196
Глава 5.
ставлять 20 - 30 м/с, а это уже ураган. Сами же циклоны перемещаются по поверхности земли со скоростью 50-60, иногда до 100 км/час. Это значит, что скорость их перемещения соизмерима со скоростью движения воздуха в самом циклоне. И потоки воздуха во всех этих образованиях - смерчах, тайфунах и циклонах движутся по винтовой траектории.
I I I I
|
1 \| 1 1 1 1 1 р '/' 1 !\ | I \ |
\у\ —Т 1 1 1 1 1 i> 1 !\! 1 V..8. ! I I |
|
1 1 о 1 1 |
1 1 г 1 1 |
|
! !* |
1 1 /Г* 1 |
|
1 1 |
/|\ 1 |
|
1 1 |
1 1 ' 1 |
|
1 1 |
/ 1 4L . |
|
\ ! /о 1''/ | м' 1 1 I | |
! ! ' 1 1 1 1 1 1 1 | |
|
' ч I /К1 |
1 1 /In 1 |
|
1/ 1V |
✓ 1 \ 1 |
|
1/ 1 ' |
' 1 \1 |
|
1 1 |
1 V |
|
/1 1 |
1 \ |
|
1 1 |
| 1 v г |
|
0 |
г |
Рис. 6.6. Цилиндрический газовый вихрь: поперечное сечение вихря (а); распределение плотности газа (б); эпюра касательных скоростей (в); зависимость угловой скорости вращения газа в вихре от радиуса (г)
Исследования воздушных вихрей показали, что все они имеют трубчатую структуру, в которой стенки вихря уплотнены, центральная часть разрежена, а вращающиеся с большой скоростью стенки отделены от окружающей среды пограничным слоем (рис. 6.6).
Эфиродинамические подходы к разрешению энергетического
кризиса 197
В этом слое происходит переход от относительно небольшой плотности воздуха в окружающем вихрь пространстве к значительно более высокой плотности воздуха в теле вихря. В пограничном слое происходит также переход температуры от относительно высокой в среде к более низкой в теле вихря.
В соответствии с газовой механикой градиент скорости потоков газа, т.е. отношение разности скоростей потоков к расстоянию между потоками приводит также к перераспределению давления газа внутри пограничного слоя.
По мере закрутки центрального потока воздуха центробежная сила станет выгонять молекулы воздуха из центра на периферию, и давление в центре вихря начнет снижаться. По мере снижения давления внешнее давление начнет поджимать вихрь, и его диаметр начнет уменьшаться. Тогда в соответствии с законом постоянства момента количества движения скорость вращения начнет увеличиваться, и давление в центре будет снижаться еще больше. Произойдет лавинное сокращение диаметра вихря и соответствующее увеличение линейной скорости перемещения воздушных масс по его периферии, обратно пропорциональное отношению диаметров вихря в начале и в конце процесса. И если первоначальный диаметр вихря составлял 1 км, а в конце процесса всего 10 м, то есть диаметр сократился в 100 раз, то скорость потока газа возрастет в 100 раз, а энергия в 10 тысяч раз. Если начальная скорость бокового ветра составляла всего 1 м/с, то скорость движения стенки вихря в конце процесса составит 100 м/с, а это уже скорость урагана.
Получается, что формирование вихря атмосферой Земли происходит самопроизвольно, и при этом потенциальная энергия давления воздуха, окружающего вихрь, преобразуется в кинетическую энергию вращения вихря. Этот процесс, несомненно, существующий в природе, полностью противоречит представлениям Начал термодинамики, если его рассматривать в локальной области.
Однако это не все.
