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中国有追真求恒,何有电荒魔撕咬?  

2012-05-25 08:48:14|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国有追真求恒,何有电荒魔撕咬?

——《地球重力连续转矩能机械装置发电》数理推导说明

中国人追真求恒


作者追真求恒前言:      全球人类保命、延续、突破性的中国自主科技创新知识产权——地球重力连续转矩能发电装置系列,最后一项,【重力双轮联动获转矩能增量发电装置】201110293678.X 发明15期 2012—4—11已公开。发明人张念东(追真求恒)。  至此,系列(共10项国家发明专利申请,全部已获得国家知识产权局公告,取得了国家知识产权的保护中华民族可以骄傲的率先西方强国,像当初英国瓦特发明蒸汽机那样,令自己祖国就一跃成为“日不落”国家。使全球发电连续地球重力当能源,步入了全球划时代的永动机发电的科学壮丽殿堂!(本文附图请查阅国家发明公告201110293678.X 发明15期 2012—4—11该装置详细科普介绍文章请看人类要延续必须重力连续发电!http://znd56.i.sohu.com/blog/view/217104013.htm  

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一、装置介绍

【重力双轮联动获转矩能增量发电装置】201110293678.X 的简化分析模式可用下图表示:

如图,对该发明的机械装置进行说明如下:

该发电装置的转动输出轮中心为O1,取相对固定在该转轮上的任一对绕轴心O1转动的连接杆及其上的重锤作为研究对象,如图连接杆 AA’BB’长度是相同的,设其长度为l,连接杆在向心方向上是可移动的,其与水平面的夹角为α,以O为圆心的固定偏心轮的作用是将连接杆的一端AB点铰接到其圆周上,且可在其上滑动。在连接杆的另一端A’、 B’安装有重锤。

偏心距O O1的长度设为d,偏心轮的半径为r,重锤的重力均为G=mg


二、一对重锤在重力作用下产生的合转矩大小的计算

1、计算公式推导:

O1为圆心的这一对重锤,其重力在旋转时可分解为沿切线方向上的分力Fa Fb,以及指向圆心O1方向上的分力Fa’ Fb’。此时分力Fa’ Fb’力矩为0不产生转矩,只有Fa Fb才产生转矩,其产生的合转矩M合的大小为(这里

先暂忽略摩擦造成的阻力矩):

M= Ma- Mb = Fa* O1 A’ Fb* O1 B’

       =G * cosα*O1 Al)-G * cosα* O1B l

    = mg * cosα* O1 A - O1B

现设O1A的长度为aO1B的长度为b,则得出转矩大小为:

M= mg * cosα*- b

  在三角形OO1A和三角形OO1B中,利用余弦定理,可得出计算ab的算式为(其中d为偏心距、r为半径)

a2  + d2 - 2*a*d* cosα = r2           (式一)

b2  + d2 - 2*b*d *cosπ- α) = r2   (式二)

  用式一减去式二,变形可得:

a2 - b2  =  2*a*d* cosα2*b*d *cosπα

                =  2* d* cosαab

从而可得出:- b  = 2* d* cosα

则合转矩:    M= 2 mgd cos?α  

      

2.合转矩函数分析

作出M= 2 mgd cos?α的函数图形如下:

该转矩的大小与随其与X轴的夹角α的变化而变化,且M≥0。即这对重锤产生的转矩除了在垂直状态为零外、转矩永远存在为正。且:

α = 0°时,cosα= 1,最大转矩M max = 2mgd 

α =π/4、即45°时,cosα=√2 / 2,转矩M = mgd = M max /2 

α =π/2、即90°时,cosα=0,最小转矩M min = 0 


三、多对重锤在重力作用下产生合转矩的大小计算

1、两对重锤情况分析

任一瞬间两对(四个)重锤与X轴的夹角设为α1α2由于重锤是均匀分布的,之间均应保持90°夹角大小,即:

α2=α1π/2

此时两对重锤产生的转矩函数是间隔π/2的转矩输出的叠加。

M=M1M2 =2 mgd (cos?α1cos?α2)

利用数学公式不难推算出:cos?α1cos?α2 =1

即此时:M= 2 mgd

(分析说明:此时合转矩为恒定值,不再随夹角α而变化)

2、四对重锤情况分析

任一瞬间四对(八个)重锤与X轴的夹角设为α1α2α3α4、由于重锤是均匀分布的,之间均应保持45°夹角大小,即:

α2=α1π/4α3=α1π/2α4=α13π/4

此时四对重锤产生的转矩函数是间隔π/4的转矩输出的叠加。

M=M1M2M3M4=2 mgd (cos?α1cos?α2cos?α3cos?α4)

利用数学公式可推算出:cos?α1cos?α2cos?α3cos?α4 =2

即此时:M= 4 mgd

3、六对及以上重锤情况分析

任一瞬间六对重锤与X轴的夹角设为α1α2α3α4α5α6,同理由于重锤是均匀分布的,之间均应保持30°夹角大小,即:

α2=α1π/6α3=α1π/3  ……

此时六对重锤产生的转矩函数是间隔π/6的转矩输出的叠加。

M=M1M2M3M4M5M6

=2 mgd (cos?α1cos?α2cos?α3cos?α4cos?α5cos?α6)

利用数学公式也可推算出:

cos?α1cos?α2cos?α3cos?α4cos?α5cos?α6 = 3

即此时:M= 6 mgd

同理,对于十二对重锤情况进行分析计算,同样我们可以得出:

M= 12 mgd

……

四、结论


    1、当重力锤大于一对时,其合转矩输出M合是恒定为正的(顺时针方向),与其夹角(即瞬间所处的位置)无关。其大小仅与偏心距大小和重锤重量正相关。


2、以上计算出的合转矩输出M合是在没有任何机械摩擦情况下的值。但只要合理增加重锤重量和偏心距大小,通过改进和提高加工精度去减少摩擦阻力矩,总可以使“M合>摩擦阻力矩,此时,该装置在任一瞬间始终处于失稳状态,可以得到一个始终方向恒定(附图为沿顺时针方向)的转动的原始力矩,但《分布式地球重力连续转矩能发电装置》设计有导轨,那么,M= 6 mgd《分布式地球重力连续转矩能发电装置》见上图:(分布式地球重力连续转矩能发电装置俯瞰平面图)


    其d计算,也可等于最大外圆x轴上伸出的长臂F减短臂f差的1/2代入。由此得出结论:该装置仅在重力作用下就可永动起来。上面是该装置静力分析的转动增量转矩数理推导,对于装置圆周运动的用M合旋转转速为n的输出功率可以用台架试验方法测定,即用测功器测定有效转矩和轴线角速度,然后运用以下的公式便可计算出发动机的有效功率。PeM·(2π·n60)1000M·n9550(kW)其中:M——有效转矩,N·m, n——装置转速,rmin有效扭矩的最大值称为最大转矩,有效功率的最大值称为最大功率。

即用公式;Pe=M*n*/9550Pe是输出功率,单位: KW

M合单位: N·mn是小电机输入转速,单位: rmin 。)


   注:Pe=M*n*/9550——公式略去已经均设计为滚动摩擦的阻力距及小电机的输入功率。以固定的地面相对运动的所有零件,要提高输出发电功率Pe效率,必须用相对重力锤的轻质材料制造。


例:制造发电额定功率10KW的发电机,其计算如下,

M= 6 mgd =6 *20 *10 * 0.15 = 180(NM) 

(注:其计算代入数据来之笔者设计的制造图纸,制造其工艺已经过实践检验),

  因为:Pe=M*n*/9550

  所以:Pe=180*600/9550 =11.3(KW),额定发电功率视为10KW

《完》

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