◉ 简介和目标:
在过去的五十年里,地球大气中臭氧分子的体积减少了约4%。事实上,在过去的五十年里,消除地球平流层的化学过程的主要催化剂正是人类产生的卤素原子!由于工业生产和消费循环对电力的需求不断增长,我们持续看到科技化学品、碳和重型化石燃料燃烧推进剂的显著增加,这导致了大量N2O氮氧化物的产生。这些化学物质是温室气体增加和气候模式变化的主要原因。
近年来,随着气温升高,臭氧层损耗(ODS)作为温室气体排放主要贡献者的作用愈发凸显。鉴于对防止臭氧层进一步破坏的担忧,以及电力需求旺盛的行业趋势,我构思了建造一座使用清洁免费能源的大型发电厂的构想。然而,迈向清洁可再生能源的进程需要跨国界的决心,以改变个人和集体文化中减少不可再生能源使用的态度。但国际社会仍然有机会利用清洁能源替代化石燃料,从而防止生物资源的流失。
◉ 发明技术描述:
在悬挂物体的钟摆运动中,我们可以利用物理原理,在物体运动逐渐减少的阶段阻止其持续平衡。异常运动的间歇时间与
根据物理学基本原理之一的"万有引力定律",每个物体都有质量,并且能够吸引另一个质量物体。换句话说,两个物体之间的引力牵引力取决于它们的质量和它们之间的距离,因为所有物体的内部结构都是由物质构成的,引力的作用方向与两个物体的质量成正比,与它们中心的平方成反比。引力势能的属性之一就是它的引力。这意味着,一个物体的质量越大,它的引力就越强,就像在天文物理学中,大型行星会对其外围质量产生越来越大的引力。
利用这些原理(物理学和动力学),我们可以计算出质量与加速度(源自重力)乘积的方程,并确定达到特定加速度所需的质量。换句话说,下落金属球的加速度产生的力的参数与球的质量直接相关,因此,如果金属球更大、质量更大,它就能产生更强的电荷,因为它比非常小的球更重。
基于这一原理,可以利用重力作用下大质量物体垂直下落时产生的高势能。但为了使垂直下落运动间歇性地进行并利用其高能量,我运用了顺序压力原理,在车轮运动中创造了一个周期性循环。我必须克服的下一个挑战是,为了实现稳定且周期性的运动循环,我们需要消除任何形式的阻力(摩擦力),即使是微不足道的阻力。
基于热力学第一和第二定律的固有特性(即摩擦产生过程中温度与能量的关系),必须注意补偿该系统的能量损失,因为对于这样一个处于连续旋转运动周期的系统,热量的循环积分肯定等于系统每个轮子的效率的循环积分,并且随着运动周期的继续,系统内部能量平衡(宏观)会发生变化,从而导致一些能量损失。另一方面,轮子连续旋转的各个组成部分的奇异熵之和会随着时间的推移而增加,最终这种状态变化也会增加轮子旋转系统的能量损失。虽然这些能量损失的量非常小,可以通过每年的更换和维护来改善,但我针对这两个热力学原理考虑的解决方案是在每个轮子的轴上使用一个非常小且低功率的机械驱动电机,这可以给机芯充电并补偿摩擦损失的减少。
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从计算机模拟(本文末尾的视频)中可以看出,重力马达轮中滚珠的运动路径与钟摆运动的路径截然不同。钟摆运动中,滚珠的运动由水平往复运动逐渐减弱,直至由于压力因素的消失而完全静止;而重力马达轮中,滚珠的运动方向只有一个,那就是向前。这是因为,随着下一个滚珠达到下落高度,下一个滚珠被垂直向下抛出,轮子运动周期的持续蓄能产生了继续运动所需的压力和力。
安装在车轮上的每个金属球都设计得非常大体积和质量,以增加旋转运动中的加速度和更大的压力功率。这是因为通过增加每个球的重力加速度(由于其质量很大),为轴线的旋转和在下落循环阶段放置下一个球的可能性创造了更大的压力电荷。每个金属球都安装在一个灵活的双关节液压臂的末端。这些液压臂帮助球不受阻碍地落下,并提供更多的压力电荷以继续车轮的运动。此外,当球到达其下落路径的末端时,位于每个臂中间的液压接头会弯曲,这样球就可以通过放置在较小的半径上来利用离心力,并且轴继续以更平稳和更连续的运动旋转。
重力马达轮子上的压力电荷越强越大,轮子运动的循环频率就越连续。重力马达由7个轮子组成,轮子距离主轴半径为4米,位于一根轴上。为了从重力压力电荷中获得最大推力,每个轮子的两侧安装了6个与机械臂相连的金属球,以使轮轴的旋转节奏更强。换句话说,每个轮子由两侧12个金属球组成,通过24个强大的机械臂和12个液压接头连接起来。每个金属球(不包括连接杆)的重量约为1000公斤,所有7个轮子都位于与混合变速箱相连的主轴上。
混合变速箱负责将动力从车轮轴传输到发电机转子,并通过将角加速度从大半径齿轮传输到小半径齿轮,实现最大功率利用和转速扭矩比的高效化。在动力传输路径的延续过程中,混合变速箱的轴与发电机转子相连,使发电机持续旋转并产生电能。实际上,混合变速箱增加了轴旋转的力和速度,并产生强大的机械扭矩来驱动发电机转子旋转。
在设计该发电厂时,我仅使用了一台大型高压发电机,将所有车轮的扭矩连接到一个输出轴。然而,也可以通过将每个车轮的扭矩分配到单独的变速箱来使用多台高压发电机,因为这些发电机可以直接连接到电网,而无需升压变压器。高压发电机是重力发电厂最合适的选择,因为它效率高、维护和维修成本低、负载损耗低,并且不会对环境造成破坏性影响。通过升级电缆技术,此类发电厂中多台发电机的输出电压容量可以提高到3000千瓦以上。
高压发电机产生的电力经过变压器的优化和调节,然后通过传输线输送到电网。此外,通过将产生的电能储存在新一代电池中,可以避免电力需求高峰或产量暂时下降期间出现任何问题,尤其是在任何重力轮发生故障时。这在重力轮维修和检查期间尤为重要。
建设利用清洁、强大的重力能发电厂,既可以帮助大幅减少世界各地的气体污染物,又可以作为现代化、大规模的基础设施,加速国际社会的政策制定,鼓励更多国家使用可再生、环保的资源。
与其他发明一样,该发明也具有进一步开发和优化的潜力,其商业化可以为减少环境恶化做出重大贡献。
◉ 本视频动画创作者:Ali Pourahmad
◉ 本视频的音乐作曲家:Ali Pourahmad
◉ 叙述者:阿里·普拉哈迈德
◉ 语言:英语
◉ 字幕:无
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