О бодрящем холоде

При рассмотрении схлопывания пузырьков мы, по сути, пришли к парадоксальному выводу: чтобы достичь наиболее экстремальных условий при схлопывании кавитационного пузырька — максимально возможных давления и температуры, — температура жидкости, в которой этот пузырёк образуется, должна быть как можно ниже. В основе этого лежит необходимость обеспечения минимального давления внутри пузырька, что должно уменьшить сопротивление его схлопыванию и, соответственно, позволить получить максимальную скорость стенок в конце схлопывания. Как известно, практически всегда парообразование жидкости и равновесное давление её паров резко уменьшается при понижении её температуры. Минимальными эти параметры становятся возле точки замерзания. Этот вывод не зависит от механизма, обеспечивающего получение дополнительной энергии при кавитации, и даже если такового вообще не существует, всё равно — в холодной воде кавитация «злее»! Косвенным подтверждением этого служит, например, существенное повышение яркости сонолюминесценции в более холодной воде, если все прочие условия остаются неизменными.

Вспомним утверждения Шаубергера, постоянно подчёркивающего, что наибольшей силой вода обладает при +4°C! Возможно, вода при +1°С обладает ещё большей силой, хотя, насколько мне известно, Шаубергер проводил опыты лишь с подогревом воды выше 4 °C, а не с охлаждением её ниже этой температуры. И всё же, скорее всего оптимальной является именно температура, соответствующая наибольшей удельной плотности воды. При более низких температурах вода начинает «готовиться к замерзанию» и её структура изменяется по сравнению с обычной, что проявляется в принципиальном изменении характера зависимости её плотности от температуры для диапазонов ниже и выше +4°С. Эти изменения структуры «замерзающей» воды могут препятствовать слишком высокой скорости сближения стенок при схлопывании пузырьков.

Таким образом, для воды наиболее оптимальное соотношение динамических свойств, необходимых для высокой скорости сближения стенок схлопывающегося пузырька, и минимального парообразования, обеспечивающего максимальное разрежение внутри него и минимальное сопротивление схлопыванию из-за внутреннего давления, достигаются при низких температурах, близких к температуре замерзания. Поэтому в теплогенераторах ЮСМАР и им подобных, где циркулирующая вода, являясь одновременно и рабочим телом, и теплоносителем, разогревается до высоких температур, близких к температуре кипения, очень трудно использовать кавитацию для получения дополнительной энергии — высокое внутреннее давление паров в горячих кавитационных пузырьках замедлит их схлопывание и «экстремальность» условий в конце схлопывания снизится. Ведь даже если пузырёк диаметром 1 миллиметр схлопнется за 1 миллисекунду, то его стенки будут сближаться со средней скоростью 1 м/с. Это даст скачок давления лишь в полтора десятка атмосфер — условия, далёкие от экстремальных. К тому же большое количество пара, скорее всего, снизит и эту величину. Поэтому для кавитационных генераторов на воде основным условием должна быть как можно более низкая температура рабочего тела, как и говорил Шаубергер! Возможно, некоторая сверхъединичность тех же теплогенераторов Потапова проявлялась в начале их работы, пока вода была ещё холодной (имеются сведения об уменьшении мощности, потребляемой нагнетателем, по мере разгона потока). Но после разогрева воды при работе в длительном режиме вся «сверхъединичность» исчезала, поскольку кавитация в горячей жидкости становилась слишком «мягкой». Поэтому при длительной работе в установившемся режиме, когда вода уже разогрелась, никакой «сверхъединичности» ожидать от них не стуит. Очевидно, тем же самым объясняется и тот факт, что при температуре воды выше 75 °C никакими ухищрениями не удаётся вызвать даже самую слабую сонолюминесценцию.

В случае с Клемом ситуация несколько иная. Клем использовал температуру около 150 °C, однако в качестве рабочего тела у него была не вода, а циркулирующее по замкнутому контуру масло. Как известно, при такой температуре вязкость масла вполне сравнима с вязкостью воды, в то же время его парообразование остаётся очень низким. Малая вязкость обеспечивала возможность быстрого разгона и высокую скорость схлопывания пузырьков, а низкое парообразование — малое количество паров и хорошее разрежение внутри них.