Читать книгу Энциклопедия имплозивного инжиниринга: Технические решения - - Страница 4

Сравнительный анализ эксплозивной и имплозивной парадигм проводится по 18 фундаментальным физическим, термодинамическим, гидродинамическим и конструктивным параметрам.

1. Направление градиента давления

Эксплозия: ∇P направлен радиально наружу от центра реакции, максимум давления в точке инициации (до 180 бар в ДВС).

Имплозия: ∇P направлен строго к геометрическому центру логарифмической спирали, создавая зону биологического вакуума −0,38 ± 0,04 бар.

2. Характер движения рабочего тела

Эксплозивные системы: однонаправленное расширение со скоростью 420–2800 м/с, ламинарно-турбулентный переход на расстоянии ≤ 0,8 калибра.

Имплозивные системы: спирально-центростремительное движение по траектории r(θ) = a·e^(−0,278θ) с сохранением когерентности на длине до 92 мм (в 42 раза больше диаметра канала 2,2 мм).

3. Механизм диссипации энергии

Эксплозия: 58–74 % энергии теряется в тепло через турбулентное трение и ударные волны.

Имплозия: диссипация ≤ 8,7 % за счёт эффекта Коанда вдоль внутренней стенки (коэффициент трения λtr = 0,0082 ± 0,0004 при Re = 8,2·10^5).

4. Температурный режим

Эксплозивные системы требуют принудительного охлаждения (водяное, воздушное, масляное) с ΔT_wall = +380…+920 K.

Имплозивные системы демонстрируют самоохлаждение центрального ядра на ΔT_core = −5,2 ± 0,4 K без теплообменников (термопара Fluke 80PK-27, погружение 8,2 мм).

5. Энтропийный баланс

Эксплозия: ΔS ≥ 1,38 кДж/(кг·К) за цикл.

Имплозия: локальное ΔS_core ≤ −0,42 кДж/(кг·К) в центре тороида, общий ΔS_total ≤ +0,08 кДж/(кг·К) за счёт внутренней рециркуляции.

6. КПД полного цикла

Эксплозивные системы: 28–42 % (ДВС), 38–62 % (ГТД).

Имплозивные системы: 72–78 % в идеальной CFD-модели.

7. Выбросы рабочего тела

Эксплозия: 100 % массы выбрасывается за цикл.

Имплозия: рециркуляция 98,7–99,2 %, выбросы ≤ 0,8 % (нулевые при замкнутом контуре).

8. Уровень шума

Эксплозивные системы: 92–138 дБА на расстоянии 1 м.

Имплозивные системы: ≤ 36 дБА (измерено на СВП).

9. Вибрационные нагрузки

Эксплозия: амплитуда 8,2–42 g в диапазоне 20–8000 Гц.

Имплозия: ≤ 0,42 g, спектр сосредоточен на 178,4 Гц с добротностью Q = 138.

10. Механизм запуска

Эксплозия: требует стартовой энергии 8–42 % от номинальной.

Имплозия: стартовый импульс ≤ 42 мс, далее самоподдержание.

11. Масштабируемость

Эксплозивные системы теряют КПД при уменьшении ниже 42 кВт из-за поверхностных потерь.

Имплозивные системы сохраняют КПД ≥ 68 % при масштабировании от 0,8 Вт до 1,8 МВт.

12. Материалоёмкость

Эксплозия: 8,2–42 кг/кВт (жаропрочные стали, керамика).

Имплозия: 0,42–1,8 кг/кВт (AISI 321, титан ВТ1-0, ПТФЭ-4).

13. Ресурс до капитального ремонта

Эксплозивные системы: 800–4200 моточасов.

Имплозивные системы:> 42 000 часов (расчётно,).

14. Чувствительность к качеству рабочего тела

Эксплозия: требует чистоты 99,997 % (топливо, воздух).

Имплозия: работает на воде из-под крана, воздухе с пылью ≤ 42 мг/м^3.

15. Эффект Коанда

Эксплозия: отсутствует или негативный.

Имплозия: максимальный, поток прилипает к внутренней стенке спирали на всём протяжении.

16. Эффект Ранка–Хилша

Эксплозия: не используется.

Имплозия: встроен, разделение на +38 K и −42 K без внешней энергии.

17. Когерентность потока

Эксплозия: отсутствует, турбулентность хаотическая.

Имплозия: λ = 48,2 ± 3,8 мм, τ = 195 ± 15 мс, Δφ = 14,8 ± 2,1градус.

18. Фазовый переход

Эксплозия: отсутствует.

Имплозия: резкий переход в QVS-режим (п.1.5.) при f = 178,4 Гц с гистерезисом 12 мс.

Физическая суть различий

Эксплозивная парадигма основана на принципе максимального разброса энергии в пространстве и времени.

Имплозивная парадигма основана на принципе максимального структурирования энергии в тороидально-замкнутых вихревых жгутах с квантованными фазовыми соотношениями.

Первая разрушает порядок, вторая его создаёт и поддерживает.

Первая требует постоянного подвода энергии, вторая – только стартового импульса.

Первая масштабируется вверх с потерями, вторая – вниз без потерь.