KAVITÁCIÓ A JÖVŐ ENERGIAFORRÁSA

1. KAVITÁCIÓA JÖVŐENERGIAFORRÁSA Készítette: Csiki Attila, KardaTamás, Tokai Dávid, Matus Kristóf

2. Centrifugális szivattyúkban, hajócsavarok és vízturbinák környezetében figyelhető meg és kiterjedt eróziót okoz a forgó lapátokon, valamint minden érintett anyagfelületen. Gőzbuborékok keletkezése a folyadékok kisnyomású tartományaiban, ami főleg nagy sebességű áramlási zónákban jelenik meg. Rezgésekkel, kopogásszerű hanggal jár, eltorzítja az áramlási képet és csökkenti a hatásfokot. Mindegy, milyen anyagból készítik a hajócsavart vagy turbinalapátot, egyaránt megeszi a felületét, szó szerint kimarja a legkeményebb ötvözeteket is, apró gödröcskéket képezve rajta. A szó jelentése egyébként: üregesedés. A KAVITÁCIÓ KLASSZIKUS ÉRTELMEZÉSE :

3. A KAVITÁCIÓ KLASSZIKUS ÉRTELMEZÉSE: • A kavitációs (gőz) buborékok az áramló folyadékban hirtelen fellépő nyomáscsökkenés hatására keletkező apró, pár milliméteres gömböcskék, melyek a nagy nyomású tartományokba érve gyorsan összeroppannak, és ha az eltűnésük egy fémfelület közelében következik be, adott méretű gödröt vájnak bele. A kavitáció mindezek miatt egy nem kívánatos természeti jelenség, amit lehetőleg ki kell küszöbölni a turbina forgási sebességének limitálásával vagy áramlási profiljának megváltoztatásával. • Az elmúlt évtizedekben sokan foglalkoztak a kavitációs jelenségek vizsgálatával, beleértve a szabadenergia kutatókat is, és számos találmány készült, ami a gödrösödés során felszabaduló energiát hasznosítja valamilyen módon.

5. A KAVITÁCIÓ FOLYAMATA : • Ha egy nagy nyomású folyadékban hirtelen nyomáscsökkenés következik be, az anyag gyakorlatilag szétszakad. Belső folytonossága megszűnik, hézagok, rések keletkeznek benne a pillanatnyi mozgási viszonyoknak megfelelően. A folyadékok azonban nem úgy szakadnak szét, mint a szilárd anyagok. Nem néhány darabra esnek szét, némi törmelék kíséretében, hanem a rendelkezésükre álló teret nagyjából egyenletesen kitöltve cseppekre robbannak szét. A cseppek között pedig apró üregek, üres lyukak keletkeznek. Ezek szó szerint vákuum buborékok, tehát nem gőzbuborékokról van szó. Nincs bennük semmiféle gőz, de mivel a vákuumnak kitett folyadékok forráspontja sok esetben drasztikusan megváltozik, mikro gőzösödésre késztetik az őket körülvevő anyagot.

6. A KAVITÁCIÓ FOLYAMATA : • Kezdetben gömb alakúak, majd gyorsan belapulnak, ahogy a vákuum hatására odaszívódnak a környező cseppek, drasztikus esetben gőzszerűen molekulákra szakadva. Érdekes módon a buborékok először tórusz alakot vesznek föl, a két szembelévő oldalukon bemélyedve, majd itt egy lyuk képződik a közepükön. A kialakuló gyűrű ezután vékonyodni kezd, végül teljesen eltűnik. A buborékok összeomlása egy másodpercen belül bekövetkezik, és egy apró, csattanó hanggal jár. Ez gyakorlatilag a folyadékmolekulák összeütközésének zaja (csobogás), ami nagy mennyiségben ropogó, pattogó, illetve dübörgő hangot kelt a közegben.

7. Először tórusz alakot vesznek föl…

8. Közelebbről megfigyelve… • Közelebbről megfigyelve azonban a buborékok összeroppanása fényjelenséggel is jár. Apró, kékesfehér színű fényfelvillanások keletkeznek azon a helyen, ahol egy buborék eltűnik és radioaktív sugárzás mérhető a nyomukban. A látható fény mellett infravörös, ultraibolya, röntgen, gamma és rádiósugárzás is keletkezik, valamint neutronsugárzás, ami (víz esetén!) pár centiméter megtétele után szerencsére elnyelődik a közegben. • A buborékok összeomlása annihilációt okoz, vagyis a kavitáló folyadékban megszűnnek az anyagok és egy zárt rendszerben keringő folyadék így fokozatosan elfogy a kavitáció hatására.

9. Közelebbről megfigyelve… • A mikro annihiláció nyomán radioaktív bomlás következik be. Az atommag széthasad, különböző izotópok keletkeznek, és nagy mennyiségű (radioaktív) sugárzás szabadul fel, ami további maghasadást idézhet elő a szomszédos atomokban. A láncreakció további részecskék annihilációjával is járhat, főleg a szerterepülő gyors neutronok miatt, amik további részecskéket pusztíthatnak el amikor beléjük ütköznek. Az eredmény egy mikro atomrobbanás a kavitációs buborék felszíne körüli tartományban. A kavitációs (nukleáris) robbanásban azonban érdekes módon nem csak radioaktív bomlás figyelhető meg, hanem esetenként magfúzió is létrejöhet (viszonylag ritkán).

10. ENERGIATERMELÉS KAVITÁCIÓVAL • Ha folyadékot keringtetünk egy zárt rendszerben nagy sebességgel, és a csőben kialakítunk egy szűkülő, majd hirtelen kitáguló szakaszt, akkor ott könnyen elérhető a kavitációhoz szükséges nyomáscsökkenés. Csupán arról kell gondoskodni, hogy a buborékok még véletlenül se érhessék el a berendezés falát, különben idővel kilyukasztják a fémet. • Működés közben a folyadék molekulái folyamatosan pusztulnak és a belőlük kiszabaduló fény hevíti a környezetét. Rendszeres időközönként épp ezért utána kell tölteni a rendszerbe a folyadékot (erre a víz látszik a legolcsóbb, legjobb anyagnak). A működő készülék radioaktív sugárzást bocsát ki, így célszerű megfelelő sugárvédő köpennyel ellátni az egészet, és nem kell a szükségesnél többet a közvetlen közelében tartózkodni. A megfelelő óvintézkedések betartásával semmivel sem veszélyesebb, mint egy rádió adóvevő (mobiltelefon) sugárzó antennája. Emiatt kiválóan alkalmas lehet háztartási energiatermelő rendszerként való forgalomba hozatalra is, mint otthoni mini atomerőmű.

11. ENERGIATERMELÉS KAVITÁCIÓVAL • Fontos előnye a módszernek a radioizotópos és urán fűtőelemes atomerőművekkel szemben, hogy a benne keletkező radioaktív izotópok is nyomtalanul megsemmisülnek egy idő után, így a sugárzás nem lép túl egy kritikus szintet. Nem lehet a berendezést megszalasztani, leolvasztani, felrobbanásra kényszeríteni. Csupán túlhevíteni, ami a legrosszabb esetben gőzrobbanással járhat, ha a burkolat nem bírja a nyomást és a hőt. Ekkor persze megszakad a folyadék áramlása is, és a kavitációs folyamat leáll. Így ez az eszköz gyakorlatilag alkalmatlan közvetlen katonai felhasználásra, mert nem lehet belőle bombát készíteni.

12. CSAK TORPEDÓT… • VA–111 Skval

13. ÉS A RÁADÁS… • A készülék a kikapcsolása után nemsokkal teljesen sugárzás mentessé válik, tehát szétszedhető, javítható védőfelszerelés nélkül is. Nem keletkezik az üzemelése során radioaktív hulladék, így annak tárolásáról sem kell gondoskodni. Sőt, a kavitáció kiválóan alkalmas a különféle veszélyes hulladékok megsemmisítésére.

14. HULLADÉK MEGSEMMISÍTÉS KAVITÁCIÓVAL • Az iparban rengetegféle olyan veszélyes hulladék keletkezik, aminek a megsemmisítése elég problémás, az eltárolása pedig hosszabb távon nem megoldott. A környezetbe kerülve ezek az anyagok komoly ökológiai katasztrófákat okozhatnak. Ilyenek a primitív nukleáris ipar által kitermelt radioaktív hulladékok (enyhén sugárzó szemét és elhasznált fűtőanyag), a semmire sem jó atombombák hasadóanyag töltetei (urán és plútónium), a kémiai vegyszerek (vegyi és biológiai fegyverek). Ez minden évben sok ezer tonna veszélyes anyagot jelent, amivel lassan tele lesznek a tárolóink, sivatagjaink és az óceánok feneke.

15. AMÍG TELJESEN MEG NEM TISZTÍTJUK A FÖLDET… • Ha ezeket a tárolgatás, ide-oda rakosgatás helyett szépen pépesítjük, finomra őröljük, majd beadagoljuk a nagyobb teljesítményű kavitációs erőműveink reakcióterébe (a folyadékba keverve), akkor ott szépen megsemmisülnek. Nyomuk sem marad, viszont sok-sok megawattnyi elektromos energiát fognak szolgáltatni a következő évszázadokban, amíg nemzetközi összefogással teljesen meg nem tisztítjuk tőlük a Földet.

16. ÉÉÉÉÉS UTÁNA JÁRTUNK…

17. Lépés, a meghajtó csavar leszerelése: • 2. Lépés a csavar • biztonságba helyezése :

18. BME Hidrodinamikai Tanszék

19. A kutató labor:

20. EGY KIS OKÍTÁS…

21. A centrifugál szivattyúkban előforduló kavitáció:

22. A romboló hatás:

23. Áramlástani vizsgálat:

24. A klasszikus kavitáció

26. ÉS EGY TELJES KÉP A „FREKIVÁLTÓRÓL”…

27. Köszönjük dr. Pandula Zoltánnak a segítséget

28. Végeredmény: Kutatási alapunk céljául egy az interneten talált cikk állt, amiről Pandula Zoltánnak köszönhetően kiderül, hogy nem igaz. Sajnos ezzel a jelenséggel nem lehet se nukleáris hulladékot megsem-misíteni, de még az említett módon energiát termelésre se alkalmas. A kavitáció lényegében nem használható semmiféle energia termelésre, a gépészetben leginkább csak gondot jelent a komoly eróziós hatása. Az oroszok a 60as években mint sok minden mást ezt a jelenséget is felhasználták hadifegyver készítésre, mégpedig a VA–111 Skval megépítésével ami egy rakétatorpedó. Speciális működési elvéből adódóan szuperkavitációs torpedónak is nevezik. Sebessége víz alatt eléri a 200 csomót (kb. 370 km/h) 8,2m-es hossza és 2700kg-os súlyának köszönhetően borzasztó pusztítást képes véghezvinni. A kavitáció a hajózásban elég nagy problémát okoz, mivel egy rosszul beállított hajócsavar a kavitáció hatására nagyon hamar tönkremegy. Szerencsére a modern számítógépes tervező programok segítségével rendeltetés szerű használat esetén szinte teljes mértékben kiküszöbölhető ez a jellegű károsodás.

29. A lényeg tehát az, hogy az interneten talált különbözőféle világ megváltására alkalmas módszerek a tudomány jelenlegi álláspontja szerint nem léteznek. Természetesen ez nem azt jelenti, hogy a perpetuum mobile (örökmozgó) nem létezik, nem egyszerűséggel eddig még senkinek sem sikerült bemutatni egy működő modellt.