Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[AlexAV]

КПД учитывает прокачку воздуха через мелкие отверстия ? Надоть гарантировать растворение кислорода в воде, иначе пузырями-то он на поверхность в атмосферу обратно вылетит.

Распылитель добавит 0.1-0.2 атм к полному перепаду давления, не больше. Т.к. перепад давления обусловленный гидростатическим давлением столба воды тут много больше (при типичной глубине водохранилищ 1-2 атм), то это радикально на оценки не повлияет.

[crazy_terraformer]

Глубинные(они же донные) аэраторы годятся.


http://generic-lasix.ru/aehraciya-vodoemov/
Множеством исследований определены и подтверждены пороговые значения содержания кислорода для жизнедеятельности рыб, так для карпа это 1-2мг О2 на литр воды, а для осетра уже 1,5-2мг О2. Ориентироваться на такие значения нельзя ведь словосочетание «пороговое значение» уже говорит о многом. При таком содержании рыба получает сильнейший шок, и перестает питаться и расти. В теплое время года абсолютное значение насыщенности колеблется в районе 5-9 мг О2 на литр воды. Дж. Алабастер и Р. Ллойд в своей монографии 1984 года отмечают, что падение этой цифры вдвое уже сказывает негативное влияние на рост рыбы в водоеме. Л.Б. Кляшторин в монографии 1982 изучая соотношение физической активности осетровых и лососевых, с количеством растворенного в воде кислорода. Он пришел к выводу, что в условиях высокой активности потребность в кислороде данных рыб лежит в границах 60-90% от максимального насыщения воды, а при падении ниже этой отметки, рыба проявляет апатию к еде и перестает развиваться.

[дерево]

Итого получается 2300 Дж/моль. С учётом, что кислорода в воздухе 21% получаем 0.34 МДж/кг. С учётом КПД компрессора (ну скажем процентов 70) - 0.5 МДж/кг.

То есть ~1 МДж/кг органики, из которой какая часть потом попадёт в плавающую или ползающую удобную для вылова?

Перемешивание слоёв воды может будет менее энергозатратным?

Сильно сомневаюсь, что получится меньше.

Если в воде растворено кислорода ~10 г/м³ или ~10⁻⁵ по массе, а плотность более тёплой воды на поверхности на ~1 кг/м³ или на ~10⁻³ меньше, чем холодной на дне, то получается ~1 кДж/кг/м, что более чем на порядок меньше, чем закачивать воздух на глубину.

Но посчитать затраты на прокачку воды уже сложнее.

Для его окисления расходуется 1861 тыс. тонн кислорода.

Значит нужно ~2·10¹⁴ тонн воды направить вглубь, что при площади 3117 км² водоёма, и предполагая площадь потоков 2%, потребует скорость потоков ~0,1 м/с. Если использовать трубы диаметром 0,8 м (минимум на порядок меньше длины), то при длине 10 м напор составит несколько паскалей, что более чем на порядок меньше 100 Па необходимых для опускания более лёгкой тёплой воды.

[AlexAV]

и предполагая площадь потоков 2%,

2% - это 62.3 км2, что выглядит не реалистично большой цифрой. Что бы это реализовать потребуется 12.4 миллиона упомянутых Вами труб диаметром 0.8 метро. Это совершенно неадекватные значения.

Всё же думаю стоит исходить из плотности размещения установок не более одной на квадратный километр (3117 установок - уже не мало, хотя ещё представимое количество) с какой-то реалистичной суммарной площадью сечения труб для каждой.

[EmperioAf]

Очень сильно замедляющееся, собственно крупных научных достижений масштаба создания классической электродинамики или квантовой теории в 21-м веке нет вообще. Крупных технических прорывов вроде создания двигателя внутреннего сгорания или транзистора в общем тоже. По сути большого прогресса в материаловедение, химии, энергетике и, как ни странно, даже электронике (современные микросхемы по сути те же КМОП транзисторы, что и пару десятилетий назад, несколько модифицированные, но физический принцип остался тем же) сейчас нет и не предвидеться. Кое-что действительно новое даёт только разве что биология. Так что нет, вот тут как раз застой и исчерпание возможностей для дальнейшего развития на лицо.

С экономикой не лучше. Индустриальное производство в развитых странах по сравнению с 2008 годом практически не выросло, а в отдельных странах (скажем Италии) вообще упало. Иллюзию роста создаёт только догоняющее развитие стран ещё полностью не прошедших аграрно-индустриальный переход. Но это рост от внедрения достижений по большей части 20-го века на периферии, где оно шло с запаздыванием. Это по своей природе процесс ограниченный и временный. А технические достижения 21-го века, судя по статистике развитых стран (где этого эффекта догоняющего развития нет), дают экономике не так уж и много.

Не надо путать науку и производство.
Прогресс в науке всегда был, есть и всегда будет, пока есть люди.
А индустриальная экономика уже давно оказалась вблизи равновесия с потребностями людей. Рост производства нужен лишь только для тех стран и народов, которые переходят из аграрных экономик в индустриальные или сразу в постиндустриальные.
Т.ч. надо честно поставить вопрос:  "а нужен ли нам рост мирового производства?"
Т.е. может быть правильно оставить 2-3 постиндустриальных экономики в США, Европе, Гонконге,   несколько десятков индустриальных экономик, а остальным быть аграрной периферией?
Такова правдоподобная иерархия стабильного мира.
 

[дерево]

Работа на адиабатическое сжатие газа:\[ A = \frac{RT}{\gamma-1}((P/P_0)^{(\gamma-1)/\gamma}-1) \]Итого получается 2300 Дж/моль.

В условиях теплоёмкой воды в округе наверно можно получить изотермическое сжатие с меньшей работой, особенно на больших глубинах? \[\frac{{RT}}{\mu }\left( {1 - \frac{{{p_0}}}{{{p_1}}} + \log \frac{{{p_0}}}{{{p_1}}}} \right)\]

и предполагая площадь потоков 2%,

2% - это 62.3 км2, что выглядит не реалистично большой цифрой. Что бы это реализовать потребуется 12.4 миллиона упомянутых Вами труб диаметром 0.8 метро. Это совершенно неадекватные значения.

Всё же думаю стоит исходить из плотности размещения установок не более одной на квадратный километр (3117 установок - уже не мало, хотя ещё представимое количество) с какой-то реалистичной суммарной площадью сечения труб для каждой.

Согласен, труб слишком много получается. Но на них сослался для оценки сопротивления. Можно же перемешивать без труб, направляя медленные широкие (порядка глубины) потоки? При увеличении скорости до 1 м/с площадь сокращается до 0,2% и при диаметре 4 м количество сокращается до 200 штук на км², что уже выглядит более доступным, а давление при этом увеличивается лишь до ~100 Па. Что в итоге даст ~20 кДж/кг для глубины 10 м с учётом плотности тёплой воды.

Более того, а сколько штук нужно воздуходувок? Ведь кислород от них тоже нужно равномерно распределять по площади, а значит всё равно нужно передвижение масс воды, при чём нижний слой воды имеет максимальную растворимость 30г/м³, что лишь в 3 раза больше верхней воды, а значит объёмная скорость потоков будет лишь в 3 раза меньше, чем при нагнетании воды сверху.

[николай теллалов]

Такова правдоподобная иерархия стабильного мира.

не раз уже пробовали подобные проекты "стабильного мира"

[AlexAV]

Прогресс в науке всегда был, есть и всегда будет, пока есть люди.

Совсем не обязательно. Разнообразие явлений природы, которые могут быть предметом естественных наук, совсем не безгранично. Соответственно в определённый момент может настать момент, что просто изучать станет нечего (кстати, во многих разделах физической науки он по сути уже наступил).

Т.е. может быть правильно оставить 2-3 постиндустриальных экономики в США, Европе, Гонконге,   несколько десятков индустриальных экономик, а остальным быть аграрной периферией?

Э... Вы не находите, что в описанной картине у людей живущих в этой самой аграрной периферии будет немного иное мнение. И они будут предпринимать какие-то усилия, чтобы это исправить.

Это современное деление на центр и периферию -  в общем реликт эпохи великих географических открытий и колонизма. И по большей части является следствием той исторической случайности, что первой научная и индустриальная революция произошла в Европе (тут в конце-концов в любом случае кто-то должен был быть первым). Однако такая ситуация не является устойчивой, ведь никаких объективных причин по которым США живёт лучше Нигерии по сути нет. Соответственно по мере проникновения достижений НТР разрыв в уровне экономического развития между странами будет сокращаться. Уж путём роста экономики условной Нигерии в силу внедрения достижений НТР или деградации условных США в силу исчерпания ресурсной базы - это уж как получится. Но мир совершенно точно со временем будет становиться всё более однородным.

[николай теллалов]

мир совершенно точно со временем будет становиться всё более однородным.

красиво, но наивно, если сохранится тот же способ производства и распределения благ, а так же модели управления экономикой и обществом

[дерево]

мир совершенно точно со временем будет становиться всё более однородным.

красиво, но наивно, если сохранится тот же способ производства и распределения благ, а так же модели управления экономикой и обществом

Верно, ведь властвующие страны просто не дадут развиться другим любыми доступными средствами, при чем не только экономическими санкциями но и даже крылатыми.

Скорее наоборот в древнем мире, когда путешествия между регионами длилось много дней или даже месяцев, могли образовываться и угасать относительно развитые (на первый взгляд) государства в разных местах. Но при этом в среднем там люди жили не намного лучше, чем на территориях без государств, так как основной составляющей населения были рабы. А вот в современном мире уже возможно, чтобы одна страна была сосредоточением банков и высокотехнологичных производств (развившихся благодаря избытку денег?), а другая поставляла полезные ископаемые или сельхоз продукты.

[AlexAV]

красиво, но наивно, если сохранится тот же способ производства и распределения благ, а так же модели управления экономикой и обществом

Верно, ведь властвующие страны просто не дадут развиться другим любыми доступными средствами, при чем не только экономическими санкциями но и даже крылатыми.

Сравните, скажем, Китай в 1920 и 2020 году. В 1920 - полуколониальная территория территория, разрываемая гражданской войной, находящая в положение во многом худшем, чем современная Африка. А сейчас - первая (по валу) экономика мира. Или Корею (тоже в самом начале 20-го века и сейчас).

На больших временных отрезках все эти "не дадут" не работает.

[BlackMokona]

На больших временных отрезках все эти "недадут" не работает.

Да ещё ударное развитие экономики в КНР проходило под патронажем и дожде инвестиций от этих самых "недадущиков"

[AlexAV]

В условиях теплоёмкой воды в округе наверно можно получить изотермическое сжатие с меньшей работой, особенно на больших глубинах?

В какой-то мере скорее всего можно. Скажем осуществлять сжатие в несколько ступеней с промежуточным охлаждением воздуха окружающей водой.

Ведь кислород от них тоже нужно равномерно распределять по площади, а значит всё равно нужно передвижение масс воды, при чём нижний слой воды имеет максимальную растворимость 30г/м³, что лишь в 3 раза больше верхней воды, а значит объёмная скорость потоков будет лишь в 3 раза меньше, чем при нагнетании воды сверху.

Тут проблему можно решить следующим образом. Распылять не в одной точке, а бросить по дну длинные шланги со множеством присоединенных к ним распылителей вдоль всей их длины. Вязкость воздуха низкая, поэтому без особых потерь шланги можно сделать длинными, вплоть до нескольких сотен метров. Т.к. какие-то течения в водоёме всё таки есть в этом случае через образующийся при этом длинный пузырьковый фронт будет протекать достаточно большое количество воды.

[николай теллалов]

могли образовываться и угасать относительно развитые (на первый взгляд) государства в разных местах. Но при этом в среднем там люди жили не намного лучше, чем на территориях без государств, так как основной составляющей населения были рабы.

это не так
государства возникали чаще всего путем переноса (буквально на кончиках копий) модели устройства общества (за 6000 лет государственности есть всего лишь шесть таких первомоделей - источников распространения оной);

жили таки лучше - как минимум не корячились выполнять налоговые обязательства

[crazy_terraformer]

Воздух прокачивать удобнее, чем воду. Тем более, что аэрированная вода, легче и поэтому будет всплывать.
 Воду, прокачиваемую через насос, фильтровать надо, тоже минус.

[Кремальера]

Сравните, скажем, Китай в 1920 и 2020 году.

Нет, лучше возьмите Аргентину,за тот же временной промежуток.

[AlexAV]

Нет, лучше возьмите Аргентину,за тот же временной промежуток.

Спустилась с вершины таблицы тогда (по ВВП на душу в 1900 была на 12-м месте) в её середину сейчас, где-то к уровню не очень богатых европейских стран вроде Румынии. В общем ничего особенного.

Но Аргентина в этом контексте страна не особо интересная. Там ведь те же самые потомки европейцев в основном живут. Ну и уровень развития экономики там как был так и остался внутри множества типичного для европейских стран (хотя и сдвинулся ближе к его низу).

[дерево]

Тем более, что аэрированная вода, легче и поэтому будет всплывать.

А нужно чтобы тонула.

Воду, прокачиваемую через насос, фильтровать надо, тоже минус.

Зачем насос с фильтром? Большой тихоходный винт гонит медленный поток воды сверху вниз

[Проходящий Кот]

могли образовываться и угасать относительно развитые (на первый взгляд) государства в разных местах. Но при этом в среднем там люди жили не намного лучше, чем на территориях без государств, так как основной составляющей населения были рабы.

это не так
государства возникали чаще всего путем переноса (буквально на кончиках копий) модели устройства общества (за 6000 лет государственности есть всего лишь шесть таких первомоделей - источников распространения оной);

жили таки лучше - как минимум не корячились выполнять налоговые обязательства

Не хочешь кормить своего дракона ---- будешь кормить чужого.

[crazy_terraformer]

Да ладно  . В голодный год пойдёт  на колбасу

Тем более, что аэрированная вода, легче и поэтому будет всплывать.

А нужно чтобы тонула.

Тонуть будет менее аэрированная, так слои будут перемешиваться.