi veľké.

A čo globálne otepľovanie?

Vedci poznamenávajú, že v Atlantiku sa striedajú obdobia hurikánov a tornád s relatívnym pokojom. Počet atmosférických vírov, najmä silných hurikánov (v priemere 3,5 ročne), vzrástol v rokoch 1940 – 1960 a od roku 1995 do súčasnosti. Sila súčasných vetrov a oceánskych búrok udivuje aj skúsených námorníkov. Niektorí vedci považujú najnovšie prepuknutie atmosférickej aktivity za dlhodobé a spojené s globálnym otepľovaním. Iní obhajujú jeho spojenie s cyklami slnečnej aktivity. Obe verzie zatiaľ nie sú potvrdené, naopak, v planetárnom meradle nárast počtu tropických cyklónov nezaznamenali.

Avšak otázka, ako sa zmení aktivita hurikánov priemerná ročná teplota planéta zostáva otvorená. Presné predpovede tropických cyklónov sú preto dôležitejšie ako kedykoľvek predtým. Pre nich najviac zainteresovaných modernými prostriedkami: vesmírne satelity, lietadlá, bóje napchaté elektronikou, radary, superpočítače. Informácií je veľa: všetky hurikány sú zaznamenané, sledované a upozornené na možné nebezpečenstvo. Včasné upovedomenie a evakuácia sú dnes jediné efektívnymi spôsobmi bojovať proti živlom.

Innokenty Senin

Aktívnym vplyvom na počasie je zásah človeka do priebehu atmosférických procesov tým, že na krátky čas zmení určitú fyzikálnu resp chemické vlastnosti v niektorej časti atmosféry technickými prostriedkami. Patrí sem zrážanie dažďa alebo snehu z oblačnosti, zamedzenie krupobitia, rozháňanie oblačnosti a hmiel, zoslabovanie alebo eliminácia mrazu v prízemnej vrstve vzduchu a pod.

Ľudia sa už od pradávna snažili meniť počasie, no až v 20. storočí sa vyvinuli špeciálne technológie na ovplyvňovanie atmosféry, ktoré vedú k zmenám počasia.

Výsadba mrakov je najbežnejším spôsobom zmeny počasia; používa sa buď na vytvorenie dažďa v suchých oblastiach, na zníženie pravdepodobnosti krupobitia – spôsobenie dažďa skôr, než sa vlhkosť v oblakoch zmení na krúpy, alebo na zníženie zrážok.

Materiál bol pripravený na základe informácií RIA Novosti a otvorených zdrojov

Opíšte atmosférický nebezpečné javy(cyklóny, tajfúny, hurikány, búrky, búrky, víchrice, tornáda, silné zrážky, suchá, hmly, poľadovica, fujavice, mrazy, mrazy, búrky, búrky).

Žijeme na dne veľkého oceánu vzduchu, ktorý sa nachádza po celej zemeguli. Hĺbka tohto oceánu je 1000 km a nazýva sa atmosféra.

Vetry sú takzvané „zmiešavacie zariadenia“, poskytujú:

Výmena medzi znečisteným a čistým vzduchom;

Nasýtenie polí a lesov kyslíkom, teplé a studené arktické oblasti:

Rozptyľujú mraky a prinášajú dažďové mraky na polia, ktoré produkujú úrodu, takže vietor je najdôležitejšou zložkou života.

Plynné prostredie okolo Zeme, ktoré s ňou rotuje, sa nazýva atmosféra. Nerovnomerné zahrievanie prispieva k všeobecný obeh atmosféra, ktorá ovplyvňuje počasie a klímu Zeme.

Atmosférický tlak je rozložený nerovnomerne, čo spôsobuje, že vzduch sa pohybuje vzhľadom k Zemi od vysokého k nízkemu. Vietor je pohyb vzduchu vzhľadom k zemskému povrchu, ktorý je výsledkom nerovnomerného rozloženia atmosférického tlaku a smeruje z oblasti vysokého tlaku do zóny nízkeho tlaku.

Sila vetra závisí od tlakového gradientu: čím väčší je rozdiel v atmosférickom tlaku a čím bližšie sú interakčné oblasti, tým rýchlejšie sa vyrovnáva tlakový rozdiel a tým vyššia je rýchlosť vetra.

Smer vetra závisí od:

Relatívne polohy vysokých a nízky tlak;

Rotácia Zeme;

V roku 1806 anglický admirál Bafart vyvinul stupnicu na určenie sily vetra v bodoch. Táto stupnica sa používa dodnes.

Vietor začína spôsobovať škody pri rýchlosti okolo 20 m/s. Rýchlosť vetra sa počíta v metroch za sekundu a kilometroch za sekundu. Vynásobením prvej hodnoty koeficientom 3,6 dostaneme druhú hodnotu (v obrátenej operácii ten istý koeficient funguje ako deliteľ).

Na nohách sa človek udrží pri rýchlosti vetra do 36 m/s. Pri rýchlosti vetra 44 m/s by sa nikto neodvážil opustiť miestnosť. Len čo tlak vetra, ktorý sa rovná štvorcu rýchlosti, prekročí hmotnosť človeka, jeho sily sa zmenia, vietor ho zdvihne a unesie.

Pre človeka je v horúcich dňoch, keď je málo oblečený, najpriaznivejšia rýchlosť vetra 1-2 m/s. Pri rýchlosti vetra 3-7 m/s sa objavuje podráždenie. Silný vietor s rýchlosťou nad 20 m/s spôsobuje narušenie života.

Beaufortova stupnica na určenie sily vetra

Sila vetra (body)	Slovesný zápis	Rýchlosť m/s	Priemer zaokrúhlený, m/s	Priemer zaokrúhlený, km/h	Priemer zaoblené, uzly	Zaokrúhlený priemerný tlak, kg/m	Vplyv vetra na objekty
	Tichý vietor	0,3-1,5			2,5	0,1	Je cítiť slabý vánok. Smer vetra sa dá určiť podľa dymu. Listy a vlajky sú nehybné.
	Ľahký vánok	1,6-3,3				0,5	Vlajka mierne kolíše, niekedy vlajky a listy na stromoch.
	Ľahký vietor	3,4-5,4					Vlajky vlajú, malé konáre stromov obrastené listami sa hojdajú.
	Mierny vietor	5,5-7,9					Malé vlajky a vlajočky sú natiahnuté, konáre stromov bez lístia sa hojdajú. Vietor dvíha prach a útržky papiera
	Svieži vánok	8,0-10,7					Veľké vlajky sú natiahnuté, veľké holé konáre stromov sa hojdajú.
	Silný vietor	10,8-13,8					Veľké konáre sa hojdajú, pískajú v ozubenom kolese, medzi domami a nehybnými objektmi.
	silný vietor	13,9-17,1					Kmene malých stromov bez lístia sa hojdajú. Telefónne káble hučia.
	Veľmi silný vietor	17,2-24,4					Otriasa veľké stromy, láme konáre a vetvičky. Znateľne spomaľuje pohyb proti vetru.
	Búrka	20,7-24,4					Láme veľké holé konáre stromov, presúva ľahké predmety, poškodzuje strechy.
	Silná búrka	24,5-28,4					Láme stromy a poškodzuje budovy.
	Prudká búrka	28,5-32,6					Spôsobuje veľké zničenie.
	Hurikán	32 alebo viac	Viac ako 32	Viac ako 105	Viac ako 57	Viac ako 74	Spôsobuje katastrofálne ničenie, vyvracia stromy

Poveternostné podmienky fungujú ako klimatizácia, aby bola naša planéta obývateľná. Sú hnacou silou, ktorá prenáša teplo a vlhkosť z jedného miesta na druhé a môžu vytvárať silné výbuchy energie.

Poveternostné systémy– sú to kruhové oblasti vírivých prúdov vzduchu šírka od 150 do 400 km. Ich hrúbka sa veľmi líši, dosahuje 12-15 km a nachádza sa prakticky po celej výške troposféry (atmosférická vrstva najbližšie k Zemi). Hrúbka iných, menších a rýchlo sa pohybujúcich systémov nepresahuje 1-3 km.

Poveternostné systémy sa vyznačujú zmenami tlaku vzduchu, ako aj rôznymi vetrom.

Hlavnými lineárnymi (tlakovými) systémami sú cyklóny a anticyklóny. Anticyklóna- Toto je oblasť vysokého atmosférického tlaku s prúdením vzduchu smerom nadol s maximom v strede. Cyklón je oblasť nízkeho tlaku so stúpajúcimi prúdmi vzduchu s minimom v strede. Preto sa cyklóny vyznačujú oblačným počasím.

Anticyklóny, ako oblasť vysokého atmosférického tlaku, sa zvyčajne vyznačujú stabilným počasím, ktoré sa najčastejšie niekoľko dní výrazne nemení. Vietor fúka v smere hodinových ručičiek okolo stredu na severnej pologuli a proti smeru hodinových ručičiek na južnej pologuli. Na synoptických mapách sú anticyklóny zobrazené ako sústredné izobary (čiary spájajúce oblasti rovnakého tlaku) okolo stredu s najvyšším tlakom.

Anticyklóny sú zvyčajne charakterizované slabým vetrom a jasnou oblohou. Neprítomnosť oblačnosti znamená, že teplo vyžarované povrchom počas dňa uniká do vesmíru. V dôsledku toho sa pôda a povrchový vzduch v noci rýchlo ochladzujú. V zime ochladzovanie spôsobuje mráz, keď je vo vzduchu vlhkosť, mráz alebo hmla. K ich vývoju prispievajú slabé vetry v anticyklónovej oblasti poveternostné javy. Ak by bola silná, mohla by premiešať vzduchové hmoty a povrchové chladenie by sa rozšírilo do oveľa hlbších vrstiev vzduchu.

Teplý a studený vzduch sa miešajú s ťažkosťami. Preto teplý vzduch prúdiaci vo vlnách na polárnom fronte skôr prúdi cez prúd studeného hustého vzduchu, než by sa s ním miešal. Studený vzduch nasleduje teplý vzduch a tak vzniká cyklón. Vo vnútri cyklónu sú zvyčajne 2 fronty: teplý front oddeľuje blížiace sa prúdenie teplého vzduchu od studeného vzduchu. V tomto prípade teplý vzduch stúpa nad vrstvu studeného, ​​hustého vzduchu pred nami. V stúpajúcom ochladenom vzduchu sa vodná para kondenzuje a tvoria sa oblaky. Nasleduje teplý front studený front. Pozdĺž tohto frontu sa studený vzduch tlačí pod vrstvu teplého vzduchu, čo spôsobuje jeho stúpanie. Studený front preto prináša aj zamračené daždivé počasie. Studený front sa pohybuje rýchlejšie ako teplý, čo spôsobí, že sa nakoniec zrazí a vytlačí teplý vzduch nahor.

Meteorológovia starostlivo študujú sled poveternostných podmienok spojených s cyklónmi. Tieto znalosti sú mimoriadne dôležité pre predpoveď počasia. Napríklad tenké cirrové oblaky vyššej úrovne, po ktorých nasledujú sivé dažďové oblaky nižšej úrovne. Tieto mraky zvyčajne nesú dážď, ktorý padá niekoľko hodín pred príchodom teplého frontu.

Za teplým frontom je oblasť teplého vzduchu s inherentnou oblačnosťou a vlhkosťou.

Nasleduje studený front, kde sa v dôsledku stúpajúceho prúdenia vzduchu vyskytujú búrky. Silný dážď často padá pozdĺž okraja studeného frontu, zvyčajne kratšie ako za podmienok teplého frontu. Po prechode studeného frontu zvyčajne nastáva jasné, chladné počasie.

Ako výsledok prirodzené procesy, vyskytujúce sa v atmosfére, sú na Zemi pozorované javy, ktoré predstavujú bezprostredné nebezpečenstvo a komplikujú fungovanie ľudských systémov. Medzi atmosférické riziká patria cyklóny (hurikány, tajfúny), búrky (búrky), tornáda (tornáda), krupobitie, fujavice, lejaky, poľadovica, hmla, blesky.

Cyklóny môžu byť:

1. Obyčajné (netropické), ktoré vznikajú v dôsledku vzájomného pôsobenia frontov studeného a teplého vzduchu.

2. Tropické, ktoré majú rôzne názvy:

- „hurikán“ - názov je spojený s menom boha búrok medzi starými mayskými ľuďmi, nazývanými obyvateľmi Spojených štátov. Stredná a Južná Amerika.

- „tajfún“ preložený z čínštiny znamená „veľmi veľký vietor“, ako ho nazývajú obyvatelia Ruska ( Ďaleký východ), Austrália, Kórea, Čína, India, Japonsko. Zvláštnou iróniou, tajfúny a hurikány dostávajú ženské mená.

Tropické cyklóny

V domovine hurikánov, v trópoch, sú vzduchové hmoty silne zohriate a nasýtené vodnou parou – teplota povrchu oceánu v týchto zemepisných šírkach dosahuje dvadsaťsedem až dvadsaťosem stupňov Celzia. V dôsledku toho vznikajú silné vzostupné prúdy vzduchu a uvoľňovanie v ňom uloženého slnečného tepla a kondenzácia pár v ňom obsiahnutých. Proces sa vyvíja a rastie, výsledkom je akási obrovská pumpa - susedné masy toho istého teplého a parou nasýteného vzduchu sú nasávané do lievika vytvoreného na začiatku tohto čerpadla a tým sa proces rozširuje ešte viac, zachytáva viac a viac nových oblastí na povrchu oceánu.

Keď vylejete vodu z vane cez odtokový otvor, vytvorí sa vírivka. Približne to isté sa deje so vzduchom stúpajúcim smerom nahor pri vzniku cyklónu - začína rotovať.

Obrie vzduchové čerpadlo funguje ďalej, na jeho lievikovitom vrchu sa zráža stále viac vlhkosti a uvoľňuje sa stále viac tepla. (Americkí meteorológovia vypočítali: za jeden deň sa môže zdvihnúť nahor cez milión ton vody - vo forme pary, ktorou je povrchová vrstva atmosféry nepretržite nasýtená; energia uvoľnená pri kondenzácii už za desať dní by bola dosť pre taký vysoko industrializovaný štát, akým sú USA, na šesť rokov!). Predpokladá sa, že priemerný cyklón uvoľňuje približne rovnaké množstvo energie ako 500 000 atómových bômb s výťažkom klesajúcim nad Hirošimou. Atmosférický tlak v strede vznikajúceho cyklónu a na jeho okraji sa stáva nerovnomerným: tam, v strede cyklónu, je oveľa nižší a prudký pokles tlaku je príčinou silných vetrov, ktoré sa čoskoro vyvinú do hurikánov. V priestore s priemerom tristo až päťsto kilometrov začínajú najsilnejšie vetry svoju zbesilú smršť.

Po vzniku sa cyklóny začínajú pohybovať priemernou rýchlosťou 10-30 km/h, niekedy sa môžu nad oblasťou nejaký čas vznášať.

Cyklóny (pravidelné a tropické) sú veľké víry s priemerom: pravidelný od 1000 do 2000 km; tropické od 200 do 500 km a nadmorská výška od 2 do 20 km.

Vzduchové hmoty sa pohybujú v cyklónovej oblasti špirálovito a krútia sa smerom k jej stredu (proti smeru hodinových ručičiek na severnej pologuli, naopak na južnej pologuli) rýchlosťou:

Pravidelne nie viac ako 50-70 km / h;

Tropické 400-500 km/h

V strede cyklónu je tlak vzduchu nižší ako na okraji, preto sa vzduchové hmoty pohybujú po špirále smerom do stredu, kde potom stúpajú nahor a vytvárajú veľkú oblačnosť.

Ak je v strede:

Pre konvenčný cyklón je tlak vzduchu v porovnaní s atmosférickým tlakom (760 mm r.s.) 713-720 mm r.s.;

Potom v strede tropického cyklónu tlak klesne na 675 mm r.s.

V strede tropického cyklónu je oblasť nízkeho tlaku s vysokou teplotou s priemerom 10-40 km, kde vládne pokoj - oko tajfúnu.

Každý rok Globe Vzniká a plne sa rozvíja najmenej 70 tropických cyklónov.

Keď sa tropický cyklón (tajfún, hurikán) priblíži k pobrežiu, unáša pred sebou obrovské masy vody. búrková šachta sprevádzané silnými dažde A tornáda. Zrúti sa na pobrežné oblasti a ničí všetko, čo jej stojí v ceste.

Príklad

V roku 1970 došlo k tajfúnu. ktorý prerazil ústie rieky Gangy (v Indii) a zaplavil 800 000 km 2 pobrežia. Vietor mal rýchlosť 200-250 m/s. Morská vlna dosiahol výšku 10 m. Zahynulo okolo 400 000 ľudí.

Dnes existujú moderné metódy predpovedanie tropických cyklónov (tajfúny, hurikány). Každý podozrivý zhluk mrakov, kde sa neobjavil, fotia meteorologické satelity z vesmíru a lietadlá meteorologickej služby prilietajú k „oku tajfúnu“, aby získali presné údaje. Tieto informácie sa vkladajú do počítačov, aby sa vypočítala dráha a trvanie tropického cyklónu (tajfún, hurikán) a aby sa obyvateľstvo vopred upovedomilo o nebezpečenstve.

Hurikán

Hurikán je vietor o sile 12 bodov (do 17 bodov) Beaufortovej stupnice, t.j. pri rýchlosti 32,7 m/s (nad 105 km/h) a dosahuje až 300 m/s (1194 km/h)

Hurikán– silný atmosférický vír malého rozsahu, v ktorom vzduch rotuje rýchlosťou až 100 m/s. Má tvar stĺpa (niekedy s konkávnou osou otáčania) s lievikovitými nadstavcami v hornej a dolnej časti. Vzduch sa otáča proti smeru hodinových ručičiek a zároveň špirálovito stúpa, pričom vťahuje prach, vodu a rôzne predmety. Hurikán na súši sa nazýva búrka, a pri mori búrka. Hlavné charakteristiky hurikánov sú:

Rýchlosť vetra;

Cesty pohybu;

Rozmery a konštrukcia;

Priemerná dĺžka trvania akcií.

Najdôležitejšou charakteristikou hurikánov je rýchlosť vetra. Z tabuľky nižšie (na Beaufortovej stupnici) môžete vidieť vzťah medzi rýchlosťou vetra a názvom režimov. Priemerná rýchlosť hurikánu na Ukrajine je 50-60 km/h.

Veľkosti hurikánov sa značne líšia. Za jej šírku sa zvyčajne považuje šírka zóny katastrofického zničenia, ktorú možno merať v stovkách kilometrov. Front hurikánu dosahuje dĺžku až 500 km. Hurikány sa vyskytujú kedykoľvek počas roka, ale častejšie sú od júla do októbra. Vo zvyšných 8 mesiacoch sú zriedkavé, ich dráhy sú krátke.

Priemerná dĺžka trvania hurikánu je 9-12 dní. Na Ukrajine hurikány netrvajú dlho, od niekoľkých sekúnd až po niekoľko hodín.

Hurikán je takmer vždy jasne viditeľný a keď sa blíži, je počuť silné bzučanie.

Hurikány sú jednou z najsilnejších prírodných síl. Pokiaľ ide o ich škodlivé účinky, nie sú nižšie ako také hrozné prírodné katastrofy ako zemetrasenia. Vysvetľuje to skutočnosť, že nesú kolosálnu energiu. Množstvo, ktoré ho uvoľní priemerný hurikán za jednu hodinu, sa rovná energii jadrového výbuchu 36 Mgt.

Hurikán predstavuje trojitú hrozbu pre ľudí, ktorí sa mu ocitnú v ceste. Najničivejšie sú vietor, vlny a dážď.

Často sú lejaky sprevádzané hurikánom oveľa nebezpečnejšie ako samotný hurikánový vietor, najmä pre tých ľudí, ktorí žijú na pobreží alebo v jeho blízkosti. Hurikán vytvára na pobreží vlny vysoké až 30 m, môže spôsobiť lejaky, neskôr spôsobiť vznik epidémie, napríklad príliv hurikánovej búrky, ktorý sa zhoduje s bežným prílivom, spôsobil gigantickú povodeň na pobreží Indie v r. 1876, počas ktorého vlna stúpla o 12-13 m Asi 100 000 ľudí sa utopilo a takmer toľko zomrelo na následky zúrivej epidémie.

Keď sa hurikán šíri nad morom, spôsobuje obrovské vlny vysoké 10-12 metrov a viac, ktoré poškodzujú alebo dokonca vedú k smrti lodí.

Najväčšie nebezpečenstvo počas hurikánu predstavujú predmety zdvihnuté zo zeme a roztočené na veľkú rýchlosť. Na rozdiel od búrok sa hurikán pohybuje v úzkom pásme, takže sa mu dá vyhnúť. Musíte len určiť smer jeho pohybu a pohybovať sa opačným smerom.

Vietor hurikán ničí silné a demoluje ľahké budovy, devastuje osiate polia, láme drôty a búra elektrické a komunikačné vedenia, poškodzuje diaľnice a mosty, láme a vyvracia stromy, poškodzuje a potápa lode, spôsobuje havárie na inžinierskych a energetických sieťach vo výrobe. Boli prípady, keď vetry hurikánu ničili priehrady a priehrady, čo viedlo k veľkým záplavám, zhadzovali vlaky z koľajníc, strhávali mosty z podpier, zrážali továrenské komíny a vyplavovali lode na breh.

Kapitola šiesta
VORTEXOVÝ POHYB PLYNOV A KVAPALIN

6.1. Záhady atmosférických vírov

Všade sa zaoberáme vírivým pohybom plynov a kvapalín. Najväčšie víry na Zemi sú atmosférické cyklóny, ktoré spolu s anticyklónami - zónami vysokého tlaku v zemskej atmosfére, ktoré nie sú zachytené vírovým pohybom, určujú počasie na planéte. Priemer cyklónov dosahuje tisíce kilometrov. Vzduch v cyklóne prechádza zložitým trojrozmerným špirálovitým pohybom. Na severnej pologuli sa cyklóny, podobne ako voda tečúca z vane do potrubia, otáčajú proti smeru hodinových ručičiek (pri pohľade zhora); na južnej pologuli sa otáčajú v smere hodinových ručičiek, čo je spôsobené pôsobením Coriolisových síl z rotácie Zeme. .
V strede cyklónu je tlak vzduchu oveľa nižší ako na jeho okraji, čo sa vysvetľuje pôsobením odstredivých síl počas rotácie cyklónu.
Cyklón v strednej zemepisnej šírke, ktorý vzniká v stredných zemepisných šírkach v miestach, kde sa ohýbajú atmosférické fronty, sa postupne formuje do stále stabilnejšieho a mohutnejšieho útvaru, keďže postupuje najmä na sever, kam unáša teplý vzduch z juhu. Začínajúci cyklón spočiatku zachytáva len spodné, povrchové vrstvy vzduchu, ktoré sú dobre zohriate. Vír rastie zdola nahor. S ďalším vývojom cyklónu sa prílev vzduchu do neho naďalej vyskytuje na povrchu zeme. Tento teplý vzduch stúpa nahor v centrálnej časti cyklónu a opúšťa vytvorený cyklón v nadmorskej výške 6-8 km. Vodná para v ňom obsiahnutá v takej nadmorskej výške, kde je chladno, kondenzuje, čo vedie k tvorbe oblačnosti a zrážkam.
Tento obraz vývoja cyklónu, ktorý dnes uznávajú meteorológovia na celom svete, bol úspešne simulovaný v „meteotronových“ zariadeniach vytvorených v 70. rokoch v ZSSR na spôsobenie dažďa a úspešne testovaný v Arménsku. Prúdové motory inštalované na zemi vytvárali vírivý prúd horúceho vzduchu stúpajúci nahor. Po nejakom čase sa nad týmto miestom objavil mrak, ktorý postupne prerástol do mraku, z ktorého začalo pršať.
Tropické cyklóny sa správajú výrazne inak ako pomaly sa pohybujúce cyklóny strednej šírky, ktoré Tichý oceán Nazývajú sa tajfúny a v Atlantiku - hurikány. Majú oveľa menšie priemery ako stredné zemepisné šírky (100-300 km), ale vyznačujú sa veľkými tlakovými gradientmi, veľmi silným vetrom (až 50 a dokonca 100 m/s) a silnými dažďami.
Tropické cyklóny vznikajú len nad oceánom, najčastejšie medzi 5 a 25° severnej zemepisnej šírky. Bližšie k rovníku, kde sú vychyľovacie Coriolisove sily malé, sa nerodia, čo dokazuje úlohu Coriolisových síl pri zrode cyklónov.
Postupujúc najprv na západ a potom na sever alebo severovýchod, tropické cyklóny sa postupne menia na obyčajné, ale veľmi hlboké cyklóny. Keď sa dostanú z oceánu na pevninu, rýchlo nad ním vyblednú. Takže v ich živote hrá obrovskú úlohu oceánska vlhkosť, ktorá kondenzáciou v stúpajúcom vírivom prúde vzduchu uvoľňuje obrovské množstvo latentného tepla vyparovania. Ten ohrieva vzduch a zvyšuje jeho stúpanie, čo vedie k silnému poklesu atmosférického tlaku, keď sa blíži tajfún alebo hurikán.

Ryža. 6.1. Obrovský atmosférický vírový tajfún (pohľad z vesmíru)

Tieto obrovské zúrivé víry majú dve tajomné črty. Prvým je, že sa na južnej pologuli objavujú len zriedka. Druhým je prítomnosť v strede takejto formácie „oka búrky“ - zóna s priemerom 15 - 30 km, ktorá sa vyznačuje pokojnou a jasnou oblohou.
Vďaka ich obrovským priemerom je možné vidieť, že tajfún a ešte viac cyklón strednej šírky je vír iba z kozmickej nadmorskej výšky. Fotografie víriacich reťazí oblakov, ktoré urobili astronauti, sú veľkolepé. Ale pre pozemného pozorovateľa je vizuálne najviditeľnejším typom atmosférického víru tornádo. Priemer jeho rotačného stĺpca, siahajúceho k oblakom, je v najtenšom bode 300-1000 m nad pevninou a len desiatky metrov nad morom. IN Severná Amerika, kde sa tornáda objavujú oveľa častejšie ako v Európe (až 200 ročne), nazývajú sa tornáda. Tam pochádzajú hlavne z mora a divočia, keď sa ocitnú nad pevninou.
Uvádza sa nasledujúci obrázok zrodu tornáda: „30. mája 1979 o 4. hodine popoludní sa v severnom Kansase stretli dva oblaky, čierne a husté. 15 minút po zrážke a zlúčení do jedného , z jeho spodnej plochy vyrástol lievik. Rýchlo sa predĺžil, nadobudol podobu obrovského kmeňa, dostal sa na zem a tri hodiny ako gigantický had robil triky po celom štáte, rozbíjal a ničil všetko, čo mu prišlo do cesty - domy, farmy, školy...“
Toto tornádo vytrhlo 75-metrový železobetónový most z kamenných pilierov, zviazalo ho do uzla a hodilo do rieky. Odborníci neskôr vypočítali, že na dosiahnutie tohto cieľa musel mať prúd vzduchu nadzvukovú rýchlosť.
To, čo robí vzduch v tornádach takou rýchlosťou, ľudí mätie. Drevené štiepky rozptýlené v tornáde tak ľahko prenikajú doskami a kmeňmi stromov. Hovorí sa, že kovový hrniec, zachytený tornádom, bol otočený naruby bez toho, aby roztrhol kov. Takéto triky sa vysvetľujú skutočnosťou, že deformácia kovu v tomto prípade bola vykonaná bez pevnej podpery, ktorá by mohla poškodiť kov, pretože predmet sa vznášal vo vzduchu.

Ryža. 6.2. Fotografia tornáda.

Tornáda nie sú v žiadnom prípade zriedkavým prírodným javom, hoci sa objavujú iba na severnej pologuli, takže sa o nich nazhromaždilo množstvo pozorovacích údajov. Dutina lievika („kmeňa“) tornáda je obklopená „stenami“ vzduchu, ktorý sa horúčkovito otáča v špirále proti smeru hodinových ručičiek (ako pri tajfúne) (pozri obr. 6.3.) Tu rýchlosť vzduchu dosahuje 200-300 m/ s. Keďže statický tlak v ňom klesá so zvyšujúcou sa rýchlosťou plynu, „steny“ tornáda nasávajú vzduch ohriaty na zemský povrch a spolu s ním aj predmety, ktoré naň narážajú, ako vysávač.
Všetky tieto objekty stúpajú nahor, niekedy až k oblaku, v ktorom spočíva tornádo.

Zdvíhacia sila tornád je veľmi vysoká. Na značné vzdialenosti teda prenášajú nielen malé predmety, ale niekedy aj hospodárske zvieratá a ľudí. 18. augusta 1959 v Minskej oblasti tornádo zdvihlo koňa do značnej výšky a odnieslo ho. Telo zvieraťa našli len jeden a pol kilometra. V roku 1920 v Kansase tornádo zničilo školu a vyzdvihlo do vzduchu učiteľa s celou triedou školákov a lavicami. O niekoľko minút neskôr boli všetci spustení na zem spolu s troskami školy. Väčšina detí a učiteľ zostali nažive a bez zranení, ale 13 ľudí zomrelo.
Existuje veľa prípadov, keď tornáda zdvíhajú ľudí a prenášajú ich na značné vzdialenosti, po ktorých zostávajú nezranení. Najparadoxnejší z nich je opísaný v: tornádo v Mytišči pri Moskve zasiahlo rodinu roľníčky Seleznevovej. Po tom, čo hodil ženu, najstaršieho syna a dieťa do priekopy, odniesol svojho prostredného syna Petyu. Našli ho až na druhý deň v moskovskom parku Sokolniki. Chlapec bol živý a zdravý, no na smrť vystrašený. Najpodivnejšie tu je, že Sokolniki sa od Mytišči nenachádzajú v smere, kde sa pohybovalo tornádo, ale v opačnom smere. Ukáže sa, že chlapca neniesli po ceste tornáda, ale opačným smerom, kde sa všetko už dávno upokojilo! Alebo cestoval späť v čase?
Zdalo by sa, že predmety v tornáde by mal unášať silný vietor. Ale 23. augusta 1953 počas tornáda v Rostove, hovorí sa v r, silný nárazový vietor otvoril okná a dvere v dome. V tom istom čase budík, ktorý stál na komode, preletel cez troje dverí, kuchyňu, chodbu a vyletel hore na povalu domu. Aké sily ho pohli? Budova napokon zostala nepoškodená a vietor, ktorý je schopný niesť taký budík, mal úplne zdemolovať budovu, ktorá má oveľa väčší vietor ako budík.
A prečo tornáda, zdvíhajúce malé predmety ležiace na hromade až k oblakom, ich spúšťajú v značnej vzdialenosti takmer na rovnakú hromadu, nerozptyľujú ich, ale akoby vysypali z rukáva?
Nerozlučné spojenie s materským mrakom je charakteristický rozdiel tornádo z iných vírových pohybov atmosféry. Buď preto, že obrovské elektrické prúdy prúdia z búrkového mraku pozdĺž „kmeňa“ tornáda na zem, alebo preto, že kvapôčky prachu a vody vo víre tornáda sú silne elektrizované trením, ale tornáda sú sprevádzané vysoký stupeň elektrická aktivita. Dutina „kufra“ je neustále prepichovaná od steny k stene elektrickými výbojmi. Často dokonca svieti.
Vo vnútri dutiny „kmeňa“ tornáda je však vírový pohyb vzduchu oslabený a častejšie nie je nasmerovaný zdola nahor, ale zhora nadol* (* Uvádza sa však, že v dutine „kmeňa“ tornáda sa vzduch pohybuje zdola nahor a v jeho stenách zhora nadol.). Sú známe prípady, keď takéto zostupné prúdenie vo vnútri tornáda natoľko zosilnelo, že vtlačilo predmety do pôdy (pozri obr. 6.3.). Absencia intenzívnej rotácie vo vnútornej dutine tornáda je v tomto ohľade podobná tajfúnu. A „oko búrky“ je prítomné v tornáde predtým, ako sa dostane z oblaku na zem. Y. Maslov to poeticky opisuje takto: „V búrkovom mraku sa zrazu zjaví „oko“, presne „oko“, s mŕtvym, neživým žiakom. Má pocit, že hľadí na svoju korisť. Všimol si to! V tom istom momente, plápolajúcom ohňom: „S hukotom a rýchlosťou rýchlika sa rúti k zemi a zanecháva za sebou dlhú, jasne viditeľnú stopu – chvost.“
Odborníkov už dlho zaujíma otázka zdrojov tej skutočne nevyčerpateľnej energie, ktorou tornáda, a ešte viac tajfúny, disponujú. Je jasné, že tepelná energia obrovských más vlhkého vzduchu sa v konečnom dôsledku premení na energiu pohybu vzduchu v atmosférickom vortexe. Ale prečo sa koncentruje v takých malých objemoch ako telo tornáda? A nie je takáto spontánna koncentrácia energie v rozpore s druhým zákonom termodynamiky, ktorý hovorí, že tepelná energia sa môže rozptýliť iba spontánne?
V tejto veci existuje veľa hypotéz, ale stále neexistujú jasné odpovede.
Pri skúmaní energie plynových vírov V. A. Atsyukovsky píše, že „telo plynového víru je stláčané prostredím počas vytvárania víru“. Potvrdzuje to skutočnosť, že „kufor“ tornáda je tenší ako jeho základňa, kde mu trenie so zemou neumožňuje vyvinúť vysokú rýchlosť otáčania. Stlačenie vírového telesa tlakom životné prostredie spôsobuje zvýšenie rýchlosti jeho rotácie v dôsledku zákona zachovania momentu hybnosti. A so zvýšením rýchlosti pohybu plynu vo víre sa statický tlak v ňom ešte viac zníži. Z toho vyplýva, uzatvára Atsjukovsky, že vír koncentruje energiu prostredia a tento proces je zásadne odlišný od ostatných, sprevádzaný rozptylom energie do okolia.
To je miesto, kde by teória pohybu mohla zachrániť druhý zákon termodynamiky, ak by bolo možné zistiť, že plynové víry vyžarujú energiu vo významných množstvách. Vzhľadom na to, čo bolo povedané v časti 4.4, teória pohybu vyžaduje, aby keď sa rotácia vzduchu v tornáde alebo tajfúne zrýchli, emitovali energiu nie menej, než koľko spotrebujú na roztočenie vzduchu. A cez tornádo, a ešte viac tajfún, počas jeho existencie prechádzajú obrovské masy vzduchu, ktoré sa víria.
Zdalo by sa, že pre vlhký vzduch je jednoduchšie vyhodiť „extra“ masovú energiu bez toho, aby ju vyžaroval. V skutočnosti, po kondenzácii vlhkosti, keď je vyzdvihnutá atmosférickým vírom do veľkej výšky, kvapky padajúceho dažďa opúšťajú vír a jeho hmotnosť sa kvôli tomu znižuje. Ale tepelná energia víru sa tým nielen neznižuje, ale naopak sa zvyšuje v dôsledku uvoľňovania latentného tepla z vyparovania počas kondenzácie vody. To vedie k zvýšeniu rýchlosti pohybu vo vortexe ako v dôsledku zvýšenia rýchlosti stúpania vzduchu, tak v dôsledku zvýšenia rýchlosti rotácie počas stláčania vírového telesa. Okrem toho odstránenie hmoty kvapiek vody z víru nevedie k zvýšeniu väzbovej energie rotujúceho systému a k zvýšeniu defektu hmoty v zostávajúcom vortexe. Väzbová energia sústavy by sa zvýšila (a spolu s ňou by sa zvýšila aj stabilita sústavy), ak by sa pri zrýchľovaní rotácie sústavy z nej odobrala časť vnútornej energie sústavy - teplo. A teplo sa najľahšie odstraňuje sálaním.
Nikomu zrejme ani nenapadlo pokúsiť sa zaregistrovať tepelné (infračervené a mikrovlnné) žiarenie tornád a tajfúnov. Možno existuje, len o tom ešte nevieme. Mnoho ľudí a zvierat však cíti blížiaci sa hurikán, aj keď sú v interiéri a bez pohľadu na oblohu. A zdá sa, že nielen kvôli poklesu atmosférického tlaku, ktorý núti vrany kvákať od bolesti v kostiach, ktoré majú dutiny. Ľudia cítia niečo iné, pre niekoho desivé, pre iného vzrušujúce. Možno je to torzné žiarenie, ktoré by malo byť z tornáda a tajfúnu veľmi intenzívne?
Bolo by zaujímavé požiadať astronautov, aby urobili infračervené fotografie tajfúnov z vesmíru. Zdá sa, že takéto fotografie by nám mohli povedať veľa nového.
Podobné fotografie najväčšieho cyklónu v atmosférach planét Slnečnej sústavy, aj keď nie v infračervených lúčoch, však vznikli už dávno z kozmickej výšky. Ide o fotografie Jupiterovej Veľkej červenej škvrny, ktorá, ako ukázali štúdie jej fotografií urobených v roku 1979 z americkej kozmickej lode Voyager 1, je obrovským, trvalo existujúcim cyklónom v silnej atmosfére Jupitera (obr. 6. 4). „Oko búrky“ tohto kyklopského cyklónu-tajfúnu s rozmermi 40x13 tisíc km žiari aj vo viditeľnom svetle zlovestnou červenou farbou, odkiaľ pochádza aj jeho názov.

Ryža. 6.4. Veľká červená škvrna (GB) Jupitera a jeho okolia (Voyager 1, 1979).

6.2. Rankeho vírový efekt

Pri štúdiu cyklických separátorov na čistenie plynu od prachu objavil francúzsky metalurgický inžinier J. Ranquet koncom 20. rokov 20. storočia nezvyčajný jav: v strede prúdu mal plyn opúšťajúci cyklón nižšiu teplotu ako pôvodná. Už koncom roku 1931 dostal Ranke prvý patent na zariadenie, ktoré nazval „vírová trubica“ (VT), v ktorej je prúd stlačeného vzduchu rozdelený na dva prúdy – studený a horúci. Čoskoro si tento vynález patentuje v iných krajinách.
V roku 1933 Ranke podal správu Francúzskej fyzikálnej spoločnosti o objavenom fenoméne oddeľovania stlačeného plynu vo VT. Ale jeho správa sa stretla s nedôverou vedeckej komunity, pretože nikto nedokázal vysvetliť fyziku tohto procesu. Koniec koncov, vedci si len nedávno uvedomili neuskutočniteľnosť fantastický nápad„Maxwellov démon“, ktorý na to, aby rozdelil teplý plyn na horúci a studený, musel z nádoby s plynom vypúšťať rýchle molekuly plynu cez mikrootvor a nevypúšťať pomalé. Všetci sa rozhodli, že je to v rozpore s druhým termodynamickým zákonom a zákonom o rastúcej entropii.

Ryža. 6.5. Ranke vírová trubica.

Viac ako 20 rokov bol Rankeov objav ignorovaný. A až v roku 1946 publikoval nemecký fyzik R. Hilsch prácu o experimentálne štúdie VT, v ktorom dal odporúčania pre návrh takýchto zariadení. Odvtedy sa im niekedy hovorí Ranke-Hilschove fajky.
Ale už v roku 1937 sovietsky vedec K. Strakhovič, ako je opísaný v, bez toho, aby vedel o Rankeho experimentoch, teoreticky dokázal v priebehu prednášok o aplikovanej dynamike plynov, že pri rotujúcich prúdoch plynu by mali vzniknúť teplotné rozdiely. Avšak až po druhej svetovej vojne sa v ZSSR, podobne ako v mnohých iných krajinách, začalo rozšírené používanie vírivého efektu. Treba poznamenať, že začiatkom 70. rokov sovietski výskumníci v tomto smere prevzali svetové prvenstvo. Prehľad niektorých sovietskych prác o VT je uvedený napríklad v knihe, z ktorej sme si požičali aj vyššie uvedené v tejto časti a mnohé z toho, čo je v nej uvedené nižšie.
V Rankeho vírivej trubici, ktorej schéma je znázornená na obr. 6.5 je valcová rúrka 1 na jednom konci napojená na špirálu 2, ktorá je zakončená dýzovým vstupom pravouhlého prierezu, ktorý privádza stlačený pracovný plyn do rúrky tangenciálne k obvodu jej vnútornej plochy. Na druhom konci je slimák uzavretý membránou 3 s otvorom v strede, ktorého priemer je podstatne menší ako vnútorný priemer potrubia 1. Cez tento otvor vystupuje prúd studeného plynu z potrubia 1, ktoré je rozdelené pri jej vírivom pohybe v potrubí 1 do studenej (centrálnej) a horúcej (okrajovej) časti. Horúca časť prúdu susediaca s vnútorným povrchom rúrky 1, rotujúca, sa pohybuje na vzdialený koniec rúrky 1 a opúšťa ju prstencovou medzerou medzi jej okrajom a nastavovacím kužeľom 4.
B vysvetľuje, že každý pohybujúci sa prúd plynu (alebo kvapaliny) má, ako je známe, dve teploty: termodynamickú (tiež nazývanú statickú) T, určenú energiou tepelný pohyb molekuly plynu (túto teplotu by meral teplomer pohybujúci sa spolu s prúdom plynu rovnakou rýchlosťou V ako prúdenie) a stagnačnú teplotu T0, ktorá sa meria stacionárnym teplomerom umiestneným v dráhe prúdenia. Tieto teploty sú vo vzťahu

(6.1)

v ktorom C je merná tepelná kapacita plynu. Druhý člen v (6.1) popisuje zvýšenie teploty v dôsledku spomalenia prietoku plynu na teplomere. Ak sa brzdenie vykonáva nielen v mieste merania, ale v celom priereze toku, potom sa celý plyn zohreje na brzdnú teplotu T0. V tomto prípade sa kinetická energia prúdu premieňa na teplo.
Transformáciou vzorca (6.1) dostaneme výraz

(6.2)

čo naznačuje, že keď sa rýchlosť prúdenia V za adiabatických podmienok zvyšuje, termodynamická teplota klesá.
Všimnite si, že posledný výraz platí nielen pre prúdenie plynu, ale aj pre prúdenie kvapaliny. V ňom by so zvýšením rýchlosti prúdenia V za adiabatických podmienok mala klesať aj termodynamická teplota kvapaliny. Práve na tento pokles teploty prúdu vody zrýchleného v zužujúcom sa potrubí k turbíne poukázal L. Gerbrand, ako sme uviedli v časti 3.4, keď navrhol premenu tepla riečnej vody na kinetickú energiu prúdenia. dodávaný do turbíny vodných elektrární.
Vskutku, ešte raz prepísanie výrazu (6.1) do formulára

(6.3)

Pre zvýšenie kinetickej energie prúdenia vody získame vzorec

(Tu m je hmotnosť vody prechádzajúcej potrubím).
Ale vráťme sa k vírivej trubici. Plyn pri vstupe do valcovej rúrky 1 zrýchľuje vo svojom vstupnom závite vysokú rýchlosť a má maximálnu tangenciálnu rýchlosť VR a najnižšiu termodynamickú teplotu. Potom sa pohybuje v potrubí 1 pozdĺž valcovej špirály k vzdialenému výstupu, čiastočne uzavretému kužeľom 4. Ak sa tento kužeľ odstráni, potom celý prúd plynu voľne vyteká cez vzdialený (horúci) koniec potrubia 1. Okrem toho VT bude nasávaná cez otvor v membráne 3 a časť vonkajšieho vzduchu. (Na tomto princípe je založená práca vírových ejektorov, ktoré majú menšie rozmery ako priamoprúdové.)
Ale úpravou medzery medzi kužeľom 4 a okrajom potrubia 1 dosiahnu zvýšenie tlaku v potrubí na takú hodnotu, pri ktorej sa zastaví nasávanie vonkajšieho vzduchu a časť plynu z potrubia 1 začne vystupovať cez otvor. v membráne 3. V tomto prípade sa v potrubí 1 objavuje centrálny (paraxiálny) plyn. Vírivé prúdenie pohybujúce sa smerom k hlavnému (okrajovému), ale rotujúce, ako je uvedené v, v rovnakom smere.
V celom komplexe procesov vyskytujúcich sa vo VT existujú dva hlavné procesy, ktoré podľa názoru väčšiny výskumníkov určujú prerozdelenie energie medzi periférnymi a centrálnymi vírivými tokmi plynu v ňom.
Prvým z hlavných procesov je reštrukturalizácia poľa tangenciálnych rýchlostí rotujúcich tokov pri ich pohybe pozdĺž potrubia. Rýchlo rotujúci periférny prúd postupne prenáša svoju rotáciu na centrálny prúd, ktorý sa k nemu posúva. V dôsledku toho, keď sa častice plynu centrálneho prúdu priblížia k membráne 3, rotácia oboch prúdov je nasmerovaná rovnakým smerom a nastáva, ako keby sa okolo svojej osi otáčal pevný valec a nie plyn. Takýto vír sa nazýva „kvázi-pevný“. Tento názov je určený tým, že častice rotujúceho pevného valca majú pri svojom pohybe okolo osi valca rovnakú tangenciálnu závislosť rýchlosti od vzdialenosti k osi: Vr. =. ?r.
Druhým hlavným procesom vo VT je vyrovnávanie termodynamických teplôt periférneho a centrálneho prúdenia v každej sekcii VT, spôsobené turbulentnou výmenou energie medzi prúdmi. Bez tohto vyrovnania by vnútorné prúdenie, ktoré má nižšie tangenciálne rýchlosti ako obvodové, malo vyššiu termodynamickú teplotu ako obvodové. Pretože tangenciálne rýchlosti periférneho prúdenia sú väčšie ako rýchlosti centrálneho prúdenia, po vyrovnaní termodynamických teplôt sa teplota stagnácie periférneho prúdenia pohybujúceho sa k výstupu z potrubia 1, napoly zakrytého kužeľom 4, ukáže ako väčšia. ako centrálny prúd pohybujúci sa k otvoru v membráne 3.
Súčasné pôsobenie dvoch opísaných hlavných procesov vedie podľa väčšiny výskumníkov k prenosu energie z centrálneho prúdu plynu vo VT do periférneho a k separácii plynu na studený a horúci prúd.
Táto myšlienka práce VT zostáva dodnes uznávaná väčšinou odborníkov. A dizajn VT sa od čias Rankeho takmer nezmenil, hoci oblasti použitia VT sa odvtedy rozširujú. Zistilo sa, že VT, ktoré používajú kužeľovú (malý kužeľový uhol) rúrku namiesto valcovej, vykazujú o niečo lepšiu prevádzkovú účinnosť. Sú však náročnejšie na výrobu. Najčastejšie sa na výrobu chladu používajú VT pracujúce na plynoch, ale niekedy, napríklad pri práci vo vírivých termostatoch, sa používajú studené aj horúce prúdy.
Aj keď má vírivá trubica oveľa nižšiu účinnosť ako iné typy priemyselných chladničiek, čo je spôsobené veľkými energetickými nákladmi na stlačenie plynu pred jeho zavedením do VT, extrémna jednoduchosť konštrukcie a nenáročnosť VT ju robia nevyhnutnou pre veľa aplikácií.
VT môže pracovať s akýmikoľvek plynnými pracovnými kvapalinami (napríklad vodnou parou) a pri širokej škále tlakových rozdielov (od frakcií atmosféry po stovky atmosfér). Veľmi široký je aj rozsah prietokov plynu vo VT (od zlomkov m3/hod až po státisíce m3/hod), a teda aj rozsah ich kapacít. Zároveň s nárastom
Priemer VT (teda so zvýšením jeho výkonu) zvyšuje aj účinnosť VT.
Keď sa VT používa na súčasné vytváranie prúdov studeného a horúceho plynu, potrubie je nechladené. Takéto VT sa nazývajú adiabatické. Ale pri použití iba studeného prúdu je výhodnejšie použiť VT, v ktorom je teleso potrubia alebo jeho vzdialený (horúci) koniec chladený vodným plášťom alebo iným spôsobom násilne. Chladenie umožňuje zvýšiť chladiaci výkon VT.

6.3. Paradoxy vírivých trubíc

Vortexová trubica, ktorá sa stala tým „Maxwellovým démonom“, ktorý oddeľuje rýchle molekuly plynu od pomalých, sa po svojom vynáleze J. Rankeho dlho nedočkala uznania. teoretické zdôvodnenie a vedecké vysvetlenie sú v našej „osvietenej“ dobe takmer určite odsúdené na odmietnutie. Toto je, ak chcete, odvrátená strana osvietenia: všetko, čo nenájde okamžité vysvetlenie, nemá právo existovať! A v Rankeho fajky, aj keď sa objavilo vyššie uvedené vysvetlenie jej práce, veľa zostalo a zostáva nejasné. Žiaľ, autori kníh a učebníc si zriedkavo všímajú nejasnosti niektorých problémov, ale naopak, častejšie sa ich snažia obchádzať a zakrývať s cieľom vytvoriť zdanie všemohúcnosti vedy.Kniha nie je v tomto smere výnimkou.
Takže na jej strane 25 pri vysvetľovaní procesu prerozdeľovania! energie vo VT preskupením rýchlostného poľa rotujúcich tokov plynu a vznikom „kvázi-pevného“ víru si možno všimnúť určitý zmätok. Napríklad), čítame: "Keď sa centrálny tok pohybuje smerom k... zažíva čoraz intenzívnejšie vírenie od vonkajšieho toku. V tomto procese, keď vonkajšie vrstvy krútia vnútorné vrstvy, v dôsledku ... tangenciálne rýchlosti vnútorný prietok klesá a prietok vonkajšieho sa zvyšuje“. Nelogickosť tejto frázy vyvoláva otázku, či sa autori knihy nesnažia skryť niečo, čo sa nedá vysvetliť, vytvoriť zdanie logiky tam, kde žiadna nie je?
Pokusy o vytvorenie teórie VT zostrojením a riešením sústavy plynodynamických rovníc popisujúcich procesy vo VT priviedli mnohých autorov k neprekonateľným matematickým ťažkostiam. Štúdium vírového efektu experimentátormi v ňom medzitým odhaľovalo stále nové a nové črty, ktorých opodstatnenie sa podľa žiadnej z prijatých hypotéz ukázalo ako nemožné.
V 70-tych rokoch rozvoj kryogénnej technológie podnietil hľadanie nových možností vírivého efektu, keďže iné existujúce spôsoby chladenia - škrtenie, vypudzovanie a expanzia plynov - neposkytovali riešenie praktických problémov, ktoré vznikali pri chladení vo veľkých objemoch. a skvapalňovacie plyny s nízkymi kondenzačnými teplotami. Preto výskum fungovania vírových chladičov pokračoval ešte intenzívnejšie.
Najzaujímavejšie výsledky v tomto smere dosiahli leningradári V. E. Finko. V jeho vírivom chladiči s VT s uhlom kužeľa až 14° sa dosiahlo ochladenie vzduchom na 30°K. Výrazné zvýšenie chladiaceho účinku bolo zaznamenané so zvýšením tlaku plynu na vstupe na 4 MPa a vyššie, čo bolo v rozpore so všeobecne uznávaným názorom, že pri tlaku nad 1 MPa sa účinnosť HT prakticky nezvyšuje. so zvyšujúcim sa tlakom.
Tieto a ďalšie vlastnosti objavené pri testoch vírivého chladiča s podzvukovými vstupnými rýchlosťami prúdenia, ktoré sa nezhodujú s doterajšími predstavami o vírivom efekte a v literatúre prijatej metodike výpočtu ochladzovania plynov s jeho pomocou, podnietili V. E. Finka k analyzovať tieto nezrovnalosti.
Všimol si, že stagnačné teploty nielen studených (Hox), ale aj „horúcich“ (Hog) výstupných tokov plynu sa ukázali byť výrazne nižšie ako teplota T plynu dodávaného do jeho VT. To znamenalo, že energetická bilancia v jej VT nezodpovedala známej Hilschovej bilančnej rovnici pre adiabatickú VT.

(6.5)

kde I je špecifická entalpia pracovného plynu,

V dostupnej literatúre Finko nenašiel žiadne práce venované testovaniu vzťahu (6.5). V publikovaných prácach bol podiel studeného toku JLI spravidla stanovený výpočtom pomocou vzorca

(6.6)

na základe výsledkov meraní teploty Tovkh Gog Gokh. Posledný vzorec sa získa z (6.5) s použitím podmienok:
V.E. Finko vytvára popísaný stojan, na ktorom sa spolu s meraním stagnačných teplôt prietokov merali prietoky plynov Ovx, Ox, Og. V dôsledku toho sa pevne stanovilo, že výraz (6.5) je neprijateľný na výpočet energetickej bilancie VT, pretože rozdiel v špecifických entalpiách prichádzajúcich a odchádzajúcich tokov v experimentoch bol 9-24% a zvyšoval sa so zvyšujúcim sa vstupným tlakom. alebo s klesajúcou teplotou vstupujúceho plynu. Finko poznamenáva, že určitý nesúlad medzi vzťahom (6.5) a výsledkami testov bol pozorovaný skôr v prácach iných výskumníkov, napríklad v, kde hodnota nezrovnalosti bola 10-12 %, ale autori týchto prác to vysvetlili nepresnosťou merania prietoku.
Ďalej V.E. Finko poznamenáva, že žiadny z predtým navrhnutých mechanizmov výmeny tepla v HT, vrátane mechanizmu protiprúdovej turbulentnej výmeny tepla, nevysvetľuje vysoké rýchlosti odvodu tepla z plynu, ktoré vedú k výrazným teplotným rozdielom, ktoré zaznamenal (~70 °K a viac) vo svojom vírivom chladiči. Ponúka svoje vysvetlenie ochladzovania plynu vo VT pomocou „práce vírivej expanzie plynu“ vykonávanej vo vnútri potrubia nad časťami plynu, ktoré tam predtým vstúpili, ako aj nad vonkajšou atmosférou, kde plyn vystupuje.
Tu by sme mali poznamenať, že vo všeobecnom prípade má energetická bilancia VT tvar:

(6.7)

kde Wokhl je množstvo tepla odstráneného za jednotku času z tela VT v dôsledku jeho prirodzeného alebo umelého chladenia. Pri výpočte adiabatických trubíc sa posledný člen v (6.7) zanedbáva z dôvodu jeho maličkosti, keďže VT majú zvyčajne malé veľkosti a ich výmena tepla s okolitým vzduchom konvekciou je nevýznamná v porovnaní s výmenou tepla medzi prúdmi plynu vo vnútri VT. A keď fungujú umelo chladené KT, posledný člen v (6.7) zaisťuje zvýšenie podielu prúdu studeného plynu opúšťajúceho KT. Vo vortexovom chladiči Finko nebolo žiadne umelé chladenie a prirodzená konvekčná výmena tepla s okolitým atmosférickým vzduchom bola zanedbateľná.
Ďalší Finkov experiment, opísaný v, zdanlivo nemal priamy vzťah k problémom prenosu tepla vo VT. Ale je to práve to, čo nás najviac spochybňuje nielen správnosť predtým existujúcich predstáv o mechanizme výmeny tepla medzi tokmi plynu vo VT, ale aj vo všeobecnosti správnosť celého všeobecne akceptovaného obrazu operácie. z VT. Finko vkladá tenkú tyč pozdĺž osi svojho VT, ktorej druhý koniec je upevnený v ložisku. Keď je VT v prevádzke, tyč sa začne otáčať rýchlosťou až 3000 otáčok za minútu, poháňaná rotujúcim centrálnym prúdom plynu vo VT. Ukázalo sa však, že iba smer otáčania tyče je opačný ako smer otáčania hlavného (periférneho) vírivého prúdu plynu vo VT!
Z tohto experimentu môžeme usúdiť, že rotácia centrálneho prúdu plynu smeruje opačne ako rotácia periférneho (hlavného) prúdu. To je však v rozpore s prevládajúcou myšlienkou „kvázi-pevnej“ rotácie plynu vo VT.
K tomu všetkému V.E. Finko zaznamenal na výstupe prúdu studeného plynu z jeho VT infračervené žiarenie spektra pásma v rozsahu vlnových dĺžok 5-12 mikrónov, ktorého intenzita sa zvyšovala so zvyšujúcim sa tlakom plynu na vstupe do VT. Niekedy bolo vizuálne pozorované aj „modré žiarenie vychádzajúce z jadra toku“. Výskumník však žiareniu neprikladal veľký význam, pričom prítomnosť žiarenia zaznamenal ako zvláštny sprievodný efekt a neuviedol ani hodnoty jeho intenzít. To naznačuje, že Finko nespájal prítomnosť tohto žiarenia s mechanizmom prenosu tepla vo VT.
Tu si musíme opäť pripomenúť mechanizmus navrhnutý v častiach 4.4 a 4.5 na uvoľnenie „extra“ hromadnej energie zo systému telies, ktoré sú poháňané do rotácie, aby sa vytvorila potrebná negatívna väzbová energia systému. Napísali sme, že pre elektricky nabité telesá je najjednoduchšie uvoľniť energiu. Keď sa otáčajú, môžu jednoducho vyžarovať energiu vo forme elektromagnetických vĺn alebo fotónov. V prúde akéhokoľvek plynu je vždy určitý počet iónov, ktorých pohyb v kruhu alebo oblúku vo vírivom prúde by mal viesť k emisii elektromagnetických vĺn.
Je pravda, že pri technických frekvenciách rotácie víru sa intenzita žiarenia rádiových vĺn pohybujúcim sa iónom, vypočítaná pomocou známeho vzorca pre cyklotrónové žiarenie na základnej frekvencii, ukazuje ako extrémne nízka. Cyklotrónové žiarenie však nie je jediným a zďaleka nie najdôležitejším z možných mechanizmov emisie fotónov z rotujúceho plynu. Existuje množstvo ďalších možných mechanizmov, napríklad prostredníctvom excitácie molekúl plynu iónovo-akustickými vibráciami s následnou emisiou excitovaných molekúl. Hovoríme tu o cyklotrónovom žiarení len preto, že jeho mechanizmus je najzrozumiteľnejší pre inžiniera, ktorý číta túto knihu. Zopakujme si ešte raz, že keď príroda potrebuje vyžarovať energiu zo sústavy pohybujúcich sa telies, má na to tisíc spôsobov. Navyše z takého systému, akým je plynový vír, v ktorom je toľko možností žiarenia, ktoré sú pochopiteľné aj pri dnešnom rozvoji vedy.
V. E. Finko zaznamenal pásmové spektrum elektromagnetického žiarenia s
vlnová dĺžka = 10 um. Pásové spektrum je charakteristické pre tepelné žiarenie molekúl plynu. Pevné látky produkujú spojité spektrum žiarenia. Z toho môžeme vyvodiť záver, že pri Finkových experimentoch bolo zaznamenané žiarenie pracovného plynu, a nie kovového plášťa VT.
Tepelné žiarenie rotujúceho plynu môže spotrebovať nie zvyšok hmoty emitujúcich molekúl alebo iónov, ale tepelnú energiu plynu ako najpohyblivejšiu časť jeho vnútornej energie. Tepelné zrážky medzi molekulami plynu molekuly nielen vzrušujú, ale aj napájajú ióny kinetickou energiou, ktorú vyžarujú vo forme elektromagnetickej energie. A zdá sa, že rotácia plynu nejakým spôsobom (možno cez torzné pole) stimuluje tento proces žiarenia. V dôsledku emisie fotónov sa plyn ochladí na nižšie teploty, ako vyplýva zo známych teórií výmeny tepla medzi centrálnym a periférnym vírivým prúdením vo VT.
Žiaľ, Finkova práca neudáva intenzitu pozorovaného žiarenia, a preto sa zatiaľ nedá nič povedať o veľkosti ním unášanej energie. Zaznamenal však zahrievanie vnútorného povrchu stien VT najmenej o 5 ° K, čo by mohlo byť spôsobené zahrievaním týmto konkrétnym žiarením.
V tejto súvislosti vyvstáva nasledujúca hypotéza o procese odvádzania tepla z centrálneho prúdenia do periférneho vírivého prúdu plynu vo VT. Plyn centrálneho aj periférneho prúdenia emituje počas svojej rotácie fotóny. Zdalo by sa, že obvodový by mal vyžarovať intenzívnejšie, keďže má vyššiu tangenciálnu rýchlosť. Ale centrálny tok je v intenzívnom axiálnom torznom poli, ktoré stimuluje emisiu fotónov excitovanými molekulami a iónmi. (Toto vo Finkových experimentoch dokazuje prítomnosť modrej žiary práve z „jadra“ toku.) V tomto prípade je plyn z toku ochladzovaný žiarením, ktoré ho opúšťa a ktoré odvádza energiu. žiarenie je absorbované stenami potrubia, ktoré sú týmto žiarením ohrievané. Ale obvodový prúd plynu, v kontakte so stenami potrubia, odoberá toto teplo a ohrieva sa. V dôsledku toho sa centrálny vírivý prúd ukáže ako studený a periférny sa zahrieva.
Teleso VT teda plní úlohu medzitelesa, zabezpečujúceho prenos tepla z centrálneho vírivého prúdenia do periférneho.
Je zrejmé, že keď sa teleso VT ochladí, prenos tepla z neho do periférneho prúdu plynu sa zníži v dôsledku zníženia teplotného rozdielu medzi telesom potrubia a plynom v ňom a zvýši sa chladiaca kapacita VT. .
Táto hypotéza vysvetľuje aj Finkom objavené porušenie tepelnej rovnováhy, o ktorom sme hovorili vyššie. V skutočnosti, ak časť žiarenia opustí VT cez jeho výstupné otvory (a táto časť môže byť ~ 10%, súdiac podľa geometrie zariadenia používaného Finkom), potom energia odvádzaná touto časťou žiarenia už nie je zaznamenané prístrojmi, ktoré merajú stagnačnú teplotu plynu na výstupoch potrubia. Podiel žiarenia opúšťajúceho potrubie sa zvyšuje najmä vtedy, ak je žiarenie generované prevažne v blízkosti otvoru membrány 3 potrubia (pozri obr. 6.5), kde sú rýchlosti otáčania plynu maximálne.
O ohreve periférneho prúdu plynu vo VT treba povedať ešte pár slov. Keď V.E. Finko nainštaloval na „horúcom“ konci svojho VT „narovnávač“ prietoku plynu (mriežkovú „brzdu“), „horúca“ časť výstupného prúdu plynu za „urovnávačom“ už mala teplotu o 30-60°K vyššiu ako Tovx. Zároveň sa zvýšil podiel studeného prúdenia v dôsledku zmenšenia prietokovej plochy pre odstránenie „horúcej“ časti prúdenia a teplota studenej časti prúdenia už nebola taká nízka ako pri práci bez „rovnačka“.
Po inštalácii „vyrovnávača“ Finko zaznamená veľmi intenzívny hluk, keď jeho VT funguje. A ohrievanie plynu, keď je do potrubia vložená „rovnačka“ (ktorá sa podľa jeho odhadov nemohla natoľko zahriať len v dôsledku trenia prúdu plynu o „vzpriamovač“) tým, že zvukových vibrácií v plyne, ktorého rezonátorom je potrubie. Finko nazval tento proces „mechanizmom vlnovej expanzie a stláčania plynu“, čo vedie k jeho zahrievaniu.
Je zrejmé, že inhibícia rotácie prúdu plynu mala viesť k premene časti kinetickej energie prúdu na teplo. Ale mechanizmus tejto transformácie bol odhalený až vo Finkovej práci.
Vyššie uvedené ukazuje, že vírivá trubica stále skrýva mnohé záhady a že predstavy o jej fungovaní, ktoré existujú už desaťročia, si vyžadujú radikálnu revíziu.

6.4. Hypotéza protiprúdu vo víroch

Vortexový pohyb obsahuje toľko neprebádaného, ​​že práce bude dosť pre viac ako jednu generáciu teoretikov a experimentátorov. A zároveň je vírový pohyb zrejme najbežnejším typom pohybu v prírode. Všetky tie telesá (planéty, hviezdy, elektróny v atóme atď.), o ktorých sme v časti 4.1 písali, že vykonávajú kruhový pohyb, sa totiž zvyčajne pohybujú aj translačne. A po pridaní ich rotačných a translačných pohybov je výsledkom špirálový pohyb.
Existujú dva hlavné typy špirál: cylindrické špirálové špirály, o ktorých sme hovorili v časti 4.3, a Archimedova špirála, ktorej polomer sa zvyšuje s počtom závitov. Toto je vzhľad špirálových galaxií - najväčších vírov v prírode.
A superpozícia rotačného pohybu pozdĺž Archimedovej špirály a translačného pohybu pozdĺž jej osi tiež dáva tretí typ špirály - kužeľovú. Voda sa pohybuje po takejto špirále, vyteká z kúpeľa do potrubia na jeho dne a vzduch v tornáde. Plyn sa v technických cyklónoch pohybuje pozdĺž rovnakej kužeľovej špirály. Tam sa s každou otáčkou zmenšuje polomer trajektórie častice.

Ryža. 6.6. Rýchlostný profil voľných ponorených prúdov s rôznym stupňom zákrutu:
a - prúd s priamym prúdením; b - slabo víriaci prúd; c - mierne vírivý prúd; d - silne vírivý uzavretý prúd; d - silne vírivý otvorený prúd; stena; b - otvor v stene; с- hranice trysiek; d - rýchlostný profil v rôznych vzdialenostiach od steny; e - prúdová os; [Y je axiálna rýchlosť.

Ale vo vírivom chladiči Finko, ktorý má kužeľovú vírivú trubicu, sa obvodový prúd plynu pohybuje pozdĺž rozširujúcej sa kužeľovej špirály a protiaxiálny prúd sa pohybuje pozdĺž zužujúcej sa špirály. Táto konfigurácia prietokov vo VT a technickom cyklóne je určená geometriou stien zariadenia.
Pri zvažovaní vírivej trubice v časti 6.2 sme napísali, že spätné axiálne prúdenie v nej nastáva vtedy, keď je výstup plynu cez vzdialený (horúci) koniec trubice čiastočne zablokovaný a vytvára sa v ňom pretlak, ktorý núti plyn hľadať druhý výstup z rúrky. Toto vysvetlenie výskytu protiaxiálneho toku v KT je v súčasnosti všeobecne akceptované.
Odborníci na vírivé prúdy, ktoré sa široko používajú napríklad na vytváranie horákov v horákoch tepelných elektrární, však poznamenávajú, že protiprúd pozdĺž osi vírivého prúdu sa vyskytuje aj pri absencii stien zariadenia. Štúdia rýchlostných profilov voľných ponorených prúdov (pozri obr. 6.6) ukazuje, že spätné axiálne prúdenie sa zvyšuje so zvyšujúcim sa stupňom zákrutu prúdu.
Fyzická príčina protiprúdu nebola objasnená. Väčšina odborníkov sa domnieva, že sa objavuje preto, že so zvyšujúcim sa stupňom krútenia prúdu odstredivé sily vrhajú častice jeho plynu na okraj, v dôsledku čoho sa v osi prúdu vytvára zóna riedenia, kde atmosférický vzduch ponáhľa sa,
umiestnený vpredu pozdĺž osi prúdu.
Ale práce ukazujú, že spätné prúdenie nie je spojené ani tak so statickým tlakovým gradientom v prúde, ale s pomerom tangenciálnej a axiálnej (axiálnej) zložky jeho rýchlosti. Napríklad prúdy tvorené vírnikom s tangenciálnym lopatkovým zariadením s uhlom lopatky 40-45° majú veľké vákuum v axiálnej oblasti, ale nemajú spätné prúdenie. Prečo tam nie sú, zostáva pre špecialistov záhadou.
Skúsme to rozlúštiť, alebo lepšie povedané, vysvetliť iným spôsobom dôvod vzniku axiálnych protiprúdov vo vírivých prúdoch.
Ako sme opakovane poznamenali, najjednoduchší spôsob, ako odstrániť „extra“ masovú energiu zo systému nastaveného do rotácie, je emitovanie fotónov. Toto však nie je jediný možný kanál. Môžeme tiež navrhnúť nasledujúcu hypotézu, ktorá sa na prvý pohľad bude zdať niektorým mechanikom neuveriteľná.
Cesta k tejto hypotéze bola dlhá a vytvorila ju viac ako jedna generácia fyzikov. Aj Viktor Schauberger, rakúsky génius, lesník, ktorý vo voľnom čase študoval fyziku, ktorý v 20. rokoch veľa času venoval porozumeniu pohybu vírov, si všimol, že samovoľným roztočením vody prúdiacej do potrubia z vane, čas na vyprázdnenie vane sa skracuje. To znamená, že vo víre sa zvyšuje nielen tangenciálna, ale aj axiálna rýchlosť prúdenia. Mimochodom, tento efekt si už dlho všimli milovníci piva. Na svojich súťažiach, v snahe dostať obsah fľaše čo najrýchlejšie do úst, zvyčajne najprv pivo vo fľaši veľmi silno zakrútia, než ju naklonia späť.
Nevieme, či Schauberger miloval pivo (aký Rakúšan ho nemiluje!), ale tento paradoxný fakt sa snažil vysvetliť tým, že vo víre sa energia tepelného pohybu molekúl v ňom premieňa na kinetickú. energia axiálneho pohybu prúdu. Upozornil, že hoci takýto názor odporuje druhému termodynamickému zákonu, iné vysvetlenie nemožno nájsť a pokles teploty vody vo vírivke je experimentálny fakt.
Na základe zákonov zachovania energie a hybnosti sa zvyčajne verí, že keď sa prúd stočí do pozdĺžneho víru, časť kinetickej energie translačného pohybu prúdu sa premení na energiu jeho rotácie a myslia si, že v dôsledku toho by sa axiálna rýchlosť prúdu mala znížiť. To, ako je uvedené napríklad v, by malo viesť k zníženiu dosahu voľných ponorených prúdov pri ich vírení.
Navyše v hydraulickom inžinierstve sa zvyčajne snažia bojovať proti turbulencii tekutiny v zariadeniach na jej pretečenie a snažia sa zabezpečiť irotačné laminárne prúdenie. Je to spôsobené skutočnosťou, že, ako je opísané napríklad v, výskyt vírivého kordu v prúde kvapaliny má za následok vytvorenie lievika na povrchu kvapaliny nad vstupom do odtokového potrubia. Lievik začne energicky nasávať vzduch, ktorého vstup do potrubia je nežiaduci. Okrem toho sa mylne predpokladá, že výskyt lievika so vzduchom, ktorý znižuje podiel prierezu vstupného otvoru zaberaného kvapalinou, tiež znižuje rýchlosť prietoku kvapaliny týmto otvorom.
Skúsenosti milovníkov piva ukazujú, že tí, ktorí si to myslia, sa mýlia: napriek zníženiu podielu prierezu otvoru, ktorý zaberá prúd kvapaliny, kvapalina, keď sa tok otáča, vyteká otvorom rýchlejšie ako bez rotácie.
Ak sa L. Gerbrand, o ktorom sme písali v časti 3.4, usiloval o zvýšenie výkonu vodných elektrární len narovnávaním toku vody k turbíne a postupným zužovaním privádzača tak, aby voda nadobudla rýchlosť ako možné pohyb vpred, potom Schauberger vybavil aj zužujúce sa potrubie skrutkovými vedeniami, ktoré roztočili prúd vody do pozdĺžneho víru a na koniec potrubia umiestnil axiálnu turbínu zásadne novej konštrukcie. (Rakúsky patent č. 117749 z 10. mája 1930)
Zvláštnosťou tejto turbíny (pozri obr. 6.7) je, že nemá lopatky, ktoré u bežných turbín križujú prúd vody a pri jej rozbití strácajú veľa energie na prekonanie síl. povrchové napätie a súdržnosť molekúl vody. To vedie nielen k stratám energie, ale aj k vzniku kavitačných javov, ktoré spôsobujú eróziu kovu turbíny.
Schaubergerova turbína má kužeľovitý tvar so špirálovitými lopatkami vo forme vývrtky, zaskrutkovanej do vírivého prúdu vody. Neprerušuje tok a nevytvára kavitáciu. Nie je známe, či bola takáto turbína niekedy realizovaná v praxi, ale jej dizajn určite obsahuje veľmi sľubné nápady.
Nás tu však nezaujíma ani tak Schaubergerova turbína, ako skôr jeho tvrdenie, že energiu tepelného pohybu molekúl vody vo vírivom prúdení možno premeniť na kinetickú energiu vodného prúdu. V tomto smere sú najzaujímavejšie výsledky experimentov uskutočnených v roku 1952 W. Schaubergerom spolu s profesorom Franzom Popelom na Technickej vysokej škole v Stuttgarte, ktoré popisuje Joseph Hasslberger z Ríma.
Pri skúmaní vplyvu tvaru kanála a materiálu jeho stien na hydrodynamický odpor proti vírivému prúdeniu vody v ňom experimentátori zistili, že najlepšie výsledky sa dosahujú s medenými stenami. Najprekvapivejšie však je, že pri konfigurácii kanála pripomínajúcej roh antilopy sa trenie v kanáli znižuje so zvyšujúcou sa rýchlosťou vody a po prekročení určitej kritickej rýchlosti prúdi voda so záporným odporom, to znamená, že je nasávaná do kanála a zrýchľuje v ňom.

Ryža. 6.7. Schaubergova turbína

Hasslberger súhlasí so Schaubergerom, že tu vír premieňa teplo vody na kinetickú energiu jej prúdenia. Poznamenáva však, že „termodynamika, ako sa vyučuje na školách a univerzitách, neumožňuje takúto premenu tepla pri nízkych teplotných rozdieloch“. Hasslberger však upozorňuje, že moderná termodynamika nedokáže vysvetliť mnohé ďalšie prirodzený fenomén.
A práve tu môže teória pohybu pomôcť pochopiť, prečo vírivý pohyb zabezpečuje, zdanlivo v rozpore s prevládajúcimi myšlienkami termodynamiky, premenu tepla vírivého toku hmoty na energiu jej axiálneho pohybu podľa vzorca (6.4). ). Krútenie prúdu vo víre núti časť tepla, ktoré je súčasťou vnútornej energie systému, premeniť na kinetickú energiu translačného pohybu prúdenia pozdĺž osi víru. Prečo po osi? Áno, pretože potom sa ukáže, že vektor rýchlosti získaného translačného pohybu je kolmý na vektor okamžitej tangenciálnej rýchlosti rotačného pohybu častíc v prúde a nemení jeho hodnotu. V tomto prípade je dodržaný zákon zachovania momentu hybnosti prúdenia.
Okrem toho zrýchlenie častíc v smere kolmom na smer ich hlavného (kruhového) pohybu vo víre vedie k relativistickému nárastu ich priečnej, a nie pozdĺžnej hmotnosti. O potrebe samostatne brať do úvahy priečne a pozdĺžne hmotnosti elementárnych častíc* (Pripomína to oddelený výpočet pozdĺžnych a priečnych dopplerovských efektov.) veľa napísal počiatočná fáza vznik STR (pozri napr. .) Totiž pozdĺžna hmotnosť (zodpovedajúca v tomto prípade tangenciálnej rýchlosti pohybu častíc vo víre) určuje veľkosť odstredivých síl pri kruhovom pohybe. Keď sa časť vnútornej energie sústavy premení na kinetickú energiu osového (axiálneho) pohybu telies v nej, odstredivé sily sa nezvyšujú. Preto sa zdá, že energia vznikajúceho axiálneho pohybu z problému kruhového pohybu zmizla, čo je matematicky ekvivalentné jeho odchodu z rotujúceho systému bez akejkoľvek emisie fotónov.
Ale zákon zachovania hybnosti systému vyžaduje, aby ak vírivé prúdenie nadobudlo axiálnu hybnosť, nejaké iné teleso (napríklad teleso vírového aparátu) súčasne získalo impulz rovnakej absolútnej hodnoty v opačnom smere. V uzavretých vírivých zariadeniach, napríklad vo vírivých trubiciach, a tiež vtedy, keď nedochádza ku kontaktu vírivého prúdu so stenami zariadenia (ako v niektorých prípadoch voľných vírivých prúdov), axiálna časť prúdenia, ktorá má nižšiu tangenciálna rýchlosť ako obvodová časť, je nútená získať spätný impulz. Impulz spätného rázu však môže byť unášaný aj axiálnym (axiálnym) tokom fotónov alebo neutrín generovaných počas rotačného pohybu, o ktorom bude reč v jedenástej kapitole.
Toto je, vo všeobecnosti, z nášho pohľadu skutočný dôvod vzniku protiprúdu ako vo vírivých trubiciach, tak aj vo vírivých prúdoch.

Závery ku kapitole

1 Atmosférické víry sa vyznačujú prevažne pravotočivým pohybom vzduchu v nich a prítomnosťou „oka búrky“ - centrálnej zóny pomalých pohybov alebo pokoja.
2. Tornáda majú stále množstvo záhad: ultravysoké rýchlosti vzduchu a uväznených predmetov v nich, mimoriadna zdvíhacia sila prevyšujúca tlakovú silu prúdu vzduchu, prítomnosť žiaroviek atď.
3. Tepelná energia hmôt vlhkého vzduchu sa premieňa na energiu pohybu v atmosférických víroch. V tomto prípade dochádza k koncentrácii energie, ktorá na prvý pohľad odporuje princípom termodynamiky.
4. Rozpor s termodynamikou je odstránený, ak predpokladáme, že atmosférické víry v súlade s požiadavkami teórie pohybu generujú tepelné (infračervené a mikrovlnné) žiarenie.
5. Objav J. Ranqueta v 30. rokoch o efekte oddeľovania plynov vo vírivej trubici na horúce blízkostenné a studené axiálne vírivé prúdy znamenal začiatok radu nových smerov v technológii, ale stále nemá dostatočne úplné a konzistentné teoretické vysvetlenie.
6. Diela V.E. Finko v 80. rokoch spochybňoval správnosť niektorých všeobecne uznávaných predstáv o procesoch vo vírivej trubici: energetická bilancia v ňom mechanizmus protiprúdovej turbulentnej výmeny tepla a pod.
7. V.E. Finko zistil, že studený axiálny protiprúd vo vírivej trubici má smer otáčania opačný ako smer otáčania hlavného (okrajového) prúdu plynu a že plynová vírivá trubica generuje infračervené žiarenie pásového spektra a niekedy aj modré žiarenie. vychádzajúci z axiálnej zóny.
8. Umiestnenie brzdy - usmerňovača prúdu plynu - na horúci koniec vírivej trubice vedie k
ako objavil V.E. Finko, k vzniku intenzívnych zvukových vibrácií v plyne, ktorého rezonátorom je potrubie, a k ich silnému ohrevu prúdu plynu.
9. Navrhuje sa mechanizmus na odvod tepla z axiálneho protiprúdu plynu vo vírivej trubici do obvodového prúdenia v dôsledku žiarenia stimulovaného zrýchlením rotácie plynu axiálnym prúdom fotónov, ktoré ohrievajú steny vírivej trubice, resp. teplo sa z nich prenáša do periférneho prúdu plynu, ktorý ich obmýva.
10. Axiálny protiprúd sa vyskytuje nielen vo vírivých trubiciach, ale aj vo voľných vírivých tryskách, kde nie sú steny aparatúry, príčina ktorej ešte nie je úplne objasnená.
11. W. Schauberger v 30. rokoch poukázal na to, že vo víre sa časť energie tepelného pohybu molekúl v ňom premieňa na kinetickú energiu axiálneho pohybu vodného lúča a navrhol to využiť.
12. Teória pohybu vysvetľuje Schaubergerov jav tým, že vírenie vodného toku spôsobuje, že časť tepelnej energie molekúl, ktorá je vnútornou energiou toku, neopúšťa víriace prúdenie vo forme žiarenia. , ale má byť transformovaná na kinetickú energiu prúdenia v smere kolmom na tangenciálnu rýchlosť krútenia pozdĺž osi vírivého prúdenia. To posledné vyžaduje zákon zachovania momentu hybnosti toku. A zákon zachovania hybnosti pozdĺž svojej osi rotácie vyžaduje, aby keď
V tomto prípade sa objavil buď protiprúd, alebo sa zrodilo axiálne žiarenie fotónov či neutrín, kompenzujúce zmenu pozdĺžnej hybnosti prúdenia.