""Les machines à vapeur moderne exploitent la force des très hautes pressions. Mais d'où vient leur formidable puissance ? A mon avis, d'une accélération de la vitesse des molécules de vapeur d'eau. Auquel cas, la machine représentée ci-dessous doit fonctionner.
Le fluide utilisé (20) est pulvérisé en très fines gouttelettes, parce que leur forme, sphérique, permet d'avoir à la fois : une surface d'évaporation maximum, et des forces d'attractions intermoléculaires minimum. La source de chaleur (4) doit donc être adaptée au chauffage de ces gouttes. Et comme les molécules de surface des liquides s'évaporent logiquement en premier, leur libération tend à refroidir les gouttes, à pomper la chaleur du cœur des gouttes, si bien que le liquide restant qui tombe au fond de la cuve isolée (1) doit être froid.
Il doit être réchauffé, surtout en surface, pour ne pas produire une condensation de la vapeur. Nous le ferions grâce au circuit (7) qui, par le biais d'un fluide de transfert thermique, récupérerait la chaleur libérée par la condensation du fluide (18) à la sortie du compresseur (17). Sur le dessin, nous voyons que ce circuit permet aussi un réchauffement du fluide avant sa pulvérisation. Nous voyons que le liquide vaporisé peut venir soit du condensateur (20), soit du générateur de vapeur (2), par le biais du circuit court (5), qui a pour fonction de limiter la quantité de liquide qu'il contient.
Il doit être réchauffé, surtout en surface, pour ne pas produire une condensation de la vapeur. Nous le ferions grâce au circuit (7) qui, par le biais d'un fluide de transfert thermique, récupérerait la chaleur libérée par la condensation du fluide (18) à la sortie du compresseur (17). Sur le dessin, nous voyons que ce circuit permet aussi un réchauffement du fluide avant sa pulvérisation. Nous voyons que le liquide vaporisé peut venir soit du condensateur (20), soit du générateur de vapeur (2), par le biais du circuit court (5), qui a pour fonction de limiter la quantité de liquide qu'il contient.
La vapeur produite s'échappe ensuite du générateur en formant une colonne (11) qui l'aspire. La pression est maximum près de la surface du liquide à cause de son évaporation, à cause des nouvelles molécules qui s'évaporent sans cesse, et cette pression tend à pousser les dernières libérées vers la colonne montante centrale où la pression est faible.
Du coté condensateur (10), tout est fait pour favoriser une liquéfaction de la vapeur avec une dépense d'énergie minimum. Et pour cela, l'apport de froid n'est pas le seul fait important. Il y a d'abord le heurt des molécules avec les ailettes de la turbine (14). Elles s'empilent les unes sur les autres, emportées par leur élan et leur inertie, ce qui les comprime fortement. Cette compression doit amener une émission de chaleur qui peut être récupérée (comme cela se fait déjà dans certaines centrales thermiques). Mais aussitôt après, avant qu'elles aient eu le temps de se dilater ou détendre, elles sont saisies par le circuit de refroidissement extérieur (15), qui pompe leur chaleur, grâce à un circulateur (16) et une source froide (21). Après cela, les molécules qui sont plus froides, mais encore gazeuses, sont aspirées par les ailettes d'un compresseur axial (17) qui fait croître leur vitesse, pour qu'immédiatement après, elles soient davantage comprimées par un goulet d'étranglement bordé de lames (19).
Emportés par leur élan, les noyaux des molécules se retrouvent alors suffisamment proches pour se condenser, et annuler la force de dilatation de la chaleur (comme je l'explique dans mon étude critique de l'énergie cinétique).
Cela produit une chute de pression qui fait que l'énergie dépensée pour la condensation est toujours moins importante que celle dépenser pour l'évaporation. C'est pour cela que le débit de la liquéfaction peut augmenter sans que la consommation énergétique du compresseur augmente, du fait que la condensation du fluide produit une dépression qui diminue son travail. Et pour empêcher que la chaleur émise par la liquéfaction contrarie ce processus, elle est récupérée par le circuit (7) qui la transmet au générateur de vapeur.
De l'énergie sans combustible
En fin de compte, pour produire beaucoup d'énergie, nous avons seulement besoin d'installations d'une taille suffisante, et qui soient conçues pour nous en fournir beaucoup.
D'où vient la puissance des centrales nucléaires
A mon avis, la formidable puissance des centrales nucléaires provient plus de leur taille, de l'énergie de l'évaporation et de la pression de la vapeur, que de la fission nucléaire. A ce propos, il faut s'intéresser à la courbe de vaporisation de l'eau. Elle nous montre que la pression de la vapeur augmente d'une façon exponentielle avec la température, qu'elle est de 1 bar (ou kg par cm²) à 100°C, de 16 bars à 200°C, et de 90 bars à 300°C. Mais par sécurité les centrales nucléaires font travailler la vapeur à une pression moins élevée.
A l'aide de la formule simple de l'énergie cinétique (e = 1/2mV²) on peut facilement calculer la vitesse moyenne des molécules de vapeur d'eau qui frappent les turbines à la sortie de leurs générateurs de vapeur. Les générateurs de 900 mégawatts ayant un débit moyen de 601,91 kg de vapeur par seconde, on peut calculer que les molécules de vapeur d'eau qu'ils produisent doivent aller à la vitesse de 1732 m/s. Et nous savons aussi que cette vitesse très élevée est obtenue à l'aide d'une pression de 72,3 bars.
Pour obtenir une pression aussi importante avec la vapeur d'eau, on a besoin de beaucoup de chaleur. C'est pour cela que la fission nucléaire est employée. Mais que se passerait-il si nous utilisions un autre fluide ? Ne pourrions-nous pas obtenir une énergie cinétique aussi importante avec moins de chaleur ? Que se passerait-il si, par exemple, nous utilisions du CO2 à la place de l'eau ? Nous savons que les molécules de CO2 sont deux fois et demi plus lourdes que celles de l'eau, et que la vapeur de CO2 peut aussi parvenir à des pressions de 73 bar, mais à seulement 31°C. Autant dire que nous pourrions lui fournir cette chaleur avec une simple pompe à chaleur qui consommerait très peu d'énergie.
Cela produit une chute de pression qui fait que l'énergie dépensée pour la condensation est toujours moins importante que celle dépenser pour l'évaporation. C'est pour cela que le débit de la liquéfaction peut augmenter sans que la consommation énergétique du compresseur augmente, du fait que la condensation du fluide produit une dépression qui diminue son travail. Et pour empêcher que la chaleur émise par la liquéfaction contrarie ce processus, elle est récupérée par le circuit (7) qui la transmet au générateur de vapeur.
De l'énergie sans combustible
Du fait que l'évaporation des molécules est un phénomène explosif, ce dispositif devrait produire plus d'énergie qu'il en consomme. Il faut penser que nous vivons à environ 300° kelvin, dans un environnement où il y a énormément de forces stockées dans tous les solides et liquides, de forces verrouillées par des facteurs qui se conjuguent – températures, pressions, compositions, formes, disposition et environnement des molécules... –.
Nous savons que rien ne se perd, rien ne se crée. Mais cette loi ne signifie pas que l'énergie devrait toujours venir des explosions, combustions, fusions et fissions. Nous associons plus facilement l'énergie au chaud qu'au froid. Mais en réalité, elle vient toujours de contrastes, de différence de potentiel, de niveaux (pour l'eau) ou de température. Nous baignons dans une infinité d'ondes et de cycles qui reflètent cela, et qui s'expriment avec des forces d'attractions et de répulsions qui ont une infinité de centres, de centres qui interagissent les uns sur les autres, et qui sont influencés par des champs électriques, magnétiques et gravitationnels, par des interactions et des formes. Nous ne vivons pas dans un monde simple.
Dans les centrales thermiques actuelles, l'énergie de l'évaporation est canalisée pour donner une accélération très importante à des molécules, alors qu'à l'état naturel, leur énergie est immédiatement absorbée par leur environnement.
Nos machines à vapeur ne font que canaliser des forces qui existent déjà, parce que nous vivons à 300° Kelvin, dans un environnement énergétique, un environnement qui contient des forces puissantes emprisonnées partout. De plus, rien n'indique que pour recharger les liquides en énergie nous devions en dépenser autant qu'ils peuvent en fournir, parce que pour produire ce rechargement, nous n'avons besoin que du froid et d'une compression, une compression qui est en partie fournie par notre consommation d'énergie, qui fait partie du cycle. Sur cette compression, les spécialistes disent : « l'énergie dépensée au moment de la compression est proportionnelle au logarithme du rapport des pressions, ce qui signifie que la dépense est la même pour comprimer une masse de gaz de 1 à 10 atmosphères ou de 10 à 100. » http://fr.wikipedia.org/wiki/Georges_Claude
En fin de compte, pour produire beaucoup d'énergie, nous avons seulement besoin d'installations d'une taille suffisante, et qui soient conçues pour nous en fournir beaucoup.
D'où vient la puissance des centrales nucléaires
A mon avis, la formidable puissance des centrales nucléaires provient plus de leur taille, de l'énergie de l'évaporation et de la pression de la vapeur, que de la fission nucléaire. A ce propos, il faut s'intéresser à la courbe de vaporisation de l'eau. Elle nous montre que la pression de la vapeur augmente d'une façon exponentielle avec la température, qu'elle est de 1 bar (ou kg par cm²) à 100°C, de 16 bars à 200°C, et de 90 bars à 300°C. Mais par sécurité les centrales nucléaires font travailler la vapeur à une pression moins élevée.
A l'aide de la formule simple de l'énergie cinétique (e = 1/2mV²) on peut facilement calculer la vitesse moyenne des molécules de vapeur d'eau qui frappent les turbines à la sortie de leurs générateurs de vapeur. Les générateurs de 900 mégawatts ayant un débit moyen de 601,91 kg de vapeur par seconde, on peut calculer que les molécules de vapeur d'eau qu'ils produisent doivent aller à la vitesse de 1732 m/s. Et nous savons aussi que cette vitesse très élevée est obtenue à l'aide d'une pression de 72,3 bars.
Pour obtenir une pression aussi importante avec la vapeur d'eau, on a besoin de beaucoup de chaleur. C'est pour cela que la fission nucléaire est employée. Mais que se passerait-il si nous utilisions un autre fluide ? Ne pourrions-nous pas obtenir une énergie cinétique aussi importante avec moins de chaleur ? Que se passerait-il si, par exemple, nous utilisions du CO2 à la place de l'eau ? Nous savons que les molécules de CO2 sont deux fois et demi plus lourdes que celles de l'eau, et que la vapeur de CO2 peut aussi parvenir à des pressions de 73 bar, mais à seulement 31°C. Autant dire que nous pourrions lui fournir cette chaleur avec une simple pompe à chaleur qui consommerait très peu d'énergie.
On pense que ce n'est pas possible, qu'il doit y avoir une anomalie, que le CO2 est forcément mauvais, que sa liquéfaction doit consommer toute l'énergie qu'il peut produire ! Que ces choses-là ont dues être testées milles fois ! Mais à vrai dire, on n'investit jamais dans des expériences dont les résultats ne sont pas prévus par une théorie. Et inversement, on peut dépenser des sommes astronomiques en voulant démontrer que des idées fausses sont justes. C'est pour cela que l'erreur de la théorie cinétique est grave.(Ma proposition d'utiliser le CO2 n'est qu'un exemple. La recherche d'un bon fluide fait partie des recherches intelligentes et importantes).
Comme une tornade
Comme une tornade
Les très hautes pressions jouent donc un rôle crucial, et tous les fluides ne se valent pas. Mais avons-nous vraiment besoin d'elles ? Il faut savoir que dans un récipient totalement fermé, les molécules qui s'évaporent font monter la pression. Cette augmentation de la pression tend à limiter l'évaporation et à réduire leurs mouvements, comme celui des humains dans une foule compacte. Mais que se passe-t-il si le récipient est pourvu d'un trou au centre, comme dans le générateur de vapeur des centrales thermiques et nucléaires ?
La pression doit être maximum au dessus du liquide qui s'évapore. Mais comme il y a un trou où la vapeur peut s'échapper, il y a forcément une très forte poussée des molécules en direction de cette sortie. Elle est d'autant plus forte si derrière ce trou nous avons un espace quasiment vide ou très fortement dépressurisé. Dans ce cas, les molécules de vapeur doivent se précipiter vers cette sortie, en formant comme une tornade à l'intérieur du récipient. Et comme dans les tornades, la pression au centre de la colonne montante doit être bien plus faible qu'autour d'elle. Les molécules doivent accélérer et prendre de l'énergie, ce que confirme les calculs de la vitesse de la vapeur d'eau à la sortie des générateurs de vapeur des centrales nucléaires. On peut donc dire, que si la puissance des moteurs thermiques est aussi importante, c'est qu'ils fabriquent artificiellement des tornades.
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