一种获取能量的方法与流程

文档序号:22260552发布日期:2020-09-18 14:30阅读:225来源:国知局
一种获取能量的方法与流程

本发明涉及能量技术领域,尤其涉及一种获取能量的方法。



背景技术:

获电解

1915年诺贝尔化学奖获得者,德国有机化学家理查德·威尔斯泰特有这样一段治学名言:“研究科学的最大目的是什么?就在于促进人类社会的发展。……研究学问应从最难的入手,因为在探究最难问题的过程中,许多枝枝节节的小问题,都会迎刃而解。”诺贝尔也曾说过:“各种科学彼此之间是有内在联系的,为了解决某一个科学领域的问题,应该借助于其他有关的科学知识。”已有的科学发现和知识,是《获电解》的前提和基础。《获电解》凭借已有的科学发现和知识,通过已有的成熟的工程方法的改良,以及结构的变化和恒定,希望能浅显的解释电力的获取方法。

所谓电力,是用来作功的电能,常指做动力用的电,也用来表示电量。涉及一种力的性质及效果引成的各种需要的和可能的变化。我们知道:改变物体运动状态的作用叫做力。在物理学中,力是最古老,最简单,也是最深奥的概念。有人说,这个笔划最少的物理概念,听起来几乎人人都懂,千百年来,物理学家却为它伤透了脑筋。探求如何简单获取电能或称电力,就会涉及到不同性质,不同效果,不同的转换方法与一个笔划简单,看似简单的力的合成与分解的解密。

电的作用及使用,世人皆知,司空见惯。电能的来源似乎也清楚,发电的方法和技术也比较成熟。1878年法国建成了第一座水力发电站,1891年丹麦人建成了第一座风力发电站,至于已有的其他方法,就不一一详说。

发电方法,可以分为冷法和热法。其冷法包括:风力、水力、潮汐、波浪、抽水蓄能。其热法包括:核能、燃煤、燃油、燃气、地热、盐池、余热、余压或炉顶,及太阳能蒸汽发电。究其冷热法,从客观的自然规律而言,应该说成或划分成:水流和气流发电法,也可以说成液体、气体发电法。以水流发电的有:水力、潮汐、波浪、抽水蓄能等;以气流发电的有:风力、余压或炉顶,及一切以水转化成高压蒸汽的发电。从严格意义来说,一切以水转化成高压蒸汽发电的方法,属于水力发电的范畴,它只不过是利用热源,将液态的水,转化成了汽态。一个单位体积的液态水能够转化成一千个单位体积的气态水。这种方法,是利用液体的汽化,可以引成体积变化的特性,以增大体积引成的高压气体的发电方法。无论是以水,或是以水转变成的汽和风(空气),它们都是物质或物体。可以统称为:一种利用物质或物体(液体、气体),在流动(运动)的过程中产生能量进行发电的方法。一切物质或物体的存在形式,分别是固体、液体和气体,可以表述为:

在自然状态下,看得见,摸得着,有固定形状,不能流动的物体,叫固体。

在自然状态下,看得见,摸得着,没有固定形状,能流动的物体,叫液体。

在自然状态下,看不见,摸不着,没有固定形状,能流动的物体,叫气体。

水是液体,空气是气体,在已有科学发现和知识的分类中,统称为流体。上述表述,旨在具体现象研究中,能方便地认识到同属流体的不同与相同。对已有技术主力发电方法,可以表述为:“一种利用流体在流动过程中产生的能量进行发电的方法”。进一步细分,则可表述为:

一种利用液体(水)在流动的过程中产生的能量进行发电的方法。

一种利用气体(空气、高压蒸汽)在流动的过程中产生的能量进行发电的方法。

爱因斯坦有一个著名的公式:e=mc2,又称质能方程,这个方程告诉我们:物体具有的能量跟它的质量(m)之间存在着简单的正比关系,与速度(c2)之间存在着简单的正比关系。通俗地说,在相同的运动速度下,物体的质量越大,在运动的过程中产生的能量越大;同理,在相同的质量下,物体的运动速度越大,在运动的过程中产生的能量越大。找出这个公式可能的通用性,则可由此推论水力和风力的发电,推论水流和气流的发电。

1910年诺贝尔物理奖获得者,荷兰人范德瓦耳斯,研究过气体、液体运动论;液体动力论;并在1872年发表了《气体、液体连续性论》一文,无缘拜读。感觉在动力论中没有气体,是否因为单位体积的质量关系而忽略不计?可想而知,应该都是与流体的一些特性的研究有关。应该可以证明:流体是可以存在运动性、动力性和连续性的(从常见自然现象中同样可以证明)。运动性、动力性、连续性的关系,可以推论成:

在一定条件下,流体是可以运动(流动)的。

在一定条件下,一定质量,一定速度的流体流动,可以产生动力。

在一定条件下,一定质量,一定速度的流体流动的连续性,是实用价值的前提。

将范德瓦耳斯的研究,结合爱因斯坦公式或称质能方程进行综合研究和分析,可以得出:利用任意流体发电的方法,必须满足三个条件:

一定质量的流体流动(运动)。

一定速度的流体流动(动力)。

一定数量的流体流动(连续)。

纵观已知世界,已有利用流体的流动发电的电站,无一不能证明。在同为流体的液体和气体,相同单位体积的质量比较,任意液体大于任意气体。已有知识证明:在常态下,一立方米空气的质量约等于1.3千克,一立方米水的质量约等于1000千克。在任意相同的流动速度下,由于其质量与能量的正比关系,可以说一立方米空气的质量是一立方米水的质量的0.13%。一立方米水的质量是一立方米空气质量的76923%,也可以说一立方米的空气所产生的能量是水的0.13%;一立方米的水所产生的能量是空气的76923%。两个数据的粗略比较,就能解释已有技术为什么水力发电用得比较多,风力发电用得比较少。加上已有技术很难把风象水那样修筑水库贮存起来,也是水力发电比风力发电在实际应用中要广泛得多的又一成因。而核心之所在,在于已有知识和技术,不能任意利用任意方向,任意大小风力的风能,也就是没有找到利用和转化的简单方法。在一定的条件下,风能、水能的年可采资源量均为无限。其存量也可以是无限。利用自然水力和自然风力都是相对直接利用自然界的能力,这是最经济不过的事情,但在已有技术实际的应用中,却并非如此。

一、已有技术主力发电方法的状况

水力发电

利用流体的流动进行发电的方法,是确保流体流动方向恒定的运动性,动力性和连续性。必须特别强调流动方向的恒定。已有技术的水力之所以能发电,通常是因为水流从高处奔泻而下的缘故。一定高度的大坝构筑,制造了落差,创造了水流从高处奔泻而下运动性的条件。一定直径的引水导管和摆线形设计及涡壳的配置,使水流具备了一定的流量和尽可能大的运动速度,创造了水流从高处奔泻而下动力性的条件。一定的有效库容,创造了水流从高处奔泻而下连续性的条件。因此,每个水力发电站的上游,总要筑起拦河坝,修起蓄水库,积蓄水量,提高落差。这种制造落差,控制流量,以水体自身的质量,在速度的帮助下产生能量,推动水轮发电机发电的电站,可以称为落差式水力发电站。也可称其为重力式水力发电站。

具备落差式水力发电站发电的三个条件是:

一定的落差、一定的流量、一定的库容。

落差式水力发电站,发电能力与总量的规律是:落差、流量、库容越大,发电能力与总量就越大。落差、流量、库容越小,发电能力与总量就越小。落差、流量、库容的消失,发电能力与总量就消失。其发电能力与总量是随着落差、流量、库容的大小变换而改变的。

简单的说:在具备一定落差的前提下,水力能发电。它的发电能力与落差和流量成正比,发电量与有效库容成正比(不是总库容)。其发电的能力和总量,受自然降水制约,与水库上游流域面积的降水量成正比,与水库的自然下泻水量(如放水排沙)成反比,受有效库容的局限。对于库内只和水的深度有关的液体压强的如何利用熟视无睹,视而不见。

风力发电

风车田式风力发电站存在两大难题:风向变幻不定,风力大小常变。这是举世公认的,形成对风向、风力的认识为:没有规律。实际这种“没有规律”,就是风力应用的唯一规律。如果风力一定,风向一定的话,似乎风力发电是很经济的。殊不知一旦自然风向一定,风力足以发电,及连续性的引成,就是一个局域地区形成“一年一场风,从春刮到冬”的顺利实现的前提条件,且不谈现行技术的风力发电引成的公害:沙尘暴、荒漠化、干旱、水涝、台风等,因为破坏了大气自然环流引成的灾难。这种可以实现而不应该实现的风力发电的方法,只需要谈论改进,使之成为定向利用任意风向、风力的新型“风车田式”风力发电,不造成公害。

筒塔式人造风风力发电的方法,受自然因素、条件影响过多,较好的通过构筑温室利用温差。由于筒塔式人造风风力发电结构的微小问题,对压强差和风速差的应用,均为负值。可以说其结构较好的利用了压强差、风速差,反作用于温差。致使温差引成的能量,一部或大部成为无用功,是极不经济的,可以轻易地进行改良。

以水转化成蒸汽的火力发电(燃煤、核能)。

这是一种源于气体的质量不能增大,只能通过增大气体体积,产生较大压强的方法,利用人造气体与大气的压强差引成的发电方法,也是一种以大量浪费资源和能源为手段,以破坏生态环境为目的的发电方法,既违背了牛顿运动三定律(动力学的基本定律),也与爱因斯坦的e=mc2公式的核心背道而驰。

二、已有技术主力发电方法的误区

已有技术的发电,是利用流体在流动的过程中产生的能量发电。在水力发电中,仅利用了落差,而没有利用同时存在的压强差。在风力发电中,先进的筒塔式人造风风力发电,仅利用了温差,而不能有效利用压强差和风速差。在火力发电中,仅是利用一次性的热源,产生一次性的压强差,不能循环,形成巨额的制造成本和运行成本,其引成的运动性、动力性、连续性,是在巨额成本支持下引成的。已有技术的三种主力发电的方法,蕴藏着全新的发电方法。证明了在一定条件和因素下:

流体的落差,善加利用可以发电(水力);

流体的压强差,善加利用可以发电(如蒸汽、炉顶);

流体的温差,善加利用可以发电(如筒塔式风力发电);

流体的风速差,善加利用可以发电(如风车田式风力发电)。

因此可以推论出,流体流动产生能量的条件:必定是落差,压强差,温差,风速差的条件和因素引成的。

为了任意的利用流体在流动的过程中产生的能量进行发电,就必须从满足发电所需的流体的流动去剖析,研究可以轻易引成流体流动的原理、条件和规律,找到轻易引成流体任意流动的结构和方法。200多年前出现,至今世人仍然广为遵循的一个流体力学的定律,叫做:流动流体的压强和速度的关系——帕努利定律。研究了很久,感觉与自然现象不符,也不符合牛顿运动三定律。宋广庆先生在《科学中国人》2000年第三期撰文,《流体力学的创新实验》,用了一个“微元体”的假设和创新实验,证明了帕努利定律不成立,同时要证明:流动流体的压强差与速度的关系——创新定律才是一切流动流体的流动规律。也拜读再三,似有欠缺,感觉与自然现象有不太完全相符之处,也不符合牛顿运动三定律。就其对流体的一些解释,宋先生的劳动成果是有一些正确性的,较帕努利定律,比较准确的强调了压强与压强差的关系及压强与压强差的不同。

就流体而言,是可以有温度的,与之不同的概念就可能有温度差,引成冷热对流等现象。水的流动,除了压强差能够引成流动外,落差和温差也能引成流动(如瀑布、水壶烧开水)。空气的流动,除了压强差能够引成流动外,温差和风速差也能引成流动(如山谷风、海陆风、乃至常态下的烟囱排烟)。所以,宋先生的创新定律不一定是全面的。

从如何实现定向自然通风、换气、排烟、散热的研究中,通过力的三要素在各类排烟气口排烟气状况的长期观察,以及在一定结构的管道实验中发现,空气在常见结构管道中的自然流动,由于结构的问题经常出现二力之差、二力平衡、二力之合交替出现的现象,故需用人为外力辅助达到定向。这种常见的人们习惯的现象,证明了流体流动的条件,可以是落差、压强差、温差、风速差。同时证明:在一定的条件或因素(结构)下,流体流动的速度,取决于流体流动的方向一定性,才可能引成与落差、压强差、温差、风速差成正比,也只有引成成正比的合力,流体流动的速度,才可以在惯性、加速度的帮助下,引成二力之合,杜绝二力之差和二力平衡,引成任意速度,引成任意调控。

压强和压强差,温度和温度差,速度和加速度,风速和风速差等,都是一个既有联系,也有区别的不同概念。流动流体和流体流动,也是一个既有联系,也有区别的不同概念。加上一个“的”作为定语,就能很清楚的看到:“流动的流体”和“流体的流动”,它们所表述的是一个完全不同的概念。流体的落差、压强差、温差、风速差与流动速度的关系,才能准确的解释流体力学中的很多现象,从而发现解决问题的方法、条件和规律,走出人类对于自然风力和自然水力利用的误区。

物质或物体存在形式的界定中,水和空气同属流体,它们有相同之处:在一定条件下都可以存在压强差、温差。有不同之处:在一定条件下分别存在落差,风速差。如何引成发电能力和发电总量的方法,需要的是:流体(水)的压强差、温差或落差与流动速度的关系;流体(空气)的压强差、温差和风速差与流动速度的关系。可以表述为:

流体(水)的压强差或落差、温差与流动速度的关系:

流体(水)的流动条件,都必定是压强差或落差、温差的因素、条件引成的。

流体(水)的流动规律,都必定是压强差大或落差大、温差大的地方流速大;压强差小或落差小、温差小的地方流速小;压强差或落差、温差的因素、条件消失,流体(水)的流动就停止。

流体(水)的流动速度,都必定是随着压强差或落差、温差的大小变换而改变的。

流体(空气)的温差、压强差和风速差与流动速度的关系:

流体(空气)的流动条件,都必定是温差、压强差和风速差的因素、条件引成的。

流体(空气)的流动规律,都必定是温差大、压强差大和风速差大的地方流速大;温差小、压强差小和风速差小的地方流速小;温差、压强差和风速差的因素、条件消失,流体(空气)的流动就停止。

流体(空气)的流动速度,都必定是随着温差、压强差和风速差的大小变换而改变的。

就流体流动引成的发电方法,在上述两个关系中,有相同之处,有不同之处。在于流体(水)的关系中,用了一个“或”字,在流体(空气)的关系中用了一个“和”字,一字之差,可以解释千变万化的现象,可以引成千变万化的变化。一个“或”字,表述了可以独立成立,也可以合并存在。一个“和”字表述了密不可分,共同利用才能引成合力,是与已有知识和技术的根本不同之处。弄清了水或空气的温差、压强差、落差、风速差与其可能引成流体流动速度的关系,就知道水或空气的运动性、动力性、连续性的突现,要满足一些什么条件。一定的定律或规律,必定有一定的条件或因素支持。一定的条件或因素的支持,必定会引成一定的定律或规律。就象修筑大坝可以满足落差的条件或因素一样,在科技迅猛发展的今天,采用已有的、简单的、常用的、成熟的工程方法,就象蜜蜂用六边形结构筑巢是牢固的保证一样,以一定的结构,因势利导的满足落差、温差、压强差、风速差所需要的条件或因素,在任意情况下的发电,以至获取需要总量的电力,就是可以顺利实现的,并且是超低制造、运行成本,对自然环境是可以友好的和可持续发展的。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种获取能量的方法。

本发明通过下述技术方案实现:

一种获取能量的方法,利用客观世界自然存在的自然外力,用已有的成熟的工程方法,通过一定结构的变化和恒定,放大作用力,消除或者减少反作用力,通过力的分解或者合力,引成需要的作用力。

流体(水)的压强差或落差、温差与流动速度的关系:

流体(水)的流动条件,都必定是压强差或落差、温差的因素、条件引成的。

流体(水)的流动规律,都必定是压强差大或落差大、温差大的地方流速大;压强差小或落差小、温差小的地方流速小;压强差或落差、温差的因素、条件消失,流体(水)的流动就停止。

流体(水)的流动速度,都必定是随着压强差或落差、温差的大小变换而改变的。

流体(空气)的温差、压强差和风速差与流动速度的关系:

流体(空气)的流动条件,都必定是温差、压强差和风速差的因素、条件引成的。

流体(空气)的流动规律,都必定是温差大、压强差大和风速差大的地方流速大;温差小、压强差小和风速差小的地方流速小;温差、压强差和风速差的因素、条件消失,流体(空气)的流动就停止。

流体(空气)的流动速度,都必定是随着温差、压强差和风速差的大小变换而改变的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:

图1为现有水力发电站的进水口固接一倒置的l型水管的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称:

1、l型水管;2、进水口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

在现有技术的水力发电站的进水口固接一倒置的l型水管1,如图1所示,其中,l型水管1的长度大于1m,l型水管1的底部延伸至深水,进水口2管径大于或小于进水口2直径。利用水的压强与水的深度成正比的简单关系,密闭容器内的压强处处相等的已经证实的定律,增大已有技术水力发电的单位自然水压,达到降低单位发电量的用水量,提高单位水量的发电能力,同步提高有效库容,提高已有技术水库的发电总量的能力。

在本实施例中,提供一种新型的风力发电系统和新型的水力发电系统,下面对两种新的发电系统进行简单的介绍:

新型水力发电系统的基本组成:

本实施例提供的新型水轮发电机组,由新型水轮机【见公告号:cn202325979u一种螺旋式动力输出装置】加发电机组成,其核心在于用电动水泵驱动水轮机,新型水轮机的各个叶轮上有抛物面,水泵的进出水口连接在水轮机外壳上,互为动力。其发电能力和水轮机的容积成正比,和电动水泵的工作能力成正比,发电总量和装机量成正比。

新型风力发电系统的基本组成:

本新型风力发电系统,由电动,气动空气压缩机,储气罐,汽轮发电机组成,其核心在于用电动机驱动空气压缩机,产生压缩空气,经储气罐,驱动汽轮机发电机发电,储气罐根据实际情况,并联或者串联在汽轮机上。发电后的高压气体,驱动气动空气压缩机,产生压缩空气,加入储气罐,发电能力和储气罐的容积,数量成正比,和电动空气压缩机的工作能力成正比,发电总量和装机量成正比。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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