Как видим, ни один из этих проектов не носит истинное название, лишь в немецком изобретении робко проскальзывает слово „гравитация“. Такая осторожность понятна. Если кто-нибудь из проектантов назовет свой проект вечным двигателем, патента он не увидит. Давайте рассмотрим, как работает один из этих проектов — немецкий.

     На рис. 3.1.1 показана схема установки по данному изобретению. Имеется глубокая шахта, дно которой залито легкоиспаряющимся веществом, например фреоном. Известно, что температура земных пород с глубиной постепенно возрастает и на глубинах в сотни метров температура может на несколько десятков градусов превышать температуру земной поверхности. Под действием высокой температуры фреон испаряется и пар по шахте поднимается вверх. У поверхности Земли он конденсируется и струя жидкости падает вниз под действием земного тяготения. В процессе падения скорость жидкости увеличивается, а кинетическая энергия растет за счет поглощения энергии гравитационного поля (здесь я использую неправильный термин „кинетическая энергия“ только для упрощения изложения). При столкновении с гидротурбиной жидкость резко тормозится и отдает накопленную энергию. Затем она повторно испаряется и так до бесконечности.

     В ходе такого искусственного круговорота вещества внутри технической установки происходят два процесса: передача гравитационной энергии падающей жидкости с последующим ее преобразованием в электричество на гидротурбине и перенос тепла из глубинных земных слоев к поверхности. Как видим, схема подобного ВД2 не сложна и постройка  его  не  должна  вызывать  принципиальных  трудностей.   Однако,  все  подобные

Рис. 3.1.1. Схема установки для преобразования энергии гравитационного поля с

использованием геотермальной энергии согласно изобретению №2837771 ФРГ. Фреон испаряется под действием геотермального тепла, поднимается по шахте к поверхности, где он конденсируется и жидкость падает вниз на гидротурбину, отдавая ей полученную в

ходе падения гравитационную энергию.

проекты до сих пор остаются на бумаге и не реализуются. Почему? Как ни странно, причина такого невнимания состоит в том, что подобный ВД2 экономически не выгоден.

     При падении жидкости вниз количество полученной за единицу времени гравитационной энергии в случае пренебрежимо малого сопротивления находящегося в шахте воздуха определяется произведением расхода жидкости на ускорение свободного падения и высоту падения

                (3.1.1)

А количество тепла, переносимого за единицу времени поднимающимся снизу вверх паром, рассчитывается как произведение расхода жидкости на удельную теплоту испарения

                (3.1.2)

Приравнивая эти выражения друг другу, можно узнать, при какой высоте h0 количество приобретенной от гравполя энергии равно количеству переносимого тепла

                (3.1.3)

Очевидно, что чем меньше высота, тем легче построить установку. Поэтому в качестве рабочего тела следует выбирать жидкости с минимальной теплотой фазового перехода. Такими веществами на сегодняшний день являются фреоны. Для них теплота испарения лежит на уровне 200 000 дж/кг. И в этом случае высота  h0 будет составлять порядка 20 км.

     Построить шахту глубиной 20 км и вдобавок разместить на ее дне гидротурбиное оборудование практически невозможно. Если же мы ограничимся более реальной цифрой в 200 метров, то величина полученной от гравитационного поля энергии будет раз в 100 меньше переданного снизу геотермального тепла. Ясно, что в таком случае мы получим гораздо больше выгоды, преобразуя в электричество не гравитационную энергию, а это переносимое тепло. Иначе говоря, получаем обычную геотермальную электростанцию. Так экономика ставит крест на идее вечного двигателя.

     Подобный недостаток характерен для большинства известных мне проектов ВД2 на энергии гравитационного поля. Этот недостаток обусловлен тем фактом, что все эти проекты являются в отношении тепловой энергии открытыми схемами, т. е. такими конструкциями, через которые тепло без задержек проходит в ту или иную сторону. До тех пор, пока тепло свободно проходит через установку, преобразование тепла в полезную работу будет всегда выгоднее использования гравитационной энергии. Кроме того, истощение тепла в породах, окружающих нижнюю часть шахты, приведет к снижению выработки электроэнергии. Устранить оба недостатка можно, если сделать конструкцию закрытой для тепла. То есть надо заставить тепло постоянно циркулировать по контуру, не выходя за пределы станции. В этом случае можно загнать в контур такое количество тепла, чтобы выработка электричества за счет преобразования гравитационной энергии стала бы экономически выгодной.

     Разработанный автором проект подобного ВД2 закрытого типа с использованием гравитационной энергии — так называемая гравитационная электростанция или ГРАЭС — показан на рис. 3.1.2. Станция состоит из подъемного канала 1, верхнего отсека 2, в котором находятся капиллярная структура 3 и теплообменники 4 с нанесенным на их боковые стенки тонким слоем такой же капиллярной структуры а также компрессор 5, опускной канал 6 и нижний  отсек  7 с  расположенной в  нем  гидротурбиной  8.  Подъем  рабочей  жидкости  из

Рис.3.1.2. Принципиальная схема гравитационной электростанции с использованием эффекта капилляров: 1 — подъемный канал; 2 — верхний отсек; 3 — капиллярная прослойка; 4 — теплообменники; 5 — компрессор; 6 — опускной канал; 7 — нижний отсек; 8 —  гидротурбина

нижнего отсека 7 в верхний отсек 2 происходит за счет сил капиллярного всасывания, создаваемых структурой 3 и слоями этой структуры на боковых стенках теплообменников 4. Однако, эти же силы будут препятствовать жидкости покидать капиллярную прослойку. Чтобы все же обеспечить выход рабочего тела наружу, нужно жидкость испарить. Процесс испарения происходит на боковых стенках теплообменников 4. Полученный пар сжимается компрессором 5 и поступает внутрь теплообменников. Вследствие того, что испаряющийся из капиллярной структуры пар находится в состоянии насыщения, при его сжатии температура пара повышается и становится выше температуры той жидкости, которая еще находится внутри капиллярной прослойки. Поэтому возникает температурный напор между паром внутри теплообменника и жидкостью на его внешней поверхности: пар внутри теплообменников конденсируется, и выделяющееся при конденсации тепло проходит через стенку и испаряет новые порции жидкости. Полученный конденсат падает по опускному каналу 6, поглощает при падении энергию гравитационного поля Земли и отдает ее потом гидротурбине 8, которая вращает электрогенератор. Часть вырабатываемой генератором энергии питает компрессор, другая часть поступает в электрическую сеть.

     Известно, чсто теплота фазового перехода с увеличением давления снижается, поэтому может показаться, что при конденсации пара внутри теплообменников выделится меньше тепла, чем требуется на испарение такого же расхода жидкости из капиллярной структуры. Реальная ситуация будет прямо противоположной. Пар при его сжатии компрессором нагревается настолько, что его температура растет быстрее температуры насыщения, поэтому в теплообменники пар поступает уже перегретым. Суммарная теплота конденсации и перегрева будет больше теплоты испарения по той причине, что компрессор вносит в пар избыточную энергию и выполняет роль нагревателя, компенсирующего утечки тепла из верхнего отсека в окружающую среду. Поэтому возникнет проблема отвода избыточного тепла, для чего придется устанавливать в отсеке специальные теплоотводящие агрегаты.

     Работа ГРАЭС частично напоминает те процессы, которые наблюдаются в растениях. Вода под действием капиллярных сил поднимается по стволу дерева вверх к листьям, из которых она под влиянием внешнего тепла испаряется. Полученный пар поднимается еще выше в верхние слои атмосферы и там он конденсируется. Однако имеются и некоторые отличия настоящей схемы от природы и установок открытого цикла.