Многим сторонникам идеи свободной энергии и бестопливных генераторов известно устройство под названием кольцар Лазарева. Первое описание кольцара появилось в статье Жвирблиса, опубликованной в журнале «Химия и жизнь» в 70х годах. Хотя потом на публикацию сведений о кольцаре был наложен строгий запрет, многие успели статью Жвирблиса прочитать. Во времена перестройки, когда многие старые запреты были сняты, в журнале "Юный техник", №11 за 1997 год была опубликована другая статья про кольцар „Как построить вечный двигатель своими руками“ под авторством А.Лихачева. Альберт Вейник в своей книге "Термодинамика реальных процессов" также приводил очень похожую конструкцию. Большинство из тех, кто не побоялся построить кольцар своими руками, утверждали, что установка работала. У кого хуже, у кого лучше, но работала.
Кольцар изготавливается из обычной пластиковой колбы для газированного напитка. Разрезаем ее пополам и получаем две половины — верхнюю и нижнюю. В нижнюю половину устанавливаем деревянную перегородку (желательно из лиственных пород, а не хвойных, т. к. хвойные породы содержат смолу, которая может забивать поры и препятствовать прохождению через них рабочей жидкости). Древесные волокна перегородки должны быть ориентированы в вертикальном направлении, а не в горизонтальном, иначе жидкость не сможет просачиваться через дерево. В нижнюю часть перегородки вкручиваем металлические болты: чем больше болтов, тем лучше будет работать модель. Устанавливаем в перегородке также трубку, через которую жидкость будет подниматься из нижнего отсека в верхний. После этого частично заливаем нижнюю половину колбы под перегородкой так, чтобы головки болтов находились уже в жидкости, но сама жидкость еще не достигала дерева. То есть надо сохранить под перегородкой воздушную прослойку. Затем наливаем на перегородку сверху немного этой же жидкости и надеваем верхнюю половину колбы на нижнюю. Модель готова к работе.
Установка работает следующим образом. Жидкость просачивается через перегородку сверху вниз и воздушная прослойка под ней оказывается со всех сторон окружена жидкостью. Под действием окружающего тепла жидкость начинает испаряться и заполнять воздушную прослойку. Одновременно с испарением жидкости начинается обратный процесс конденсации уже образованного пара. Рано или поздно достигается равновесное состояние, когда скорости испарения и конденсации уравновешивают друг друга.
Если внешняя сила отсутствует, тогда любая молекула пара имеет одинаковую вероятность уйти из паровой фазы как в верхний, так и в нижний слой жидкости. Но если имеется внешняя сила гравитации, тогда на хаотическое броуновское движение молекул пара накладывается их медленный дрейф в сторону этой силы. И каждая молекула приобретает более высокую вероятность уйти в жидкую фазу вниз, чем вверх. Если, скажем, сверху и снизу испарилось по 100 молекул пара, то вверх уйдет 99 молекул, а вниз уйдет 101 молекула. Начинается медленный переток вещества сверху вниз через паровоздушную прослойку. Уровень жидкости в нижнем отсеке поднимается, воздух под перегородкой сжимается и выдавливает жидкость в трубку, по которой та поднимается в верхний отсек, капает сверху на перегородку, просачивается через нее вниз и так процесс постоянно повторяется.
Вследствие того, что на нижней поверхности перегородки превалирует испарение, она охлаждается. А поверхность жидкости в нижней части колбы нагревается, т. к. здесь превалирует конденсация. Возникает разность температур и тепловой поток снизу вверх через паровоздушную прослойку. Стационарный режим устанавливается, когда прямой перенос тепла гравитацией сверху вниз уравновешивается обратным переносом тепла теплопроводностью снизу вверх. Очевидно, что чем больше будет обратный перенос тепла, тем больше окажется и прямой перенос тепла и вещества. Вот для этого и нужны металлические болты в перегородке: за счет своей высокой теплопроводности металл интенсифицирует обратный перенос тепла. Однако, если металла будет слишком много, уменьшение площади испарения может снизить эффективность установки. Следовательно, должна быть некоторая оптимальная концентрация металла, когда достигается максимальная эффективность. Согласно расчетам, оптимальная величина поперечного сечения установки, занятая металлом, превышает 99%. В реальности такой степени заполненности проходного сечения достичь невозможно. Поэтому с практической точки зрения надо вкручивать в дерево так много болтов, сколько получится.
Расчеты показали, что если использовать обычную углеродистую сталь и занять металлом всего 1% площади, интенсификация теплопередачи возрастет в 26.25 раз, а при степени заполнения в 10% теплопередача интенсифицируется в 278.8 раз. При замене стали на медь и степени заполнения площади 10% интенсификация теплопередачи будет составлять уже 2068 раз.
Повысить эффективность работы кольцара можно также путем удаления всего воздуха из паро-воздушной прослойки под перегородкой, чтобы она была заполнена только паром. Воздух ухудшает процесс переноса пара через прослойку сверху вниз по следующей причине. Он увлекается медленно опускающимся паром и концентрируется на поверхности жидкости, где идет конденсация. Поэтому парциальное давление воздуха в этом месте растет, а парциальное давление пара снижается. Как итог, снижаются температура насыщения на зеркале жидкости, температурный напор между зонами испарения и конденсации, и общая эффективность кольцара. Удалить воздух из паро-воздушной прослойки достаточно легко. Нужно сразу после заливки жидкости немного подержать колбу в руках, не закрывая заливочного отверстия. Жидкость от тепла рук будет понемногу испаряться и уходить через заливочное отверстие в атмосферу, увлекая за собой воздух. Через некоторое время воздух под перегородкой исчезнет практически полностью. И после этого заливочное отверстие можно будет закрывать.
В качестве рабочей жидкости я использовал вначале фреон. И он показал себя очень хорошо, первые капли стали падать из трубки через полчаса после окончания сборки. Но у фреона оказался неожиданный недостаток: пластмассовая колба при контакте с фреоном стала очень медленно сжиматься и за ночь колба ужалась почти вдвое. В такой колбе уже ничего не работало, пришлось ее выбрасывать и все делать заново. Поэтому потом я перешел на обычный бензин. Он работал намного хуже фреона (первые капли появились только на следующий день), но пластмасса колбы на бензин не реагировала. Поэтому всем интересующимся изготовлением кольцара я советую найти такой материал колбы, чтобы он был „равнодушным“ по отношению к фреону. Или найти иное легкоиспаряемое вещество, которое не будет реагировать с пластмассой. Можно ли использовать для этого различные эфиры — я сказать не могу.
Наблюдения показали, что использование бензина в качестве рабочей жидкости для кольцара характеризуется некоторыми особенностями. Во-первых, кольцар начинал работать лишь при повышенных температурах окружающей среды порядка (30÷40)0С, то есть во второй половине жаркого летнего дня. И работал до тех пор, пока держалась такая температура. Под вечер он останавливался и возобновлял работу лишь на следующий день, когда температура воздуха достигала отмеченного уровня. Такая особенность работы кольцара может подтолкнуть к неправильному выводу, будто кольцар использует тепловую энергию окружающей среды. На самом деле он использует все же гравитационную энергию земного поля, а тепловая энергия атмосферы нужна лишь в качестве первоначального толчка для испарения самых первых порций жидкости (мы в автомобиле тоже используем аккумулятор для запуска двигателя в работу, однако из этого не следует, что автомобиль постоянно использует для своей работы электрическую энергию аккумулятора). Во-вторых, в случае загрязнений бензина установка довольно быстро выходила из строя: примеси проникали вместе с бензином внутрь деревянной перегородки, здесь они накапливались и мешали дальнейшей работе. Приходилось модель выбрасывать и строить новую.
Была обнаружена следующая особенность, наблюдавшаяся при температуре наружного воздуха порядка 30 градусов, когда модель только начинала свою работу. Если в это время я подносил руку к нижней части колбы, даже не касаясь ее, частота падения капель из трубки на перегородку заметно росла. Но когда я подносил руку к верхней части колбы, также не касаясь ее, частота падения капель снижалась. Иной раз капли вообще переставали падать. Я объяснил этот эффект тепловым излучением моей руки. Нагрев стенки колбы инфракрасным излучением руки ведет к повышению давления в соответствующей части колбы. И повышенное давление либо загоняет в трубку новые порции жидкости, либо наоборот вытесняет жидкость из трубки. Увеличение температуры окружающего воздуха свыше температуры моего тела, то есть выше уровня 36С, сводило найденный эффект к нулю.
На основе обнаруженного эффекта можно предложить практический способ увеличения производительности кольцара: нагрев нижней половины колбы. Для этого ставим под падающие капли колесико с электромоторчиком и лампочку в нижней половине колбы. Моторчик будет вырабатывать электричество и обеспечивать работу лампочки с некоторым нагревом нижней половины колбы. Таким приемом мы организуем в кольцаре обратную положительную связь, когда увеличение одного параметра (нагрев) будет способствовать увеличению другого параметра (производительность), что в свою очередь обеспечит повторное увеличение первого параметра (нагрев). На обыденном языке модель начнет сама себя разгонять и так будет происходить до тех пор, пока не начнут срабатывать технические ограничения. В кольцаре таким ограничением станет скорость просачивания жидкости через пористую перегородку: если жидкость не успевает просачиваться, уровень жидкости в нижнем отсеке опустится до уровня нижнего среза трубки и работа остановится.
Наверняка у многих, кто читает эти строки, уже созрел вопрос: а нельзя ли на основе кольцара построить полномасштабную установку по использованию гравитационной энергии? К сожалению нельзя. Точнее, саму установку построить можно, но она будет экономически невыгодной. Любой генератор за весь период эксплуатации должен выдать энергии больше, чем было потрачено на его создание. Иначе постройка теряет экономическую целесообразность. Кольцар имеет настолько малый уровень энерговыделения, что не окупит затраты на свое строительство. Так получается потому, что перепад давлений между зонами испарения и конденсации, нужный для формирования перепада температур, создается самой гравитацией. Но он исключительно мал. По расчетам, в моей модели он составлял всего около 10н/м². А для того, чтобы сделать преобразование гравитационной энергии экономически выгодным, необходимо иметь перепад давлений между зонами испарения и конденсации в 200-300 н/м². Такой перепад можно осуществить в так называемой гравитационной электростанции, статья о которой появится в самое ближайшее время.
