提取液体内能装置的机理研究

提取液体内能装置的机理研究

创新之处及关键技术

通过对物体在流体中做功与在重力场中做功具有相似特征的分析研究，得出浮力场是可以通过重力场产生和消灭的均匀力场（次生场）结论，并依据该理论成功的研制出相关装置，验证了输出能量的最小值可以高达160%（理论值为200%）实验结果。通过理论及实例的研究，确立了浮力场的建立以及可以作为第五大力场意义，对传统理论的补充及研究方向起到了抛砖引玉的作用。

本课题研究的意义及同类研究国内外研究的现状、知识产权状况与存在的问题，并列出主要参考文献

由于不同力场具有不同的特性，（例如地球重力场对已知物体都有引力，磁场只对铁有引力，而物体在水中受到的浮力在任何位置都不变等，）物体在不同力场中做功时获得的能量也不同，所以当物体从一个力场向另一个力场运动时，会因物体做功的能力不同产生一个场能。因为浮力场是重力场的次生场，可以由重力场产生和消灭为能量的循环提供了条件，并且浮力场处于地球重力场保守力系统中，因而场能很容易被人们提取为人类服务，为解决面临的能源问题做出了积极地贡献。

由于浮力场不在已经知道的4大固有力场之内，加之机械能守恒定律定义物体是受场力作用，而本项目必须交待能量的来源问题，所以是以重力场场能定义的，是以能量的方式解释物体做功的，由于是假设的不是公知理论，因而研究成果处于假说阶段公开的很少，并且无法作为基本理论应用，因而只能用实例发生的现象去假设反推理论依据。

在日本，目前通过使用永磁铁-电磁体和脉冲电流产生闭锁式开关运动的继电器已步入市场，其输出输入能量比为12！但是目前还无法将能量释放出来。由于目前国外相关产品专利都是利用的磁能，与本项目属于不同的技术领域，因而产生的专利和知识产权与本项目关联性不大。

主要参考文献：

1、《工程流体力学》浙江大学 毛根海主编 高等教育出版社

2、《世界发明论评》 2002年第1期 国家专利局 赵国虹

本课题的研究内容、研究目标和拟解决的关键问题

研究内容：

1、浮力场的建立。

物体在水中产生浮力，浮力的大小与物体的体积有关，这和在重力场相似与重力场不同的是浮力不受在水中位置的影响，可以看做是一个均匀力场。其特征是：浮力场能在满足机械能守恒的条件下，由重力场产生和消除的次生场。其意义在于通过浮力场的产生和撤销使物体做功不需要回程，也就是通过转换浮力场的位置使物体往复运动，实现能量（做功）的连续性。

2、物体在不同流体中做功与流体密度的关系。

物体在流体中产生的浮力取决于流体的密度，研究物体重量和浮力的做功关系只有在地球重力场下才有意义，因而浮力做功需要浮心上下运动。浮心在高密度流体中向上运动一定高度后，转向低密度流体再向下运动回到起点，就会形成浮力做功的差，大小与两种流体的密度有关。其意义在于物体垂直转动时重心上升和下降总势能不变不做功，但会产生浮力差做功或浮力转换为重力做功，由于都是通用技术很容易提取能量为人类服务。

上述与苹果落地时能量传递和做功现象正好相反，苹果是从低位能向高位能运动势能做功，本例是旋转体从高位能向低位能运动势能不变，而能量（内能或场能）释放。与“烟筒效应”类似。

3、输出大于输入装置或内能提取机的研制

根据上述原理，机构虽然很简单但精度要求很高，需要解决很小能量下的密封及阻力问题。实验机的目的是用输出能量提供输入能量使机构运动。

4、制作动态演示软件。

关键问题：需要制作模具来保证精度要求，完善密封技术与结构。

本课题的特色和创新之处（与国内外类似研究比较）

本课题来源于事物的基本点，就像苹果落地一样简单，非常容易达到目的。其特色在于使用的是内能作为动力，这和传统的外部动力不同，由于内能的释放速度可以随人们的意愿，所以不同时间输出的功是不变的，也就是输出功率与时间无关，因而单位时间获得的能量可以人为控制。

与日本开发的电路继电器不同，虽然他们可以得到1:12巨大输出比，但只是瞬间获得无法输出能量。而本课题研发的装置创新之处是可以改变浮力场位置连续获得水的内能，并且产生能量的介质是人们容易获得的水和空气。

研究工作的预期成果、成果提交方式及专利生产情况

为浮力场的建立以及用能量的概念解释机械能守恒定律提供实例依据，制作教学实验机及动态演示，与相关机构企业合作研制实用装置和产生大量的专利，并进行国际专利申请。

拟采取的研究试验方法、步骤、技术路线及可行性、可靠性论证

研究方法与步骤：依据流体可以在能量守恒的条件下不断获得内能的现象，利用物体在等势面垂直旋转做功的和为零的特性，使物体在不同密度流体中做功，从而获得浮力做功的差产生的能量。

技术路线：浸没在水中的物体（潜体）铅垂向下运动时，同体积的水会被提升获得势能，潜体回到起始位置时，水的势能又会转换为动能，而潜体在重力场中能量是守恒的。反之保持潜体不动，提升水来浸没潜体，水的体积会增大内能增加，内能的大小取决于水被增大的体积。潜体垂直转出水到空间时不断补水，并使终点保持和起点状态一致时，根据流体力学和机械能定律，潜体从浮力场（均匀力场）向重力场（有心力场）转换会产生势能差，也就是潜体重心在水（浮力场）中上升不做功，在重力场中重心下降是做正功的即多了一个浮力（内能释放）做功。由于物体起始点处于同一等势面且状态完全一致，将水排出回到初始状态，相当于能量完成了一个循环，这样就多了一个水和空气的密度（浮力）差产生的能量；重复过程水就会不断的从重力场中获得能量转换为机械能做功。能量是客观存在的——获得能量的方法——能量的提取——能量循环是完整的

 这里获得的能量等于水的内能，之所以是1/2PV是因为水从下部逐渐淹没的，水的体积被逐渐增大，是重力场提供能量的平均值。由于本项目样机所得结果验证了内容，所以具备了可行性、可靠性要求。

为什么我们把潜体从水中提出不会获得内能呢？因为提出潜体的过程可以看做是水撤出的过程，也就是消除浮力场的过程，就像铁在磁场中不动而消除了磁场一样或者铁和磁场同步移动。而本例通过提升水来维持浮力场的存在，潜体转出过程是获得浮力场能量逐渐减少而获得重力场能量逐渐增加的过程。潜体在重力场中质量逐渐增加、重心逐渐下降，势能转换成动能。由于潜体终点和起点状态最终完全一样，潜体的总势能并没有改变，因而内能就转换成了机械能。这里对能量守恒的理解与物体做功可能与参考系的选择有关，受我们的知识所限需要物理学界来解释。

实验装置、原理及实验报告见附件