Вихревой нагрев воды: Вихревые теплогенераторы — Официальный сайт ВятГУ

Гидродинамические теплогенераторы в аспекте их эффективности — Энергетика и промышленность России — № 04 (96) февраль 2008 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 04 (96) февраль 2008 года

Краткая история вопроса

Механическое воздействие на жидкость приводит к ее нагреву. Д. Джоуль и Р. Майер в середине ХIХ века сформулировали механический эквивалент теплоты. Даже спустя полтора века на эту тему создавались изобретения. При этом обнаружено, что в тепло может быть превращена не только подводимая извне механическая энергия, но и внутренняя энергия жидкости (в режиме кавитации). Для возбуждения кавитации широко используется метод закрутки жидкости (вихревые эффекты). Первенство в создании вихревого нагревателя жидкости принадлежит профессору Куйбышевского авиационного института А. П. Меркулову (1960‑е гг.). Энергоресурсы в те годы не считали, открытие еще долго не получало развития. В настоящее время ВНЖ производятся рядом фирм (Москва, Санкт-Петербург, Ростов‑на-Дону) в России и на Украине (Донецк, Харьков, Киев). Использование ВНЖ выгодно на электрифицированных объектах, прокладка газовых коммуникаций и теплоцентралей к которым невозможна или не экономична. В частности, такие аппараты пригодны в качестве мини-котельных для зданий и сооружений. С их помощью можно нагревать любые жидкости, в то время как ТЭНы недолговечны, пожароопасны, подвержены воздействию накипи и не могут применяться в агрессивных средах (нагрев растворов гальванических ванн).

Проблемы корректности

Имеются факторы, дискредитирующие гидродинамические теплогенераторы. В ряде статей – и особенно в рекламных материалах продавцов таких аппаратов – заявляется о «коэффициентах преобразования», иной раз превышающих 100 процентов. При этом в таких публикациях содержатся объяснения «исключительно высокой эффективности», но вопрос, каким образом она определялась, обходится стороной. Следует также отметить, что далеко не все производители «вихревых теплогенераторов» используют корректную методику определения эффективности своей продукции.

В качестве примера приведем методику Ковровского завода имени Дегтярева (ОАО «ЗиД») – одного из двух самых известных производителей таких установок. Методика любезно предоставлена менеджером по продажам теплогенераторов ВТУ и, как он заверил, согласована с руководителем проекта господином В. П. Сысой.

Вот эта методика.

Контроль теплопроизводительности ВТУ

1 Проверка потребляемой мощности.

1.1 Потребляемая мощность контролируется при помощи универсального измерителя электрической мощности MIC-2090W MOTECH INDUSSTRIED INC путем непосредственного замера потребляемой мощности.

1.2 Допускается определение потребляемой мощности путем замера величины силы тока (?! – комментарий автора помещен ниже).

В этом случае потребляемая мощность определяется по формуле P=3UФIФcosφη, где UФ – фазное напряжение; IФ – фазный ток; сosφ – угол сдвига между током и напряжением; η – КПД электродвигателя.

2. Проверка теплопроизводительности, подачи (массы теплоносителя, прокачиваемого через установку).

2.1 Контроль значений температуры, расхода, теплопроизводительности осуществляется по монитору теплосчетчика КМ-5‑2-25/25-ПП/ПП-0‑1*2‑0-0‑0-1 при достижении теплового баланса.

3.2 Регулировку теплового баланса производить с помощью открытия/закрытия заслонок раструба калорифера и/или кранами К2, К3.

Тепловой баланс считать достигнутым при установившейся температуре в диапазоне 75±15 °С с колебанием температуры t = ±2 °С и колебанием разницы температур Δt ± 0,3 °С в течение 1 часа.

3.3 После получения значения теплопроизводительности по теплосчетчику и определения потребляемой мощности определяется соотношение произведенной тепловой энергии и затраченной электрической энергии.

Методика испытаний

Такой метод контроля теплопроизводительности ВТУ некорректен, т. к. измеряемые мощности (электрическая и тепловая) – это дифференциальные параметры, определяемые мгновенными значениями, использование которых значительно увеличивает величину субъективных ошибок. Обеспечить стабильное значение потребляемой электрической мощности практически невозможно, т. к. фазное напряжение электросети нестабильно, особенно в рабочее время. В любом асинхронном электродвигателе наблюдается пульсация скольжения потребляемой мощности и т. п. Вот почему допустимость замеров затраченной электроэнергии путем токовых клещей (разовые замеры силы тока, допускаемые методикой) заведомо некорректны. Обеспечить стабильность показаний тепловой мощности с теплосчетчика тем более проблематично, т. к. показания о расходе постоянно шумят (испытывают скачкообразные изменения), наблюдаются значительные пульсации расхода при работе насоса без стабилизаторов, реализовать поддержание разности температур Δt в ±0,3 °С абсолютно нереально. Все это только часть факторов, дестабилизирующих показания тепловой мощности. Для обеспечения достоверных оценок должно быть использовано измерение тепловой и электрической энергии, произведенной за контролируемый отрезок времени.

Завод имени Дегтярева декларирует для установки ВТУ-22 КПД, равный 80 процентам. Но если демонтировать этот аппарат с электронасосного агрегата КМ100‑65‑200 и вместо него подключить макетный образец «БРАВО» (что было проделано в самом начале испытаний макетного образца летом 2007 г.), то один и тот же объем воды в двухсотлитровом бойлере нагревается от 22 до 70 градусов Цельсия в 1,8 раза быстрее. При этом КПД макетного образца не превышает 87,2 процента (при условии равенства единице теплоемкости механоактивированной воды). Это доказывает несоответствие декларируемого КПД реальному и является следствием некорректности методики, используемой производителем ВТУ-22.

Корректные замеры

Не ставя перед собой задачу подтвердить или опровергнуть эффекты, возникающие в процессе работы «вихревых» теплогенераторов (гидромеханических преобразователей электроэнергии в теплоту), мы решили провести измерения выделяемой теплоты по корректной методике и с минимальной погрешностью, чему способствовал научный потенциал и накопленный опыт директора по науке ЗАО «НПО «Тепловизор» В. С. Коптева, разработавшего методику испытаний. ЗАО «НПО «Тепловизор» специализируется в области разработки, производства и реализации многоканальных теплосчетчиков и расходомеров ВИС.Т и ВИС.МИР на базе электромагнитных преобразователей расхода на диаметры Ду 15…1420 мм. Приборы используются для коммерческого учета тепловой энергии и количества теплоносителя у производителей и потребителей тепловой энергии. Кроме того, они нашли широкое применение для технологических целей на различных производствах, включая химическое и металлургическое.

На момент начала испытаний (декабрь 2007 г.) макетный образец «БРАВО» (о его особенностях будет сказано ниже) входил, наряду с электронасосным агрегатом, трубной обвязкой и запорной арматурой, в состав теплового пункта (испытательного стенда). В тепловом пункте имелись также трубные ответвления на два теплообменника (бойлера), которые при проведении замеров были перекрыты. Для измерения теплопроизводительности был использован серийный одноканальный электромагнитный теплосчетчик ВИС. Т с первичным преобразователем расхода dy15, который устанавливался на подпиточном трубопроводе. Измерение потребляемой электрической энергии производилось с помощью электросчетчика типа САУ-И678. С целью минимизации затрат на работы по измерению теплопроизводительности была реализована следующая методика экспериментов.

В тепловую установку осуществлялся постоянный подвод холодной воды, которая после гидромеханических воздействий в «БРАВО» непрерывно сливалась через накопительный бак в сливной трап бойлерной. Учитывая гидравлическую плотность установки (отсутствие утечек контролировалось визуально), массовый расход воды на входе в установку был равен массовому расходу сливаемой воды. Поэтому для измерения количества генерируемой установкой «БРАВО» тепловой энергии достаточно было измерить массовый расход холодной воды, температуру (энтальпию) воды на ее входе и выходе и осуществить численное интегрирование произведения разности энтальпии на массовый расход на контролируемом отрезке времени. Этот алгоритм, в соответствии с «Правилами учета тепловой энергии и теплоносителя», реализует одноканальный теплосчетчик ВИС.Т, укомплектованный подобранной парой платиновых термометров сопротивлений. Теплосчетчики ВИС.Т позволяют измерять количество тепловой энергии с погрешностью не более 4 процентов в диапазоне разностей температур от 2 до 10 градусов Цельсия и при расходах менее 1 процента (до 0,1 процента) от верхнего предела измерения.

При этом теплоемкость воды, подвергнутой воздействию аппаратом «БРАВО», условно принята равной единице, поскольку мы не успели пока провести замеры фактической теплоемкости механоактивированной воды, которая, по данным Е. Ф. Фурмакова, может сильно отличаться от справочных значений и достигать значения 2 (в случае, если эти данные подтвердятся, полученные значения КПД придется пересмотреть в большую сторону).

Так как в большинстве случаев практическое использование теплогенератора для обогрева рабочих и жилых помещений требует непрерывных или квазинепрерывных режимов подачи тепла, теплопроизводительность установки измеряли в квазинепрерывном режиме, т. е. в установившемся режиме (температура сливаемой воды стабилизировалась и не менялась на протяжении часа).

Замеры теплопроизводительности агрегата «Браво», с учетом максимально возможной погрешности измерений, показывают, что КПД установки в опробованных режимах работы находится в пределах от 75,6 до 87,2 процента. Потери в обмотках электродвигателя (теплота, отдаваемая ими окружающей среде) хорошо коррелируют с разностью между затраченной электроэнергией и верхним значением теплового КПД макетного образца «БРАВО». Становится вполне реальным усовершенствовать конструкцию «БРАВО» таким образом, чтобы тепловой КПД равнялся КПД электродвигателя, приводящего насос. В этом случае аппарат предполагается оснастить погружным электронасосным агрегатом и поместить такой агрегат в термоизолированный бойлер, чтобы вода нагревалась с тепловым КПД, равным единице.

Особенности «БРАВО»

В аппарате «БРАВО» (Би-роторный аппарат волновой отопительный) вокруг неподвижной геометрической оси установлены, как минимум, два ротора – активатор и генератор. На периферии активатора расположены вихревые камеры. Генератор выполнен по принципу Сегнерова колеса. Роторы вращаются встречно. При этом циклически генерируются гидроудары путем перекрытия генератором выходов вихревых камер активатора. Гидроударные волны из перекрытых камер перепускаются в тыловые зоны открытых камер. Имеются средства саморегулирования энергообмена роторов с рабочим телом. Все это обеспечивает большую амплитуду и широкий частотный спектр колебаний, а также высокую эффективность кавитации при малом гидравлическом сопротивлении. Конструкция аппарата позволяет избежать общего недостатка аппаратов динамического типа – наличия валов с жестко посаженными на них роторами, а также кавитационного износа роторов (зоны кавитации локализованы в осевых зонах рабочих камер, вне контакта с их поверхностями). Чтобы принципиальные отличия «БРАВО» от «вихревых» теплогенераторов стали понятны читателю, кратко рассмотрим особенности известных типов «вихревых» теплогенераторов.

В статических «вихревых» теплогенераторах отсутствуют подвижные конструктивные элементы и имеется тормозное устройство с большим гидравлическим сопротивлением.

Динамические «вихревые» теплогенераторы имеют размещенные в полости корпуса активаторы, жестко скрепленные с приводными валами (роторные активаторы либо лопаточный активатор). Некоторые из аппаратов снабжены средствами создания автоколебаний в потоке жидкости (сходного с «БРАВО» назначения). Однако, например, в «Роторном гидроударном насосе – теплогенераторе» (патент RU2247906) зона кавитации совмещена с рабочим колесом насоса, что снижает ресурс и производительность последнего, а также эффективность всей нагревательной системы. Это присуще всем подобным аппаратам. Большой момент инерции роторов, кинематически связанных с валом приводного электродвигателя, – общий недостаток всех известных «вихревых» теплогенераторов динамического типа. Этот недостаток присущ, в частности, теплогенераторам марки «ТС» (производства ФГУП «СПЛАВ», г. Тула). Аппаратам «ТС» необходимы энергоемкий привод вала ротора, дорогостоящая динамическая балансировка массивного ротора, применение выносных подшипниковых опор с радиальными уплотнениями, а также циркуляционного насоса. «ТС» требуют также применения аппаратуры плавного пуска (именно ввиду больших моментов инерции роторов).

Таким образом, сопоставление с существующими аналогами позволяет сделать вывод, что «БРАВО» представляет собой новый тип гидродинамического теплогенератора (смешанный), сочетающий преимущества статических и динамических ВНЖ и лишенный их недостатков.

Вихревые теплогенераторы. Новые источники энергии для отопления в промышленности и быту?

В начале 90-х готов в России был разработан вихревой теплогенератор (ВТГ), работающий на воде и предназначенный для преобразования электрической энергии в тепловую. ВТГ используется для обогрева жилых, производственных и иных помещений, горячего водоснабжения. ВТГ возможно использовать для получения электрической и механической энергии. 10.10 1995 г. ВТГ получил Российский патент на изобретение, а так же сертификат на промышленный образец. Вихревой теплогенератор, по этому патенту, представляет собой цилиндрический корпус, оснащенный циклоном (улиткой с тангенциальным входом) и гидравлическим тормозным устройством.

Рабочая жидкость под давлением подается на вход циклона. после чего по сложной траектории проходит через него и тормозиться в тормозном устройстве. Дополнительно давления в трубах тепловой сети не создается. Система работает в импульсном режиме, обеспечивая заданный режим температур. В качестве теплоносителя в вихревом теплогенераторе используется вода или иные неагрессивные жидкости (антифриз, тосол) в зависимости от климатической зоны. При этом специальной подготовки воды (химическая очистка) не требуется, так как процесс нагревания жидкости происходит за счет ее вращения по определенным физическим законам, а не от воздействия нагревательного элемента. Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую у ВТГ первого поколения был не менее 1,2 (то есть КПЭ не мене 120%), что на 40-80% превышало КПЭ существующих в то время систем отопления. Так, парогазовые турбины фирмы «Сименс» имеют эффективность около 58%. Теплоэлектроцентрали, используемые в Московском регионе — 55%, а. учитывая тепловые потери в теплотрассах, их тепловая эффективность снижается на 10-15%.

Принципиальное отличие ВТГ состоит в том, что электроэнергия расходуется только на электронасос, прокачивающий воду, а вода выделяет дополнительную тепловую энергию.

Достоинства ВТГ

1. Для получения тепловой энергии не нужно топлива (газ, нефть, уголь и т.п.), вследствие чего ВТГ являются экологически чистым (нет выделения продуктов горения), не требуют затрат на химическую очистку систем циркуляции горячей воды.

2. Условия работы ВТЕ по сравнению с другими системами нагрева воды абсолютно безопасны, так как вода не нагревается выше 95С.

3. Теплогенератор устанавливается непосредственно на объекте, потребляющем тепло или горячую воду, при этом исключается необходимость в теплотрассе со всеми вытекающими отсюда последствиями. Стоимость прокладки теплотрассы в 24 раза дороже прокладки электрического кабеля.

4. При использовании теплогенераторов исключаются перерывы в горячем водоснабжении в летний период.

5. ВТГ и малая энергетика в целом не являются конкурентом большой энергетики (ТЭЦ, ГЭС, АЭС). Эти два направления в техники развиваются в разных жизненных пространствах, взаимно дополняя друг друга. Вследствие этого возможно сотрудничество и дальнейшее развитие энергосберегающих технологий, в целом отвечающее интересам России с ее огромными территориями и все увеличивающимися потребностями в энергии.

6. Практика 2-х летней эксплуатации ВТГ нового поколения в Москве показала, что вихревой теплогенератор не требует сложного и дорогостоящего обслуживания. Все детали изготавливаются из обычных сталей.

Существенный недостаток ВТГ

А истинна где-то рядом. Пришлось пересмотреть много научных трудов, в частности Б. Н. Юдаева «Теплопередача», чтобы доказать и обосновать с научной точки зрения и практического применения ВТГ ТС1-О,75 ,что потребление из сети полное составляет Sпол=Рах1,73 и получается, что К2<1 то есть тепловая станция с электродвигателем имеет кпд=0,63 и не более, если кто-то не верит, могу выложить полное обоснование, что любой ВТГ ТС1-0,75 имеет коэффициент преобразования К2<1. Можно заявить на весь мир смело, всё что рекламируют — это обман, так как электродвигатель работает с нагрузкой не более 43,68% активной нагрузки, остальное составляет реактивная нагрузка, где в промышленных испытаниях не был установлен счётчик реактивной энергии. Таким образом, все подводные камни были спрятаны от глаз науки и инженеров, проводивших испытания, а Энергонадзор усмотрел сразу подвох и всё пересчитали, и оказалось, что такая установка снижает коэффициент мощности сети, а это скрытые потери. Нет никакого энергосбережения в энергосистеме, а запланированное воровство. А как хотелось верить в чудо установку с КПД>1, но, увы, таковы реалии времени.

Исполнительный директор ИП «Шклёда-Рачинский Н.П.»

роторный кавитационный теплогенератор кавитационный нагрев воды

Сегодня случайно наткнулся на фотографию роторного кавитационного нагревателя, на персональном сайте Сергея Беспалко, ученого, Черкасского Государственного Политехнического университета И там же обнаружил расчет к.п.д. этого устройства 92%, который производился на месте эксплуатации этого теплогенератора. Это было удивительно приятно… в далеком 2002 году, я, Андрей Рубан приобрел 2 таких устройства в Молдавии, на фирме Потапова два таких теплогенератора — для гаража РЭС в г. Шпола Черкасской области и для испытательной лаборатории Киевского Политехнического Института.
	Два одинаковых теплогенератора были куплены в Молдавии и доставлены в Киев. Там честно разыграли кому какой теплогенератор, один остался в КПИ, другой поехал в г. Черкассы. Теплогенератор в КПИ проработал 30 минут после чего начал разваливаться, но необходимые измерения на зареннее подготовленном стенде были произведены. вместо обещанных 140% к.п.д. реально было зафиксировано 68-72 % и это включая тепло от нагревания двигателя в 15 кВт Ниже — фотографии теплогенератора в лаборатории КПИ, от 2003 года.
далее история молдавского теплогенератора развивалась так —
роторный теплогенератор ЮСМАР, Молдавия, 2003 год. к.п.д. 72% ниже — его ротор — полная копия патента Григса, США (позже, в своей книге, Фоминский назвал меня «тупым черкасским бизнесменом покупателем»)	Счастье было недолгим, теплогенератор был установлен в автомобильном гараже заказчика, сварен бак, установлена атоматика, насос и вся ситема была подключена к системе отопления. Молдавский кавитационный теплогенератор проработал 90 минут, после чего началась наростающая вибрация и течь воды из под уплотнения, которое, как выяснилось, было рассчитано на масло. По гарантии вызвали молдавских специалистов, приехали, первый и последний раз, поправили уплотнение, выпили водки и поехали домой, про вибрацию сказали нормально. Осталась вибрации, нагревание вала двигателя, разница температуры между входом и выходом было 11-14 градусов, протекание сальника и странные рывки при пуске… Дважды ездил с прицепом из Черкасс в Молдавию, на ремонт, за свой счет, зимой, через Приднестровье, российских миротворцев и «веселых» молдавских таможенников… на фото ниже — качество изготовления и сварки и это для барабана, который на оси двигателя вращается 2990 оборотов в минуту с зазором 3 милиметра…
	после 2- поездок, с учетом моих замечаний, молдаване собрали новый теплогенаратор — ТГМ-2, на болтах и герметике… за 48 часов работы он рассыпался из за деффектов молдавских деталей и сборки.
еще одна поездка в Молдавию (третья с теплогенератором на прицепе ) не убедила меня в том, что молдавские теплогенераторы способны работать хотя бы 10 дней… справа автор многочисленных книг о чудесных молдавских теплогенераторах Потапова — Фоминский Леонид, который, к тому времени, успел перебраться в Россию и даже получить от Клинтона — почетную награду «Знамя Бирмингема». Шесть месяцев ушло на — разборку, изучение темы, анализ, эксперименты, изменения конструкции, устранение течи и нагревания, на поиск балансировочного стенда (который отсутствовал в Молдове) а так же на модернизацию схемы теплогенератора, и вот моя модель. Теплогенератор ТГМ-3. Не судите строго. Я понятия не имел «что и как работает и что и как должно быть». Читал, учился, консультировался в КПИ, думал. Результат — температура между входом и выходом увеличилась до 25 градусов, нагрев вала двигателя был устранен, вибрация — «ну почти устранена», теплогенератор проработал весь зимний сезон. Но я не мог измерить научно и бесспорно к.п.д. И вот объективный результат, о котором я узнал через 8 лет — 92% вместо 72 % от молдавского... Но с тех пор я ненавижу роторные гомогенизаторы и могу часами рассказывать почему… Вот такая история — — с одной стороны — 2 «академика РАЕН», «факел бирмингема», часть кандидатской диссертации и 72 % к.п.д. — с другой — я — простой инженер МАИ, не академик, не кандидат, не жал руку Клинтону. .. но теперь, с 2006 года, я занимаюсь струйным гомогенизатором TRGA и Вы можете быть уверены, что он лучший. Фоминский — академик РАЕН Потапов — академик РАЕН
роторный теплогенератор кпд 92%	роторный теплогенератор кпд 92%
Днями прислали теплогенератор фирмы АКОЙЛ (Ижевск, это бывшая фирма Потапова, которая известна тем что выпускала вечные двигатели — http://www.energy-saving-technology.com/page-ru/blask-bill/black-list-ru. html ), посмотрим параметры — мощность ЭД 75 кВт тепловая мощность 65 кВт (трудно поверить конечно после вечных двигателей но все же ) — к.п.д. 86%, всего 86 процентов … — у меня — 92%. Возникает вопрос — а зачем огород городить, когда к.п.д. ТЭНа — 96%, а к.п.д. некоторых вихревых водонагревателей — так же 92%, но вероятно это кому то надо …
Справа мой водонагреватель, узнаете заимствование подвода воды ( по трубкам для охлаждения ) на вал двигателя ? но и это не все … почитаем патент Кочурова — преемника Потапова и автора конструкции (21), (22) Заявка: 2005125120/06, 08.08. 2005 (43) Дата публикации заявки: 20.02.2007 Адрес для переписки: 426008, г.Ижевск, а/я 2023, Л.И. Калашниковой (71) Заявитель(и): Общество с ограниченной ответственностью «АКОЙЛ» (RU) (72) Автор(ы): Кочуров Александр Геннадьевич (RU), Шалагин Михаил Николаевич (RU) (54) ТЕПЛОГЕНЕРАТОР (57) Формула изобретения 1. Теплогенератор приводной кавитационный, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, ступенчатые крышки и ротор, с выполненными на поверхности ступеней выемками, приводной вал, отличающийся тем, что корпус теплогенератора снабжен отводным каналом, ступенчатый ротор выполнен с кольцевой полостью, при этом ступени крышек и ротора наклонены относительно горизонтальной оси приводного вала, дно выемок выполнено приближенным к полусфере, причем выемки соединены между собой канавками.
а теперь посмотрите одну из конструкций моего ротора от 2003 года, которая была показана потаповцам . .. а затем открыто опубликована — узнаете патентную формулу Кочурова или АКОЙЛА ? «дно выемок выполнено приближенным к полусфере, причем выемки соединены между собой канавками.» на самом деле, полусфера не верное решение, точнее не оптимальное, именно потому — разница температур между входом и выходом на аппаратх АКОЙЛ — 20-25 градусов за проход на тяжелых вязких средах — разница температур между входом и выходом на «теплогенераторе Рубана» — 25-27 градусов за проход, но по воде… а это сложнее, так как меньше вязкость — к.п.д. — АКОЙЛ- 86%, Рубан — 92% Я не делаю водонагреваетели, ни роторные ни другие, мотивов конкуренции нет — просто мысли вслух … Первые гомогенизаторы TRGA — тоже сильно грели — http://www. afuelsystems.com/ru/trga/otziv-dn.html — но это паразитный эффект и мы с ним боремся …
P.S. 1. Факел Бирмингема — города в штате Алабама — мнимая международная награда, которую в 90-х годах получили тысячи российских предприятий. Согласно статье Валерия Павлова, опубликованной в журнале «Коммерсант-Деньги», премия вручалась всем предприятиям с формулировкой «За выживание в сложных экономических условиях», так как гордиться в то время было нечем[1]. По некоторым данным организаторы брали за вручение премии около 10 тысяч долларов. Одним из первых получателей этой липовой награды стал Виктор Черномырдин. Правда, организаторы использовали этот факт для рекламы и с Черномырдина денег не взяли. Еще один лауреат Международной премии «Факел Бирмингема» и высшей награды ММС «Звезда Вернадского», заслуженный изобретатель, доктор технических наук, профессор, академик РАЕН Ю. С. Потапов. Его вихревые теплогенераторы ЮСМАР запатентованы в России (патент № 2045715), США и других странах. КПД теплогенераторов составлял вначале 120%, а затем возрос до 200–400% и выше. 2. Полезная информация — тут был антирейтинг молдавских ученых — убрали ….
а вот «новое американское открытие» от 2012 года — «роторный теплогенератор» с к.п.д.более 100% — узнаете ?
А вот аналогичная «группа товарищей» из Харькова приведем ее полный состав Глотов Євген Олександрович, вул. Артема, 37, кв. 12, м. Харків, 61078 (UA), Здоровенко Володимир Ілліч, пр. Героїв Сталінграда, 148-в, кв. 7, м. Харків, 61096 (UA), Слободянюк Андрій Андрійович, пр. Полтавський шлях, 127, смт Песочин, Харківський р-н, Харківська обл., 62448 (UA) Теплогенератор РТГА сайт http://www.supergenerator.info/ Цитата : Благодаря компактности и лёгкости монтажа РТГА 37 может быть задействован как в системах воздушного, так и радиаторного, а также внутреннего отопления не только офисов, но и предприятий, о чем свидетельствует его успешная эксплуатация на предприятиях Харькова и Болгарии (Златоград). РТГА управляется автоматически, пожаро- и взрывобезопасен и не имеет вредных выбросов в атмосферу. РТГА 37 оснащен электродвигателем на 50Гц при 380В. Он окупается уже за первый отопительный сезон и позволяет добиться экономии на отоплении до 400%. При этом затраты на его обслуживание на 70% меньше, чем в обычных системах отопления. Смотрим на патент — он даже не оплачивается. патент 76610 на полезную модель — т.е. новизна и заявленные результаты никем не проверены и на совести авторов. В библиографии — тот же Фоминский, друг Потапова… Смотрим на Фото — ба !!! — те же системы — тот же древний убитый подшипник с набивкой из которого вечно течет и та же убитая муфта … но называется РТГА — роторный тепловой нагреватель ! ( не хотите прочитать мнение к. т.н. Осипенко (НПО ТЕКМАШ Херсон), которые выпустили несколько 1000 теплогенераторов, правда с к.п.д. 92%, но которые работают годами не выключаясь ?). И наконец сегодня состоялся обмен письмами и 2 телефонных разговора — первый с коммерческим директором Харьковского завода по выпуску сеялок, который заявил, что никаких испытаний теплогенератора РТГА не проводилось ( запись имеется ), а второй с директором РТГА — который заявил, что » никаких испытаний нет, они ему не нужны, он действует по законам Украины и имеет ТУ и заключение Северо-Западного отделения НАН Украины.» (запись имеется). Теплогенератор РТГА стоит 300 000 гривен или 23 000 USD на 9 сентября 2014 года. ( теплогенератор Потапова стоил в 4 раза дешевле . .. ) на всякий случай напомню, что заключение — это никак не сертифицированные испытания сертифицированным органом с использованием общедоступной методики и сертифицированных средств измерения … а так же напомню, что ТУ — это производственная карта для изготовления изделия, которая никак не подтверждает никакие его эффекты. Но Харьков — уникальный город. Впервые в истории человечества там создана система с к.п.д (они пишут к.п.э.) в 400 и более %%. До вечного двигателя остался один шаг. Один вопрос меня продолжает традиционно мучить… зачем производителям засыпать спамом директоров Украины и России ? Зайди в посольство США или РФ — и военный атташе примет изобретателя 400% чуда с распростертыми объятиями. .. и яхты, собственные острова, стада белых верблюдов и женщин все будет реально за 2-3 месяца … и конечно Нобелевская премия изобретателю теплогенератора РТГА. Если конечно реальный к.п.д. ну хотя бы 110%, за большее даже подумать страшно… можно жить во дворце из золотых кирпичей…
Есть и другие герои таких конструкций … а что же наш старый друг мошенник Потапов и его фирма акойл — http://www.akoil.ru ? ( теперь это фирма http://vinteplo.ru — директор — тот же Кочуров ) Сначала посмотрим старую страницу о Потапове правда там я не опубликовал истории как АКОЙЛ продавала вечные двигатели итальянцам (цена 20 000 евро но не работал ни одной минуты . .. при необходимости скайп покупателя предоставлю, его имя Лоренцо Ластелла, Италия Венеция) и ответы на жалобу итальянцев … а так же теплогенераторы с к.п.д. 150 — 200%, но то, что видим теперь так же интересно. Начнем с их презентации (сохранена полностью) — гомогенизатор с производительностью 3 — 30 м.куб в час имеет привод 37 — 160 кВт. Вы думаете Акойл ошибся ? Посмотрим их «самое современное оборудование» ниже — они продолжают плодить роторные гомогенизаторы размеров с монстров динозавров. Ниже оригинальные фотографии роторных гомогенизаторов ВИН и ВТГ производство АКОЙЛ » наше оборудование не имеет аналогов ! » — ржу — немогу
т.е. реальная производительность составила 13 тонн в час !
Странно что эти монстры кто то покупает . .. исключительно из за размеров вероятно, но для сравнения — фото ниже — наш модуль TRGA, который собирается в Москве. Производительность модуля 15 м.куб в час, мощность привода 7.5 кВт… Это не просто разница в техническом уровне — это разница в философии бизнеса, образовании, культуре — люди которые продавали водонагреватели с к.п.д. 200% в 2000 году за 13 лет не ушли никуда в техническом смысле … и продолжают плодить монстров, в то время как чертежи аналогичных роторных устройств свободно продаются … все фото взяты с сайта http://vinteplo.ru
и вот еще один поворот — http://www.afuelsystems.com/ru/trga/s165.html снимки с тепловизора гомогенизатора TRGA и интересные расчеты.. . нагревание в потоке 6000 литров мазута в час на 11 градусов и рассеивание энергии в корпусе … все формулы приведены, продолжаю ждать комментарии.

Способ и устройство для получения тепловой энергии

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к теплотехнике, в частности к способам и устройствам для получения тепла, образующегося иначе, чем в результате сгорания топлива, и может быть использовано в системах отопления и ГВС жилых и производственных помещений, а также для предварительного подогрева воды на ТЭЦ и АЭС и для улучшения реологических свойств нефти и нефтепродуктов.

Уровень техники

Известны фрикционные способы нагрева жидкостей, заключающиеся в том, что тепло получают в результате трения друг от друга и/или о жидкость твердых тел, приводимых в движение в сосуде с жидкостью. Один из таких способов раскрыт в авторском свидетельстве СССР №1627790, F24J 3/00, опубл. в 1991 г. Недостатком этого способа является то, что из-за потерь энергии эффективность нагрева (отношение количества вырабатываемой тепловой энергии, уносимой нагреваемой жидкостью, к электрической или механической энергии, потребляемой устройством) меньше единицы.

Также известны способы нагрева жидкостей, в которых эффективность нагрева превышает единицу. Это кавитационно-вихревые способы. Устройства для их реализации подразделяются на два типа — роторные и вихревые.

Роторные способ нагрева жидкостей, а также устройства для их осуществления раскрыты в патенте RU 2054604, F24J 3/00, Кладов А.Ф., 20.02.1996 г. и в патенте RU 2165054, F24J 3/00, Потапов Ю.С. и др., 10.04.2001 г. Устройство по патенту RU 2054604 состоит из корпуса кавитационного теплогенератора, в котором укреплены на валу рабочие колеса центробежных насосов с перфорированными кольцами. Рабочие колеса приводятся во вращение электродвигателем. Коаксиально им расположены неподвижные перфорированные кольца, несколько большего диаметра, закрепленные в корпусе теплогенератора. Корпус имеет два отверстия для подачи нагреваемой жидкости и отвода ее от него.

Способ по патенту RU 2054604 заключается в том, что жидкость подают на вход теплогенератора и создают в зоне ее обработки кавитационные пузырьки и завихрения, которые возникают из-за периодических изменений давления жидкости при протекании ее через взаимно пересекающие отверстия перфорации вращающихся и неподвижных колец теплогенератора. При этом жидкость нагревается в результате трения о стенки и поверхности перфорированных колес, а также кавитации.

Теплогенератор по патенту RU 2054604, благодаря наличию в нем рабочих колес центробежных насосов, сам создает давление, необходимое для подачи нагретой жидкости потребителю, и нет необходимости в циркуляционном насосе. С помощью устройства по патенту RU 2054604 можно достичь значений эффективности, равных 2-4 и даже выше. Это становится возможным благодаря тому, что появляется избыточная энергия в результате протекания в кавитационных пузырьках ядерных реакций синтеза ядер атомов водорода (протонов), входящих в состав воды. Подтверждением этому является обнаруженное превышение дозы ионизирующего излучения из нагретой в таком устройстве жидкости над дозой фонового ионизирующего излучения.

Недостатком устройства по патенту RU 2054604 является его громоздкость и необходимость защиты от ионизирующего излучения всей системы отопления.

Более простым и безопасным является способ для получения тепла, а также устройство для его осуществления, раскрытые в патенте US 5188090, F24C 9/00, J.L.Griggs, 23.02.1993 г. Согласно данному способу предложено нагревать воду, пропуская ее по зазору между сопрягаемыми поверхностями статора и вращающегося относительно него монолитного цилиндрического ротора. На проходящую воду воздействуют кавитирующие пузырьки, которые возникают в многочисленных углублениях, высверленных на цилиндрической поверхности ротора. Согласно способу по патенту US 5188090 вода нагревается до 80-88°С при начальной температуре 20-60°С.

Согласно способу по патенту US 5188090 количество тепловой энергии, генерируемой в устройстве для его осуществления и выносимой из него нагретой жидкостью к потребителю, в 1,17 раз больше, чем количество электрической энергии, которое потребляет электродвигатель, приводящий во вращение ротор этого устройства. Естественно, что чем меньше расход воды, тем выше температура воды в трубопроводе, отводящем ее к потребителю.

Недостатком способа по патенту US 5188090 является низкая эффективность нагрева жидкости по сравнению с эффективностью ее нагрева по способу, раскрытому в RU 2054604. Это обусловлено, во-первых, тем, что при вращении ротора в устройстве, раскрытом в US 5188090, не происходит пересечения струй воды отверстиями перфорации, как это происходит в устройстве, раскрытом в RU 2054604. Другой причиной снижения эффективности нагрева воды по способу, раскрытому в US 5188090, является то, что насос для прокачивания нагретой воды через теплогенератор и подачи ее далее к потребителю установлен в схеме трубопроводов перед теплогенератором и присоединен к трубопроводу, идущему к входному отверстию теплогенератора. Роторный теплогенератор в устройстве по US 5188090 не может прокачивать нагретую воду без помощи внешнего насоса, поскольку отверстия для входа и выхода нагретой воды в теплогенераторе находятся на одинаковом расстоянии от оси вала, и центробежные силы, действующие на воду при вращении ротора, уравновешиваются. Работу по прокачиванию нагретой воды совершает внешний насос, нагнетающий эту жидкость сначала в теплогенератор, а затем и далее во все трубопроводы и сосуды схемы. При этом давление нагретой воды оказывается наибольшим на входе в теплогенератор. На выходе из теплогенератора давление воды несколько ниже, чем на входе в него, но выше, чем в трубопроводах и сосудах, расположенных далее по схеме по ходу нагретой воды после теплогенератора. То есть много больше атмосферного давления окружающего воздуха. А чем больше давление воды, тем меньше, как известно, интенсивность кавитационных процессов в ней, ибо кавитационные пузырьки «задавливаются» этим давлением и не развиваются далее.

Еще одним аналогом заявляемым способу и устройству для получения тепловой энергии является способ получения тепла, а также устройство для его осуществления, раскрытые в патенте RU 2045715, F25B 29/00, Потапова Ю. С., 1995 г. Данный способ заключается в том, что воду, подлежащую нагреву, подают в теплогенератор и формируют вихревое движение этой воды в нем при обеспечении кавитационного режима ее течения за счет усиления в ее потоке возникающих звуковых колебаний. При этом подаваемую воду предварительно нагревают до температуры, большей 63°С.

В качестве теплогенератора по патенту RU 2045715 используют вихревой теплогенератор. Во всех примерах воду, подлежащую нагреву, подают на вход теплогенератора с помощью внешнего насоса, нагнетающего ее в теплогенератор.

Недостатком способа по патенту RU 2045715 является низкая эффективность нагрева жидкости, достигающая значений только 1,2-1,4 при нагреве воды в вихревом теплогенераторе.

Причиной низкой эффективности нагрева воды является то, что давление воды в вихревом теплогенераторе (до 5 атм) слишком высоко как на входе в теплогенератор, так и на выходе из него. А чем больше давление воды, тем меньше, как известно, интенсивность кавитационных процессов в ней, ибо кавитационные пузырьки «задавливаются» этим давлением и не развиваются далее.

Давление воды на входе в устройство по патенту RU 2045715 делают столь высоким для того, чтобы за счет этого давления обеспечить необходимую высокую скорость подачи воды в улитку (завихритель) вихревой трубы. При этом насос для прокачивания нагретой воды, установленный перед теплогенератором и присоединенный к трубопроводу, идущему к входному отверстию теплогенератора, не только должен совершать работу по прокачиванию воды через теплогенератор, но и работу по прокачиванию этой воды далее по трубопроводам, отводящим нагретую воду от теплогенератора к потребителю. Последние тоже оказывают существенное сопротивление потоку воды, поэтому давление воды на выходе из теплогенератора оказывается тоже значительно выше атмосферного.

Наиболее близкий аналог настоящего изобретения раскрыт в патенте Российской Федерации №2132517 С1, дата публикации — 27.06.1999. Из указанного патента известен способ получения тепловой энергии, включающий подачу потока жидкости под давлением насосом в вихревую трубу с получением кавитационного вихревого потока и последующее направление кавитационного вихревого потока в емкость с жидкостью.

Также из указанного патента известно устройство для получения тепловой энергии, включающее емкость нагретой жидкости, вихревую трубу и насос подачи жидкости в вихревую трубу.

Недостатки наиболее близкого аналога заключаются в том, что кавитационный вихревой поток образуется не при максимально возможной интенсивности завихрения, и в том, что отсутствует резонансный кавитационный режим протекания жидкости.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.

Техническим результатом настоящего изобретения является увеличение скорости нагрева жидкости и улучшение теплопередачи в кавитационно-вихревом теплогенераторе за счет интенсификации кавитационных процессов в нем и создание резонанса в вихревой трубе. Дополнительным результатом кавитационных процессов в случае использования воды в качестве жидкости является изменение химических свойств воды, что приводит к улучшению очищения воды от загрязнений за счет изменения уровня рН.

Указанный технический результат достигается за счет способа получения тепловой энергии, включающего подачу потока жидкости под давлением насосом в вихревую трубу с получением кавитационного вихревого потока, в котором происходит концентрация и соединение молекул жидкости в кластеры, и последующее направление вихревого кавитационного потока в емкость с жидкостью. При этом поток жидкости перед входом в вихревую трубу направляют через прорези, которые располагают под углом к центральной оси вихревой трубы по ее периметру, тангенциально закручивают посредством указанных прорезей и подвергают ультразвуковому облучению с последующим разрежением в условиях резонанса.

Дополнительно могут использовать прорези, которые располагают под углом 45° к центральной оси вихревой трубы по ее периметру. Для тангенциального закручивания потока могут быть использованы прорези любой сложной формы, например эллиптической.

Способ могут осуществлять с циркуляцией жидкости по замкнутому контуру и отбором тепловой энергии в теплообменник внешней системы теплопередачи.

В способе могут создавать дополнительное разрежение посредством выходных отверстий, которые могут выполнять на конце вихревой трубы, и всасывающего патрубка насоса, который могут располагать в емкости нагретой жидкости в зоне конца вихревой трубы.

Указанный технический результат достигается также за счет устройства для получения тепловой энергии, включающего емкость нагретой жидкости, вихревую трубу и насос подачи жидкости в вихревую трубу. При этом устройство включает установку ультразвуковых колебаний, вихревая труба помещена в емкость нагретой жидкости, а по периметру на входе в вихревую трубу расположены прорези.

Вход в вихревую трубу может быть выполнен в виде конуса, расположенного тангенциально по отношению к внутренним кромкам вихревой трубы.

На входе в вихревую трубу по ее центру может быть выполнено отверстие рециркуляции жидкости.

Вихревая труба может быть снабжена выходными отверстиями, при этом выходные отверстия могут быть по площади меньше, чем прорези, в 1,5 раза.

Устройство может дополнительно содержать циркуляционный насос, вход которого расположен в горячей зоне нагретой жидкости.

Устройство может дополнительно содержать теплообменник для отбора тепловой энергии во внешнюю систему теплопередачи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведена схема общего вида установки.

На фиг.2 приведена схема части устройства с соединениями вихревой камеры по предлагаемому способу.

На фиг.3 приведена схема вихревой камеры для нагрева жидкостей без верхней крышки, вид А.

Осуществление изобретения

Подачу нагретой жидкости по малому кольцу осуществляют путем отсасывания ее из устройства и обеспечивают благодаря этому снижение давления жидкости в устройстве.

Отсасывание нагреваемой жидкости из устройства насосом, подающим далее к устройству, ведет к снижению давления этой жидкости на выходе из устройства и частично внутри него. А это ведет к интенсификации кавитационных процессов в нем, так как последние идут тем интенсивнее, чем меньше статическое давление жидкости и чем больше перепад давлений между входом и выходом устройства. При неизменном давлении нагреваемой жидкости на входе в устройство, обеспечиваемом либо насосом, подающим эту жидкость в него, либо атмосферным давлением воздуха в сосуде для исходной жидкости (при отсутствии нагнетающего насоса), отсасывание нагретой жидкости из устройства ведет к повышению перепада давления между входом и выходом устройства. Под воздействием высокочастотного излучения происходит выход на резонансный режим.

В режиме резонанса нагрев воды происходит интенсивно. Все это ведет к интенсификации кавитационных процессов в устройстве, а следовательно, к повышению эффективности нагрева жидкости в нем. Кроме того, снижение давления нагреваемой жидкости в устройстве и создание в нем разрежения ведет к уменьшению напора этой жидкости на сальники или торцевые уплотнения насоса, что повышает ресурс их службы.

На фиг.1 в качестве примера приведен предпочтительный вариант осуществления способа и устройства для получения тепловой энергии посредством прокачивания жидкости насосом через трубу, подключенную к высокочастотному излучателю.

В этом варианте устройство включает камеру 1, трубопровод 2, корпус с жидкостью (емкость) 3, обратный трубопровод 4, электронасос 5, подающий трубопровод 6, циркуляционный насос 7, краны 8, дозатор 9, трубу вихревую 10, крепление 11 камеры к корпусу, установку ультразвуковых колебаний 12, теплообменник 21.

На фиг.2 показан пример осуществления части устройства резонансного типа с камерой 1, в которой смонтирован ультразвуковой излучатель 13 с конусом 14, фланцем 15, наклонным отверстием 16, отверстием 17, вихревой трубой 10, дозатором 9, отверстием 18.

На фиг.3 показана вихревая камера 1 со снятой крышкой, вид А, прорезями 16 под углом, отверстием 17, конусом 14, фланцем 15, корпусом 20.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

1. Жидкость, подлежащую нагреву (воду, трансформаторное масло, нефть, тосол или др.), наливают в сосуд для исходной жидкости, имеющий объем, больший, чем суммарный объем всех полостей устройства для нагрева жидкости и присоединенных к нему трубопроводов.

2. Заполняют жидкостью, подлежащей нагреву, все полости и трубопроводы устройства для нагрева жидкости, в состав которого входит вихревая труба.

3. Включают двигатель, который приводит в движение насос, нагнетающий нагреваемую жидкость в вихревую трубу, и обеспечивают за счет особенностей конструкции трубы вихревое движение этой жидкости в ней при максимально возможной в данной схеме интенсивности завихрения.

4. Одновременно насос осуществляет отсасывание нагретой жидкости из трубы и подачу ее в сосуд-накопитель нагретой жидкости. При этом необходимо использовать такой насос (например, центробежный или шестеренчатый), который может создавать разрежение в своем входном патрубке и понижать давление жидкости в отверстии выхода нагретой жидкости из трубы.

5. Включают установку ультразвуковых колебаний. Путем регулировки частоты колебаний в вихревой трубе получают резонансный кавитационный режим протекания жидкости через устройство.

6. Осуществляют нагрев жидкости до требуемой потребителю температуры за счет возвращения ее циркуляционным насосом по обратному трубопроводу из сосуда с нагретой жидкостью в сосуд для исходной жидкости и подачи ее по замкнутому контуру снова на вход устройства (трубы). У потребителя жидкость отдает часть своего тепла через теплообменник. Теплообменник может быть выполнен, например, в виде батареи, радиатора, пластичного теплообменника либо в любом другом виде.

Пример 1

Нагрев жидкости, указанной в таблице 1, осуществляют с помощью центробежного насоса с электродвигателем мощностью 5 кВт, напором 40 м и расходом 25 куб. м в час, производства КНР. Из залитой жидкостью емкости 2 через кран 8 (задвижку) она поступает на входной патрубок насоса 5, жидкость под давлением по трубопроводу 2 через кран (задвижку) 8 тангенциально подается в вихревую камеру 1 устройства через конус 14.

В вихревой камере 1 жидкость начинает вращаться, а попадая в прорези 16, получает ускорение. С большой скоростью четыре (и более) потока жидкости создают вихревой кавитационный эффекта вихревой трубе 10. По большому радиусу вихревой трубы 10 формируется горячий поток, который через отверстия 18 выходит в (емкость) 3 и одновременно попадает на входное отверстие электронасоса 5, который создает разрежение в вихревой трубе, способствуя образованию кавитации.

При работе электронасоса ваттметром определяем затраченную электрическую мощность W2, указанную в таблице 1, а также путем измерения трехфазным электросчетчиком количества электроэнергии, потребленной электродвигателем за время нагрева жидкости.

В результате периодических быстрых сжатий и расширений кавитационных парогазовых пузырьков происходит, в соответствии с законами термодинамики, трансформация энергии в тепловую, что и приводит к быстрому нагреву жидкости.

Как показали измерения многих ученых и исследователей (см. Семенов А., Стоянов П. Звукосвечение или свет, вырванный из вакуума. — Техника-молодежи, 1997, №3, с.4-5; и Маргулис М.А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. — М.: Химия, 1986. — 288 с., температура в центре охлопывающихся пузырьков может достигать многих тысяч градусов по Цельсию. Это приводит, как известно, к сонолюминесцентному свечению жидкостей. В кавитационных пузырьках нагреваемой жидкости идут термохимические реакции. Термохимические реакции сопровождаются выделением тепла, которое также идет на нагрев жидкости в предлагаемом устройстве. Энергия этих реакций является дополнительной к той энергии, которая выделяется при работе устройства.

Поэтому эффективность нагрева жидкости в заявляемом способе и устройстве (отношение получаемой тепловой энергии к затраченной электрической) превышает единицу. Известно, что при вращении жидкости, кроме кавитации, идут процессы синтеза молекул воды в кластеры, а при вращении они ускоряются в несколько раз с выделением тепловой энергии (см. Потапов Ю.С., Потапов С.Ю. Энергия вращения. К., 2002, 353 с. ).

Таблица 1 Параметры и результаты к Примеру 1   По предлагаемому способу По известному способу Жидкость W2, кВт W3, кВт Эффективность W2, кВт W3, кВт Эффективность Вода пресная 26 39 1. 5 27 35.1 1.3 Вода морская 26 41.6 1.6 27 37.8 1.4 Тосол 27 45.9 1.7 28 42 1.5

Пример 2

Нагрев жидкости, указанной в таблице 2, осуществляют с помощью такого же устройства, как и в примере 1, с тем отличием, что корпус устройства выполнен из Ст 20, а вместо центробежного насоса 5 установлен шестеренчатый насос, приводимый во вращение электродвигателем мощностью 2,2 кВт. Все технологические операции нагрева рабочей жидкости и измерения осуществляют так же, как в примере 1. Сравнение с нагревом по известному способу осуществлялось так же, как в примере 1. Полученные данные и результаты измерений сведены в таблицу 2. После достижения в емкости 3 температуры жидкости, требуемой потребителю, включают циркуляционный насос 7, открывают кран 8 и подают жидкость к потребителю по трубопроводам 6 и 4. Жидкость отдает часть своего тепла потребителю, откуда возвращается по замкнутому контуру, частично охлажденной снова в емкость 3.

Тепловую мощность W3, генерируемую устройством, вычисляют по результатам измерений расхода нагреваемой жидкости, проходящей через устройство, измеряемого теплосчетчиком, установленным на трубопроводе 2, и результатами измерений термопарами, установленными на входе и выходе из устройства. Эффективность нагрева жидкости определяют как отношение W3/W2. Полученные данные вычислений и результаты вычислений занесены в таблицы 1-3.

Таблица 2 Параметры и результаты к Примеру 2   По предлагаемому способу По известному способу Рабочая жидкость W2,кВт W3, кВт Эффективность W2, кВт W3, кВт Эффективность Вода пресная 26 41. 2 1.7 27 35.1 1.3 Нефть 22 39.6 1.8 30 48 1.6 Трансформ. масло 12 20.4 1.7 29 42.9 1.48

Пример 3

Нагрев жидкости, указанной в таблице 3, осуществляют с помощью части устройства, схема которой приведена на фиг. 2. Это устройство выполнено из цельнотянутой трубы 10, приваренной к вихревой камере 1, изготовленной из Ст 45. К вихревой камере приварен конус 14 с фланцем 15, тангенциально конус 14 входит в вихревую камеру 1. Входное отверстие в конусе по площади сечения в восемь раз меньше, чем площадь сечения выходного патрубка насоса 5. В нижней части вихревой камеры 1 изготовлены четыре отверстия 16 под углом 45 градусов с наклоном по ходу вращения жидкости в вихревой камере 1. Площадь четырех отверстий 16 в тридцать раз меньше, чем площадь отверстия на выходе из насоса 5 (диаметр 37 мм). Четыре отверстия, выполненные в дозаторе 9, по площади меньше, чем отверстия 16, но больше, чем площадь отверстия 17, через которое проходит обратный поток жидкости. Внутренний диаметр вихревой трубы 10 равен 50 мм. Длина вихревой трубы 10 в десять раз больше диаметра (500 мм). К противоположному концу трубы 10 приварен дозатор 9 с четырьмя отверстиями 18, которые выполняют и роль гидравлического тормоза, спрямляя вращающийся поток жидкости.

Устройство по настоящему изобретению работает следующим образом. Жидкость из насоса 5 под давлением с определенной скоростью поступает через кран (задвижку) 8 в конус 14, где ускоряется. Затем она попадает в вихревую камеру 1, где начинается процесс ее закручивания с ускорением. Вращающаяся жидкость захватывается прорезями 16, сжимается, ускоряется и выбрасывается в вихревую трубу 10 с разрежением и образованием кавитации. Кроме двойного завихрения на жидкость воздействуют ультразвуком, что приводит к инициированию кавитации. При вращении жидкости в вихревой трубе 10 и вихревой камере 1 происходит соединение молекул в кластеры, вызывая повышение ее температуры. Синергетический эффект нагрева жидкости приводит к повышению эффективности способа и устройства более 1 (отношение получаемой тепловой энергии к вкладываемой электронасосом).

Полученные сравнительные данные, приведенные в таблице 3, показывают, что эффективность нагрева жидкости по заявляемому способу во всех случаях выше, чем по известному способу, несмотря на то, что для реализации заявляемых способа и устройства требуется два насоса, а не один.

Из таблицы 3 также видно, что особенно высока эффективность нагрева воды при резонансной кавитации и температуре, превышающей +63°С. Это полностью соответствует выводам о существовании пороговой температуры, описанной в способе-прототипе, защищенном патентом (4).

Таблица 3 Параметры и результаты к Примеру 3   По предлагаемому способу По известному способу Рабочая жидкость и ее температура продолжительность работы, мин продолжительность работы, мин 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 Вода, °С Эффективность 20 40 60 85 — 20 35 55 67 86 — 1. 6 1.6 1.9 — — 1.4 1.4 1.5 1.5 Тосол∗, °С Эффективность 20 45 67 93 — 20 40 60 85 — — 1. 7 1.8 1.9 — — 1.5 1.6 1.6 — Трансформ. масло, °С Эффективность 20 46 70 95 110 20 42 64 87 102 — 1. 5 1.6 1.7 1.6 — 1.4 1.4 1.4 1.4

Вихревой теплогенератор для частного дома: устройство, конструкция и нюансы сборки | ASUTPP

Использование вихревого эффекта стало актуальным относительно «недавно» — всего 30 лет назад, в начале 90-х. С тех пор данное направление стремительно развивается и одним из его актуальных проявлений есть изготовление вихревых теплогенераторов, использующихся для отопления помещений.

Что такое вихревой теплогенератор?

Рисунок 1: Вихревой теплогенератор на станине

Принцип работы вихревого теплогенератора основан на физическом процессе, при котором в камере с жидкостью нагнетается высокое давление. Затем происходит вытеснение пузырьков газа, сопровождающееся повышением температуры (показатели иногда доходят до отметки в 1000 С0). Если после этого жидкость, разогретую до такой температуры, направить в другую камеру с меньшим давлением, то полученная тепловая энергия высвобождается. Именно поэтому вихревые генераторы настолько практичны – максимум тепла при относительно небольших энергозатратах.

Рисунок 2: Вихревой теплогенератор большой мощности

Конструкции различных категорий вихревых теплогенераторов

Основные отличия данных устройств заключены в их конструктивных особенностях. Поэтому рассмотрим конструкции трёх самых популярных разновидностей вихревых теплогенераторов.

1. Тангенциальные. Основное отличие от других – наличие специальной камеры, в которой и происходит вихревой эффект. К камере по одному патрубку подводится холодной воздух, а по другому, наружу, уже поступает горячий. Чтобы создать некоторое давление в системе, на входе в камеру установлено тормозящее приспособление, которые не даёт жидкости двигаться дальше с постоянной скоростью.
2. Аксиальные. В генераторах такого типа камера отсутствует, но её функции выполняет специальная диафрагма с большим количеством отверстий определённой формы, расположенных по всему корпусу. Основной минус таких моделей – наличие слишком большого количества различных конструктивных частей, таких как нагревательная камера и формирователь потока.

3. Активные. Такие теплогенераторы имеют подвижные части – активаторы, которые и создают тот самый вихревой эффект. Проблема устройств активного типа заключена в необходимости точного расчёта как подвижных, так и неподвижных деталей. Но КПД у них в разы выше.

Любой тип вихревых теплогенераторов имеет свои недостатки и преимущества, поэтому выбор следует делать исходя из поставленных целей.

Рисунок 3: Компьютерная модель устройства

Некоторые тонкости сборки

При сборке вихревого теплогенератора необходимо приобрести электродвигатель, например, асинхронного типа. Мощность двигателя лучше выбирать с запасом, так как от этого параметра напрямую зависит количество отдаваемого тёплого воздуха в окружающее пространство. Также необходимо найти или сделать камеру с металлическим диском внутри.

Рисунок 4: Электродвигатель в соединении с камерой, в которой находится металлический диск

Процесс изготовления и сборки прост: просверлить ряд несквозных отверстий в диске и герметично заварить его в камере. К ней подвести воду посредством обыкновенного патрубка. Другой патрубок будет отводящим. К электродвигателю через рубильник или выключатель подвести напряжение. Монтаж окончен.

Рисунок 5: На диске необходимо правильно высверлить несквозные отверстия

Для большей эффективности вода в металлическую камеру должна подаваться насосом – для правильной работы системы в ней необходимо создание некоторого давления.

P.S. Чтобы еще больше погрузиться в эту тему смотрите мое новое видео:

Вихревые теплогенераторы(ВТГ): Ю.

С. Потапова и Установка ЮСМАР-М

Теплогенератор Ю. С. Потапова очень похож на вихревую трубу Ж. Ранке, изобретенную этим французским инженером ещё в конце 20-х годов XX века. Работая над совершенствованием циклонов для очистки газов от пыли, тот заметил, что струя газа, выходящая из центра циклона, имеет более низкую температуру, чем исходный газ, подаваемый в циклон. Уже в конце 1931 г. Ранке подаёт заявку на изобретенное устройство, названное им «вихревой трубой». Но получить патент ему удаётся только в 1934 г., и то не на родине, а в Америке (Патент США №1952281.)

Содержание материала

История создания

Французские же учёные тогда с недоверием отнеслись к этому изобретению и высмеяли доклад Ж. Ранке, сделанный в 1933 г. на заседании Французского физического общества. Ибо по мнению этих учёных, работа вихревой трубы, в которой происходило разделение подаваемого в неё воздуха на горячий и холодный потоки как фантастическим «демоном Максвелла», противоречила законам термодинамики. Тем не менее вихревая труба работала и позже нашла широкое применение во многих областях техники, в основном для получения холода.

Для нас наиболее интересны работы ленинградца В. Е. Финько, который обратил внимание на ряд парадоксов вихревой трубы, разрабатывая вихревой охладитель газов для получения сверхнизких температур. Он объяснил процесс нагрева газа в пристеночной области вихревой трубы «механизмом волнового расширения и сжатия газа» и обнаружил инфракрасное излучение газа из ее осевой области, имеющее полосовой спектр, что потом помогло нам разобраться и с работой вихревого теплогенератора Потапова.

В вихревой трубе Ранке, схема которой приведена на рисунке 1, цилиндрическая труба 1 присоединена одним концом к улитке 2, которая заканчивается сопловым вводом прямоугольного сечения, обеспечивающим подачу сжатого рабочего газа в трубу по касательной к окружности её внутренней поверхности. С другого торца улитка закрыта диафрагмой 3 с отверстием в центре, диаметр которого существенно меньше внутреннего диметра трубы 1. Через это отверстие из трубы 1 выходит холодный поток газа, разделяющийся при его вихревом движении в трубе 1 на холодную (центральную) и горячую (периферийную) части. Горячая часть потока, прилегающая к внутренней поверхности трубы 1, вращаясь, движется к дальнему концу трубы 1 и выходит из нее через кольцевой зазор между её краем и регулировочным конусом 4.

Рисунок 1. Вихревая труба Ранке: 1-труба; 2- улитка; 3- диафрагма с отверстием в центре; 4- регулировочный конус.

Законченной и непротиворечивой теории вихревой трубы до сих пор не существует, несмотря на простоту этого устройства. «На пальцах» получается, что при раскручивании газа в вихревой трубе он под действием центробежных сил сжимается у стенок трубы, в результате чего нагревается тут, как нагревается при сжатии в насосе. А в осевой зоне трубы, наоборот, газ испытывает разрежение, и тут он охлаждается, расширяясь. Выводя газ из пристеночной зоны через одно отверстие, а из осевой — через другое, и достигают разделения исходного потока газа на горячий и холодный потоки.

Жидкости, в отличие от газов, практически не сжимаемы. Поэтому более полувека никому и в голову не приходило подать в вихревую трубу воду вместо газа или пара. И автор решился на, казалось бы, безнадёжный эксперимент — подал в вихревую трубу вместо газа воду из водопровода.

К его удивлению, вода в вихревой трубе разделилась на два потока, имеющих разные температуры. Но не на горячий и холодный, а на горячий и тёплый. Ибо температура «холодного» потока оказалась чуть выше, чем температура исходной воды, подаваемой насосом в вихревую трубу. Тщательная же калориметрия показала, что тепловой энергии такое устройство вырабатывает больше, чем потребляет электрической двигатель насоса, подающего воду в вихревую трубу.

Так родился теплогенератор Потапова.

Конструкция теплогенератора

Правильнее говорить об эффективности теплогенератора — отношении величины вырабатываемой им тепловой энергии к величине потребленной им для этого извне электрической или механической энергии. Но поначалу исследователи не могли понять, откуда и как в этих устройствах появляется избыточное тепло. Предполагали даже, что туг нарушается закон сохранения энергии.

Рисунок 2. Схема вихревого теплогенератора: 1-инжекционный патрубок; 2- улитка; 3- вихревая труба; 4- донышко; 5- спрямитель потока; 6- штуцер; 7- спрямитель потока; 8- байпас; 9- патрубок.

Вихревой теплогенератор, схема которого приведена на рисунке 2, присоединяют инжекционным патрубком 1 к фланцу центробежного насоса (на рисунке не показан), подающего воду под давлением 4-6 атм. Попадая в улитку 2, поток воды сам закручивается в вихревом движении и поступает в вихревую трубу 3, длина которой раз в 10 больше ее диаметра. Закрученный вихревой поток в трубе 3 перемещается по винтовой спирали у стенок трубы к ее противоположному (горячему) концу, заканчивающемуся донышком 4 с отверстием в его центре для выхода горячего потока. Перед донышком 4 закреплено тормозное устройство 5 — спрямитель потока, выполненный в виде нескольких плоских пластин, радиально приваренных к центральной втулке, соосной с трубой 3. В виде сверху он напоминает оперенные авиабомбы или мины.

Когда вихревой поток в трубе 3 движется к этому спрямителю 5, в осевой зоне трубы 3 рождается противоток. В нём вода, тоже вращаясь, движется к штуцеру 6, врезанному в плоскую стенку улитки 2 соосно с трубой 3 и предназначенному для выпуска «холодного» потока. В штуцере 6 изобретатель установил ещё один спрямитель потока 7, аналогичный тормозному устройству 5 Он служит для частичного превращения энергии вращения «холодного» потока в тепло. А выходящую из него тёплую воду направил по байпасу 8 в патрубок 9 горячего выхода, где она смешивается с горячим потоком, выходящим из вихревой трубы через спрямитель 5. Из патрубка 9 нагретая вода поступает либо непосредственно к потребителю, либо в теплообменник (все про теплообменные аппараты), передающий тепло в контур потребителя. В последнем случае отработанная вода первичного контура (уже с меньшей температурой) возвращается в насос, который вновь подаёт её в вихревую трубу через патрубок 1.

После тщательных и всесторонних испытаний и проверок нескольких экземпляров теплогенератора «ЮСМАР» они пришли к заключению, что ошибок нет, тепла получается действительно больше, чем вкладывается механической энергии от двигателя насоса, подающего воду в теплогенератор и являющегося единственным потребителем энергии извне в этом устройстве.

Но непонятно было, откуда появляется «лишнее» тепло. Были предположения и о скрытой огромной внутренней энергии колебаний «элементарных осцилляторов» воды,  высвобождающейся в вихревой трубе, и даже о высвобождении в её неравновесных условиях гипотетической энергии физического вакуума. Но это только предположения, не подкреплённые конкретными расчетами, подтверждающими экспериментально полученные цифры. Было ясно только одно: обнаружен новый источник энергии и похоже, что это фактически даровая энергия.

В первых модификациях тепловых установок Ю. С. Потапов подсоединял свой вихревой теплонагреватель, изображённый на рисунке 2, к выпускному фланцу обыкновенного рамногоцентробежного насоса для перекачивания воды. При этом вся конструкция находилась в окружении воздуха (Если что здесь про воздушное отопление дома своими руками) и была легко доступна для обслуживания.

Но КПД насоса, как и КПД электродвигателя, меньше ста процентов. Произведение этих КПД составляет 60-70%. Остальное — потери, идущие в основном на нагрев окружающего воздуха. А ведь изобретатель стремился греть воду, а не воздух. Поэтому он решился поместить насос и его электромотор в воду, подлежащую нагреву теплогенератором. Для этого использовал погружной (скважный) насос. Теперь тепло от нагрева мотора и насоса отдавалось уже не в воздух, а той воде, которую требовалось нагреть. Так появилось второе поколение вихревых теплоустановок.

Теплогенератор Потапова превращает в тепло часть своей внутренней энергии, а точнее часть внутренней энергии своей рабочей жидкости — воды.

Но вернёмся к серийным тепловым установкам второго поколения. В них вихревая труба по-прежнему находилась в воздухе сбоку от термоизолированного сосуда, в который был погружён скважный мотор-насос. От горячей поверхности вихревой трубы нагревался окружающий воздух, унося часть тепла, предназначавшегося для нагрева воды. Приходилось трубу обматывать стекловатой для уменьшения этих потерь. И чтобы не бороться с этими потерями трубу погрузили в тот сосуд, в котором уже находятся мотор и насос. Так появилась последняя серийная конструкция установки для нагрева воды, получившая имя «ЮСМАР».

Рисунок 3. Схема теплоустановки «ЮСМАР-М»: 1 — вихревой теплогенератор, 2 — электронасос, 3 — бойлер, 4 — циркуляционный насос, 5 — вентилятор, 6 — радиаторы, 7 — пульт управления, 8 — датчик температуры.

Установка ЮСМАР-М

В установке «ЮСМАР-М» вихревой теплогенератор в комплекте с погружным насосом помещены в общий сосуд-бойлер с водой (см. рисунок 3) для того, чтобы потери тепла со стенок теплогенератора, а также тепло, выделяющееся при работе электродвигателя насоса, тоже шли на нагрев воды, а не терялись. Автоматика периодически включает и отключает насос теплогенератора, поддерживая температуру воды в системе (или температуру воздуха в обогреваемом помещении) в заданных потребителем пределах. Снаружи сосуд-бойлер покрыт слоем теплоизоляции, которая одновременно служит звукоизоляцией и делает практически неслышимым шум теплогенератора даже непосредственно рядом с бойлером.

Установки «ЮСМАР» предназначены для нагрева воды и подачи её в системы автономного водяного отопления жилых помещений, промышленных и административных зданий, а также в душевые, бани, на кухни, в прачечные, мойки, для обогрева сушилок сельхозпродуктов, трубопроводов вязких нефтепродуктов для предотвращения их замерзания на морозе и других промышленных и бытовых нужд.

Рисунок 4. Фото тепловой установки «ЮСМАР-М»

Установки «ЮСМАР-М» питаются от промышленной трёхфазной сети 380 В, полностью автоматизированы, поставляются заказчикам в комплекте со всем необходимым для их работы и монтируются поставщиком «под ключ».

Все эти установки имеют одинаковый сосуд-бойлер (см. рисунок 4), в который погружают вихревые трубы и мотор-насосы разной мощности, выбирая наиболее подходящие конкретному заказчику. Габариты сосуда-бойлера: диаметр 650 мм, высота 2000 мм. На эти установки, рекомендуемые для использования как в промышленности, так и в быту (для обогрева жилых помещений путем подачи горячей воды в батареи водяного отопления), имеются технические условия ТУ У 24070270,001 -96 и сертификат соответствия РОСС RU. МХОЗ. С00039.

Установки «ЮСМАР» используют на многих предприятиях и в частных домовладениях, они получили сотни похвальных отзывов от пользователей. В настоящее время Уже тысячи теплоустановок «ЮСМАР» успешно работают в странах СНГ и ряде других стран Европы и Азии.

Их использование особенно выгодно там, куда ещё не дотянулись газопроводы и где люди вынуждены использовать для нагрева воды и обогрева помещений электроэнергию, которая с каждым годом становится всё дороже.

Рисунок 5. Схема подключения тепловой установки «ЮСМАР-М» к системе водяного отопления: 1 -теплогенератор «ЮСМАР»; 2 — циркулярный насос; 3-пульт управления; 4 -терморегулятор.

Теплоустановки «ЮСМАР» позволяют экономить треть той электроэнергии, которая необходима для нагрева воды и отопления помещений традиционными методами электронагрева.

Отработаны две схемы подключения потребителей к теплоустановке «ЮСМАР-М»: непосредственно к бойлеру (см. рисунок 5) — когда расход горячей воды в системе потребителя не подвержен резким изменениям (например, для отопления здания), и через теплообменник (см. рисунок 6) — когда расход воды потребителем колеблется во времени.

У теплоустановок «ЮСМАР» нет деталей, нагревающихся до температуры свыше 100°С, что делает эти установки особенно приемлемыми с точки зрения пожарной безопасности и техники безопасности.

Рисунок 6. Схема подключения тепловой установки «ЮСМАР-М» к душевой: 1-теплогенератор «ЮСМАР»; 2 -циркулярный насос; 3- пульт управления; 4 -термодатчик, 5 — теплообменник.

Используемая литература:

1. Ю.С. Потапов, Л.П. Фоминский, С.Ю. Потапов — » Энергия вращения»-01.01.2008 г.

Поделитесь материалом с друзьями в социальных сетях

Уникальный источник альтернативного обогрева жилых площадей за счет вихревого теплогенератора

ВТГ употребляется для автономного отопления жилых домов , особняков ,кабинетов , производственных помещений. ВТГ состоит из кавитатора и электродвигателя . Это оборудование (Вихревой теплогенератор) сотворено и создано для тепла, подогрева и снабжения жаркой водой школ, складов, больниц, теплиц, высотных построек и сооружений, жилых домов, производственных помещений, кабинетов и т.д., т.е. для отопления площадей всех площадей. Вихревые теплогенераторы могут употребляться не только лишь как главные, да и как запасные системы отопления. Для их установки требуется менее суток. <br><br> Нагревание воды в ВТГ происходит за счет схлопывания огромного количества квитационных пузырьков, синтеза молекул воды и трения . В качестве теплоносителя употребляется вода либо неважно какая жидкость, при всем этом хим чистка воды не требуется. Внедрение такового теплоносителя как вода, делает эту установку экологически незапятанной (без выделения вредных газов) что дает возможность её эксплуатацию без аттестации СЭС. Вихревой теплогенератор можно использовать для разогрева и перекачивания различных хим веществ, а а за счет особых материалов производства ВТГ ( капролон и т. д.). <br><br> Работает Вихревой теплогенератор в автоматическом режиме. Процесс работы Вихревой теплогенератор контролируется автоматикой. Вероятен прямоточный нагрев воды (без замкнутого контура), допустим для получения жаркой воды. <br><br> Тесты ВТГ подтвердили эфект этой установки по сопоставлению с другими типами нагревателей . Выробатывая туже термическую мощность, что и у обыденных термических установок, кавитационные вихревые теплогенераторные установки потребляют существенно меньше электроэнергии. ВТГ отличается своими малеханькими габаритами: занимаемая площадь составляет 0,5 — 4 кв.м. Это позваляет смонтировать его в любом выделенном под эти цели месте, для монтажа не требуется постройки специального фундамента, нетребуются отдельные помещения типа котельной. ВТГ прост в установке, нет необходимости демонтажа старенькой системы отопления, его можно подключить к ранее установленной системе отопления.

ООО «Энергетические решения нового поколения»

Революционное потребление энергии. Vortex Energy Saver — это уникальное революционное устройство, которое удаляет увлеченный воздух и растворенный кислород из системы отопления (оставляя только около 0,2 частей на миллион).

По своей природе пузырьки воздуха в системе отопления ленивые и вялые, поэтому они снижают эффективность теплопередачи. В результате удаления увлеченного воздуха и растворенного кислорода система отопления станет более эффективной, обеспечивая лучшее использование энергии, теплопередачу и регенерацию горячей воды, а также более высокую температуру радиатора.

Vortex Energy Saver также предотвращает образование магнетита. Магнетит вызывает коррозию, которая, в свою очередь, делает систему неэффективной, а также сокращает срок службы радиаторов, насосов, котлов и клапанов.

Vortex Energy Saver легко устанавливается с помощью всего двух соединений и может быть установлен на любой тип влажной системы отопления, включая все типы конденсационных, неконденсируемых, масляных, газовых и комбинированных котлов. Благодаря отсутствию движущихся частей и ожидаемому сроку службы 40 лет Vortex Energy Saver прослужит дольше всех других компонентов вашей системы отопления.

Характеристики:

Как работает VORTEX ENERGY SAVER?

Vortex Energy Saver, благодаря своей конструкции, очень просто работает через явления, создаваемые циркуляционным насосом. Когда вода из системы отопления попадает в Vortex Energy Saver, насос заставляет воду вращаться в вихре. В середине вихря находится зона низкого давления, достаточная для вытяжки увлеченного воздуха и растворенного кислорода из раствора. Когда вода достигает выпускного отверстия, действие вихря усиливается, и пузырьки воздуха, выходящие теперь из раствора, поднимаются вверх и собираются через погружную трубку для выпуска из системы через вентиляционное отверстие. Vortex Energy Saver поставляется со стандартным размером трубного соединения 28 мм. Однако 28 мм можно приспособить для работы с трубами диаметром 22 мм. Применения включают: все типы обычных бытовых систем отопления и небольших коммерческих систем отопления, а также тепловые насосы и установки на биомассе. 1 час / бесплатно Закажите визит к одному из наших консультантов, чтобы узнать, сколько мы можем вам сэкономить.

Lister Housing Cooperative: Настройка котла должна быть уменьшена на 20% в течение 20 минут после установки Vortex. С тех пор настройка была еще больше уменьшена, и теперь неработающие радиаторы полностью нагреваются.

Городской совет Харрогейта: Потребление энергии тепловым насосом, оснащенным Vortex, на 29% меньше, чем в аналогичном доме без Vortex.

Emotion Energy: Vortex был установлен на тепловом насосе воздух-вода, и была разница в температуре радиатора с 49 ° C до 55 ° C.

Notting Hill Housing Trust: установка Vortex привела к экономии 15%, возможно, 20% затрат на отопление и окупаемости окупаемости.6 месяцев.

DSA Driving Standards Agency: Результаты показывают среднее снижение потребления газа на 19% с максимальной выгодой на 30%.

Университет Ковентри: Опытная квартира показала среднее снижение потребления газа на 35% в течение непрерывного периода в один год.

Университет Сент-Эндрюс: установка в музее показала экономию 27% расхода газа.

Vortex The Science

ВИХРЬ УЛУЧШАЕТ СВОЙСТВА ВОДЫ

• Vortex, благодаря своей конструкции, работает очень просто за счет использования явлений, создаваемых циркуляционным насосом.

Когда вода из отопительной системы попадает в устройство, под действием насоса вода закручивается в водоворот.

• В середине вихря находится зона низкого давления, которая втягивает увлеченный воздух и растворенный кислород из раствора.

Когда вода достигает выпускного отверстия, действие вихря усиливается, и пузырьки воздуха, выходящие теперь из раствора, поднимаются вверх и собираются через погружную трубку для выпуска из системы через вентиляционное отверстие.

• Vortex, благодаря своей конструкции, работает очень просто за счет использования явлений, создаваемых циркуляционным насосом.

Когда вода из отопительной системы попадает в устройство, под действием насоса вода закручивается в водоворот.

• В середине вихря находится зона низкого давления, которая втягивает увлеченный воздух и растворенный кислород из раствора.

Когда вода достигает выпускного отверстия, действие вихря усиливается, и пузырьки воздуха, выходящие теперь из раствора, поднимаются вверх и собираются через погружную трубку для выпуска из системы через вентиляционное отверстие.
Это действие позволяет удалить увлеченный воздух и растворенный кислород до 0,2 ppm.

• Пузырьки воздуха в системе отопления по своей природе ленивы и летаргичны и снижают эффективность теплопередачи.

В результате удаления увлеченного воздуха и растворенного кислорода до инертного уровня система отопления станет более эффективной с точки зрения использования энергии, регенерации горячей воды и более высоких температур радиаторов.

• Vortex также устраняет коррозию, вызывающую образование магнетита.Магнетит, в свою очередь, сокращает срок службы радиаторов, насосов, котлов и клапанов, а также делает систему неэффективной

Без движущихся частей Vortex имеет ожидаемый срок службы 40 лет и прослужит дольше всех остальных компонентов вашей системы отопления.
Взаимодействие с другими людьми

• Vortex сочетает в себе физику закона Генри и технологию Vortex для удаления увлеченного воздуха и растворенного кислорода из воды во влажной системе центрального отопления до инертного уровня.

Создание водоворота в воде похоже на ее нагревание с точки зрения пузырьков

Пока не прислал мне пресс-релиз о поощрении компании, используемом двумя катками в Н.H. Seacoast установит системы REALice (торговая марка — это глупая заглавная буква), чтобы сэкономить:

На катках традиционно используется очень горячая вода для восстановления поверхности льда с целью удаления микропузырьков воздуха в воде — крошечных пузырьков, которые создают хрупкий, хрупкий лед. Система REALice действует как горячая вода, но без тех же затрат на нагрев воды. В результате катки больше не нагревают паводковую воду до чрезвычайно высоких температур, как это было до установки REALice, что позволяет экономить электроэнергию.

Поскольку в полученной воде меньше пузырьков воздуха, чем в нагретой, лед замерзает быстрее, что влияет как на работу холодильной установки, так и на настройки температуры рассола на аренах, которые необходимо будет установить выше. Это еще больше снижает потребление энергии.

Я был сбит с толку. знать об этих крошечных пузырьках — они являются ответом на странный вопрос о том, почему часто можно быстрее приготовить кубики льда из горячей воды, чем из холодной, но как холодная вода «действует как горячая»?

Согласно веб-странице компании, вращение воды в водовороте избавляет от этих крошечных пузырьков воздуха без нагрева:

В вихревой камере вихри из каналов наматываются вместе, подобно тому, как скручивается веревка из набора нитей.Внутри вихревой камеры образуется сильный и стабильный вихревой поток, вызывающий сильно пониженное давление вдоль оси вихря.

Макроскопические и микроскопические пузырьки газа в воде будут втягиваться в зону низкого давления в вихревой камере. Низкое давление заставит их расширяться и собираться в большие пузырьки, которые можно легко удалить после генератора вихрей.

Я слышал, что гидродинамика — самая сложная физическая система по эту сторону квантового мира, поэтому я понятия не имею, как это работает. Тот факт, что его устанавливают на многих катках, действительно указывает на то, что он работает.

Aqua Vortex Tube — приготовление горячей и холодной воды с использованием давления свободной воды

Вихревая трубка , также известная как вихревая трубка Ранка-Хилша , представляет собой механическое устройство, которое разделяет сжатый газ на горячий и холодный потоки. В нем нет движущихся частей.

Вихревая трубка

Это любопытное устройство, которое использует сжатый воздух в качестве источника энергии и производит холодный воздух (выходящий с левой стороны) и горячий воздух (выходящий с правой стороны).

См. Статью в Википедии по адресу: http://en.wikipedia.org/wiki/Vortex_tube

Несмотря на то, что с помощью этого устройства можно мгновенно производить горячий или холодный воздух, оно не считается эффективным, поскольку никто не придумал эффективного устройства для производства сжатого воздуха. У меня есть очень эффективный способ сделать сжатый воздух очень дешевым, но это тема другой страницы.

Я американец, и у нас есть давление воды в большинстве местных жителей в Соединенных Штатах, которое стандартизировано и составляет 30 фунтов на квадратный дюйм (PSI).Я не уверен насчет остального мира, но в большинстве мест, вероятно, есть что-то подобное. Я хочу сказать, что когда большинство из нас включает водопроводные краны или садовый шланг, мы получаем воду под давлением; мы уже за это платим.

Поскольку у нас есть эта «свободная» энергия, я направил свое изобретательство на то, как модифицировать вышеупомянутую «вихревую трубку», чтобы ее можно было использовать для мгновенного производства горячей и холодной воды; не требуются электрические «нагревательные» элементы или охлаждение.

В моей новой Aqua Vortex Tube используется тот же подход, но он значительно отличается тем, что использует воду (или другие жидкости) и может быть разработан только для горячей воды, только для холодной воды или для горячей и холодной воды. С помощью этого нового устройства, в зависимости от давления за водой (мы используем 30 фунтов на квадратный дюйм), вода «комнатной» температуры при 72 градусах по Фаренгейту может быть мгновенно превращена в очень горячую воду на 180 градусов. Эта очень горячая вода может быть уменьшена путем добавления холодной воды в линию перед использованием, если это необходимо. Точно так же воду с температурой 72 градуса можно превратить в очень холодную воду, которая мгновенно образует кубики льда.

Эта Aqua Vortex Tube настолько эффективна при приготовлении горячей и холодной воды, что потребует незначительных изменений в водопроводе, чтобы разместить трубки с горячей водой вокруг холодной выходной трубы и трубки с холодной водой вокруг горячей выходной трубы, но они могут быть включены в ту же устройство в продаже.

Это устройство можно использовать дома, в ресторанах, офисах и на промышленных предприятиях. Его также можно использовать на лодках, кораблях, яхтах, поездах и самолетах всех видов, которые используют или раздают воду или другие «напитки».

Только представьте, не нужен ни водонагреватель, ни холодильник, ни морозильная камера, просто уже свободная, напорная вода. В тропиках или в летние месяцы это устройство значительно сократит расходы на электроэнергию при приготовлении кубиков льда.

Это устройство также идеально подходит для трубопроводов нефти и природного газа, которые необходимо обогревать в холодном климате для эффективного транзита.

Vortex Technical Products — Vortex Air

ЭФФЕКТЫ ТЕМПЕРАТУРНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ В ВИХРЕВОЙ ТРУБЕ

Движение воздуха в вихревой трубке уже описывалось на нашей странице вихревых трубок. Теперь мы объясним, почему горячий воздух становится горячим, а холодный — холодным.

Воздух в горячей трубе имеет сложное движение. Внешнее кольцо воздуха движется к горячему концу трубки, а внутреннее кольцо воздуха движется к холодному концу.Оба потока воздуха вращаются в одном направлении. Что еще более важно, оба потока воздуха вращаются с одинаковой угловой скоростью. Это происходит потому, что интенсивная турбулентность на границе между двумя потоками и во всех потоках объединяет их в единую массу, что касается вращательного движения.

Внутренний поток — это «вынужденный вихрь», который отличается от «свободного вихря» тем, что его вращательное движение контролируется некоторым внешним воздействием, отличным от сохранения углового момента.В этом случае внешний горячий поток заставляет внутренний (холодный) поток вращаться с постоянной угловой скоростью.

В простом водовороте (который у большинства людей ассоциируется со словом «водоворот») образуется свободный водоворот. Когда вода движется внутрь, ее скорость вращения увеличивается, чтобы сохранить угловой момент. Линейная скорость любой частицы в вихре обратно пропорциональна ее радиусу. Таким образом, перемещаясь от радиуса в одну единицу к центральной точке на радиусе 1/2 единицы, частица удваивает свою линейную (тангенциальную) скорость в свободном вихре.В вынужденном вихре с постоянной угловой скоростью линейная скорость уменьшается вдвое по мере того, как частица перемещается от радиуса 1 единицы к центральной точке с радиусом 1/2 единицы.

В приведенной выше ситуации частицы входят в центр с четырехкратной линейной скоростью в свободном вихре по сравнению с вынужденным вихрем. Кинетическая энергия пропорциональна квадрату линейной скорости, таким образом, частицы, покидающие центр вынужденного вихря, имеют 1/1 6-ю кинетическую энергию частиц, покидающих центр свободного вихря в этом примере.

Куда уходит эта энергия (15/16 всей доступной кинетической энергии)? Энергия покидает внутренний сердечник в виде тепла и передается внешнему сердечнику.

Воздух в охлаждающем внутреннем потоке должен сначала пройти через внешний (нагревательный) поток. Скорость потока во внешнем потоке всегда больше, чем у внутреннего потока, поскольку часть внешнего потока выпускается через горячий клапан. Если BTU, выходящие из внутреннего потока, равны BTU, полученным внешним потоком, падение температуры внутреннего потока должно быть больше, чем прирост температуры внешнего потока, потому что его массовая скорость потока меньше.

Вот почему температуры горячего конца повышаются при увеличении холодных фракций, а температуры холодного конца снижаются при уменьшении холодных фракций.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ВХОДЕ

Очень легко предсказать перепады и подъемы температуры в вихревой трубке для различных входных температур.Основное правило, которое следует помнить, заключается в том, что падение или повышение температуры пропорционально абсолютной температуре на входе. Любую температуру, выраженную в градусах Фаренгейта, можно преобразовать в абсолютную (градусы Ренкина), добавив 460. 70F + 460R = 530R.

Таким образом, вся таблица выше основана на температуре на входе 530R. Если абсолютная температура на входе увеличивается вдвое, то падает или увеличивается и температура. Например, предположим, что вы хотите найти падение температуры, связанное с вихревой трубкой, работающей при 30% холодной фракции и с входом 100 фунтов на кв. Дюйм, 200F.

1. В таблице указано падение давления 118F для 100 PSIG, 70F на входе при 30% CF
2. Отношение абсолютной температуры на входе

200 + 460 = 660 = 1,245
70 + 460 530

3. Коэффициент падения, указанный в таблице, составляет 118 x 1,245 = 147
4. Температура холодного конца 200 — 147 = 53F

Это соотношение также может использоваться, когда температура на входе ниже 70F, на которой основана таблица. Например, если температура на входе была 0F, соотношение было бы

.

0 + 460 = 460 =.87
70 + 460 530

В этом случае падение температуры уменьшается.

Точно такой же подход можно использовать для пересчета превышений температуры, указанных в таблице. Они больше для входных температур выше 70F и меньше для входов ниже 70F.

Этот метод применим только к диапазону давления, указанному в таблице. Когда речь идет о давлениях, значительно превышающих указанные в таблице, эффект Джоуля Томпсона несколько изменяет результаты. Этот эффект невелик при давлении 140 фунтов на квадратный дюйм и ниже, и его можно игнорировать, как и в методе, приведенном выше.Охлаждение Джоуля Томпсона — это очень легкое охлаждение, которое происходит при дросселировании газов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТАБЛИЦЫ ХАРАКТЕРИСТИК

Падение и повышение температуры сложным образом связаны с отношением абсолютного давления между входом и холодным выходом. Таблица основана на предположении, что холодный выход находится при атмосферном давлении. Для любых других значений давления холодного конца таблица не может использоваться.

Вы можете оценить изменение перепадов и повышений температуры, если учесть, насколько быстро изменяется степень абсолютного давления с изменениями давления холодного конца. Вход 90 фунтов на квадратный дюйм (105 фунтов на квадратный дюйм) обеспечивает соотношение 7: 1, когда на выходе из трубки достигается атмосферное давление (0 фунтов на квадратный дюйм или 15 фунтов на квадратный дюйм). Если давление на входе остается прежним, а давление на холодном выходе повышается только до 15 фунтов на кв. Дюйм, соотношение падает до 3,5 — 1.

Можно выполнить расчеты повышения и понижения температуры для давлений, отличных от указанных в таблице, но они выходят за рамки этого бюллетеня.

МОЩНОСТЬ КОНДИЦИОНЕРА

Чтобы приблизительно определить мощность охлаждения и обогрева в BTUH, используйте следующие упрощенные формулы:

CF = холодная фракция
CFMt = общий расход воздуха
CFMc = поток холодного воздуха = CFMt (CF)
CFMh = поток горячего воздуха = CFMt (100-CF)

ti = Температура на входе
tc = Температура на выходе холодного воздуха
th = Температура на выходе горячего воздуха

Для охлаждения: BTUH = 1. 0746 (CFMc) (Ti-TC)

Для отопления: BTUH = 1.0746 (CFMh) (th-ti)

ФОРМУЛА ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА

Энергия, извлекаемая из холодного воздуха вихревой трубкой, появляется в горячем воздухе.

Формула:

CF x (ti — tc — JT) = (100 — CF) x (th — ti + JT), где CF = доля холода,%
ti = температура входящего воздуха, F
tc = температура холодного воздуха, F
th — температура горячего воздуха, F
JT = поправка на температуру Джоуля-Томпсона F = 4F при давлении на входе 100 фунтов на кв. дюйм

Используя эту формулу, холодную фракцию можно вычислить только по показаниям трех термометров без необходимости измерения расхода воздуха.Например, предположим, что ti = 100F, tc = 50F, th = 300F. Подставляя в формулу CF x (100 — 50-4) = (100 — CF) x (300 — 100 + 4), вычисляя CF, CF = 81,5%.

Вихревые трубки

очень точно подчиняются этой формуле, независимо от их эффективности, при условии, что горячая труба изолирована. Формулу можно переставить следующим образом:

CF = th — ti + 4 x 100
th — tc

ВЛАЖНОСТЬ

Вихревая трубка не разделяет влажность между горячим и холодным воздухом.Абсолютная влажность холодного и горячего воздуха в гранах на фунт такая же, как у входящего сжатого воздуха. Влага конденсируется и / или замерзает на холодном воздухе, если ее точка росы выше, чем его температура. В следующей таблице показано количество влаги, которое воздух может удерживать в состоянии насыщенного пара, в зависимости от температуры воздуха при стандартном атмосферном давлении 14,7 фунтов на квадратный дюйм:

Например, в приведенной выше таблице показано, что если влажность составляет 14 г / фунт, конденсация начнется, когда температура холодного воздуха упадет ниже 19F. При 5 гр. / Фунт конденсация начнется при — 1F. Влажность насыщения сжатого воздуха при давлении 100 фунтов на кв. Дюйм (изб.) Приведена в следующей таблице:

Сравнивая две таблицы, можно предсказать количество влаги в сжатом воздухе и температуру, при которой влага начнет выпадать в осадок или замерзать в холодном воздухе. Например, предположим, что сжатый воздух охлаждается до 80 ° F после сжатия, а выпавшая вода сливается. Тогда вторая таблица показывает, что он будет нести 20 гран / фунт. водяного пара. Когда он расширяется в вихревой трубке, верхняя таблица показывает, что осадки начнутся в холодном воздухе, когда его температура упадет ниже 26F, если его давление составляет 14,7 фунтов на квадратный дюйм.

Если сжатый воздух охлаждается холодильной машиной под давлением до 40F, вторая таблица показывает, что тогда он будет выдерживать 4.7 гран / фунт. водяного пара. При расширении вихревой трубки осадки начнутся, когда температура холодного воздуха упадет ниже -3F при 14,7 фунтов на квадратный дюйм.

Если в холодном воздухе выпадает немного влаги, температура холодного воздуха будет повышаться примерно на 3 / 4F для каждой выпадающей крупинки влаги. Это связано с тем, что некоторая часть разумного охлаждения холодного воздуха расходуется на создание скрытого охлаждения влаги. Это охлаждение не теряется, а снова появляется в холодном воздухе, когда он нагревается при выполнении своей работы по кондиционированию воздуха после выхода из VortexTube, когда осажденная влага повторно испаряется.

Таблицы показывают, что конденсация обычно не происходит при умеренных температурах холодного конца. Когда температура достаточно низкая, чтобы вызвать конденсацию, он выглядит как снег. Снег липкий из-за масляных паров, который постепенно собирается и блокирует проходы холодного воздуха. Непрерывную работу при низких температурах можно обеспечить с помощью осушителя воздуха или впрыска тумана антифриза в сжатый воздух, подаваемый в вихревую трубку.

При выборе осушителей обратите внимание на холодильные и водные.Хотя их возможности сушки ограничены (и это необходимо учитывать), они вполне совместимы с Vortex Tube. Химические адсорбционные осушители, такие как силикагель и молекулярные сита, являются экзотермическими и имеют тенденцию нагревать сжатый воздух, вызывая потери при охлаждении.

ПОДАЧА ВОЗДУХА

Давление

Стандартные вихревые трубки

разработаны для использования стандартной производственной подачи воздуха под давлением от 80 до 110 фунтов на квадратный дюйм. Если давление не превышает 110 фунтов на квадратный дюйм, не используйте регулятор для снижения давления на входе.Запрещается использовать давление выше 250 PSIG. Давление ниже 80 фунтов на квадратный дюйм все равно приведет к некоторому охлаждению. Однако и перепады температуры, и потоки уменьшаются из-за более низкого давления на входе.

Размеры линии

До 35 кубических футов в минуту, участки труб длиной менее 10 футов могут иметь размер 3/8 дюйма без чрезмерного падения давления. До 50 футов используйте трубу 1/2 дюйма и используйте трубу 3/4 дюйма более 50 футов. Можно использовать резиновый шланг подходящего номинального давления. Рассмотрим внутренний диаметр 1/2 дюйма. шланг должен быть таким же, как труба 3/8 ″, и 3/4 ″ I.D. Шланг должен быть таким же, как труба 1/2 ″. Помните, что более низкое давление в трансмиссии приведет к еще большему падению давления, поэтому необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать больших потерь во впускном воздушном трубопроводе.

Размер компрессора

На большинстве крупных заводов размер компрессора достаточен для одновременной работы с несколькими вихревыми трубками. Для небольших заводов оцените необходимую мощность в лошадиных силах, исходя из номинальной мощности трубок. Для системы 100 фунтов на квадратный дюйм требуется одна лошадиная сила, чтобы сжать 4 кубических футов в минуту воздуха.

ПОДГОТОВКА ВОЗДУХА

Влажность

Все системы сжатого воздуха будут иметь конденсат в линиях, если не используется осушитель. Для удаления конденсата из воздуха необходимо использовать фильтр-сепаратор. Рекомендуются типы автоматического слива, если за зоной всегда не ухаживает ответственный сотрудник, который может периодически опорожнять сборную емкость. Разместите фильтр-сепаратор как можно ближе к вихревой трубке.

Сушилки

Обычно осушитель не требуется для вихревых трубок. Однако иногда при очень низких температурах на выходе возникают проблемы с обледенением. Кроме того, для некоторых применений может потребоваться, чтобы поток холодного воздуха был полностью свободен от конденсата или льда. Во впускной линии можно использовать химический осушитель (силикагель, без нагрева или другого типа) для удаления конденсированной воды или льда из холодного воздушного потока. Осушитель должен быть рассчитан на получение точки росы при атмосферном давлении ниже минимальной ожидаемой температуры холодного выхода.

Грязь

Из-за воды в линиях сжатого воздуха всегда присутствует ржавчина и грязь.Фильтры-сепараторы эффективно удаляют эти загрязнения с помощью пяти микронного фильтра.

Масло

Никогда не используйте вихревые трубки после лубрикатора. Масло в воздухе, попавшее в систему смазки компрессора, обычно не является проблемой для продуктов Vortec, но иногда более старые компрессоры производят очень маслянистый воздух. Если воздух в заводе очень маслянистый, используйте фильтр для удаления масла после фильтра-сепаратора. Фильтр для удаления масла удаляет грязь, воду и масляные аэрозоли с эффективной фильтрацией 0.01 микрон.

НАСТРОЙКИ

Максимальный КПД — Максимальная эффективность в качестве устройства с высоким или низким уровнем холода достигается путем выбора наиболее подходящего генератора вихрей и проходного изолятора для конкретного применения. Диаметр прохода для холодного воздуха в центре генератора регулируется простой втулкой, обозначенной буквой H или L для высокой или низкой фракции. Размер каждого проходного изолятора соответствует мощности его генератора. Втулка и генератор являются отдельными частями для ламп моделей 106 и 328.Проходной изолятор и генератор изготавливаются как единое целое для ламп моделей 208 и 308. Например, генераторы для трубки модели 106 (обозначенные 2, 4 или 8 CFM) могут использоваться с втулками 2-H или 2-L, 4-H или 4-L, 8-H или 8-L, в зависимости от холодная фракция и необходимый поток. Модель 208 с вихревой трубкой использует номера моделей для обозначения номинальной производительности CFM и высокой или низкой эффективности холодной фракции.

Максимальное охлаждение — Максимальное охлаждение происходит, когда вихревая трубка работает при 60–70 процентах холода.Именно здесь произведение массы холодного воздуха и его перепада температуры является наибольшим. Многие приложения, такие как охлаждение, механическая обработка, электрическое управление, жидкостные ванны и индивидуальное кондиционирование воздуха, используют эту максимальную настройку охлаждения. Для максимального охлаждения используйте проходные изоляторы H.

Минимальная температура — в некоторых случаях требуется минимально возможная температура на выходе из холодного состояния. Примеры: охлаждение стекла, лабораторные эксперименты и тестирование электронных компонентов. Эти системы воздушного распыления обычно лучше работают с очень холодным воздухом, и результаты не зависят от скорости охлаждения. Для этих применений лучше всего подходят втулки типа L и холодные фракции в диапазоне от 20 до 40 процентов.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ХОЛОДНОГО ВОЗДУХА

Противодавление — Одна из наиболее частых ошибок, которую делают пользователи вихревых трубок, — это ограничение выхода холода. Это приведет к снижению производительности. Небольшое противодавление на холодном выходе, позволяющее воздуху проходить по трубопроводу или воздуховоду, допустимо, но противодавление, измеренное на трубе, должно быть ограничено до менее 5 фунтов на квадратный дюйм. Имейте в виду, что трубка чувствительна к приложенному абсолютному давлению, а противодавление всего лишь 15 фунтов на кв. Дюйм снижает это соотношение вдвое.Некоторое давление доступно на горячем конце, и его можно использовать до тех пор, пока выполняются корректирующие настройки в настройке регулирующего клапана.

Изоляция — Как и в случае любого термодинамического устройства, правильное использование изоляции улучшит характеристики системы вихревой трубки. Избегайте пропускания холодного воздуха через большие тепловые массы, такие как тяжелые трубы, просверленные отверстия в больших блоках и т. Д. По возможности используйте пластмассовые трубки или пластмассовые трубопроводы для подачи холодного воздуха. Также может оказаться полезным утеплитель из пенопласта.

ГЛУШИТЕЛИ ШУМА

Общие положения — Распространенное заблуждение состоит в том, что вихревая трубка издает крик или свист из-за звуковой скорости внутри. На самом деле такой шум наблюдается редко, но звук выходящего воздуха присутствует всегда, а в некоторых случаях его необходимо приглушить. Обычно холодный воздух направляется внутрь помещения или по какой-либо трубе или трубке. Одно это может снизить уровень шума до приемлемых пределов. Горячий воздух выходит в меньших количествах в большинстве случаев и может быть нежелательным.Тем не менее, струи выходящего воздуха могут быть весьма нежелательными, если они продолжаются в течение длительного периода времени рядом с рабочим. В таких ситуациях имеются глушители, и их следует использовать.

Холодный глушитель — Глушители, используемые на холодном воздухе, не должны быть набитыми или пористыми. Их небольшие отверстия быстро забиваются льдом, который конденсируется и замерзает в потоке холодного воздуха. Глушители и глушители с перегородкой лучше всего подходят для холодного воздуха. Пустота, выбирающая любой глушитель, который будет оказывать высокое обратное давление на вихревую трубку.

Горячий глушитель — почти любой воздушный глушитель или глушитель подойдет для горячего конца. Следует избегать выбора глушителя из пластика или других материалов с низкой термостойкостью, так как температура горячего конца может легко превысить 200 ° F.

Товаров, соответствующих вашему запросу, не обнаружено.

(PDF) Распределение температуры для гравитационного водяного вихревого теплообменника (GWVHE)

некоторые данные о правах собственности от производителей усилителя теплопередачи

могут никогда не быть опубликованы. Однако это не означает, что инженеры процесса и проекта

не могут выполнить некоторые предварительные расчеты для новых технологий

. Активные методы включают поверхностную вибрацию, электростатические поля, впрыск

и отсасывание. Hewitt3 предоставляет множество примеров различных усовершенствований

. Большая часть текущего обсуждения связана с пассивными методами

, включающими механические модификации трубок и перегородок.На рис. 1 показано несколько

различных схем усовершенствований труб теплообменника, включая ребристость, вставки

и скручивание.

Оребрение

Оребрение труб может быть выполнено как с внутренней, так и с внешней стороны. Вероятно, это самая старая форма улучшения теплоотдачи

. Оребрение обычно желательно, когда жидкость

имеет относительно низкий коэффициент теплопередачи пленки, как и газ. Ребро

не только увеличивает коэффициент пленки с добавлением турбулентности, но также увеличивает площадь поверхности передачи тепла

. Эта дополнительная производительность приводит к более высокому падению давления.

Однако, как и в случае с любой дополнительной площадью поверхности, площадь оребрения должна быть отрегулирована на КПД

. Эта эффективность ребер приводит к оптимальной высоте ребер относительно передачи тепла

. Большинство коэффициентов теплопередачи и пленочных коэффициентов для оребренных труб

доступны в открытой литературе и поддерживаются в большинстве коммерческих пакетов оценки теплообменников

. В недавних статьях также описывается прогнозирование характеристик оребренных труб.

Перегородки

Перегородки предназначены для максимально эффективного направления жидкости со стороны кожуха через пучок труб, как

. Нагнетание жидкости через пучок труб в конечном итоге приводит к потере давления

. Наиболее распространенным типом перегородки является односегментная перегородка

, которая изменяет направление жидкости со стороны кожуха для достижения поперечного потока. Недостатки

сегментированной перегородки включают возможное образование мертвых зон в теплообменнике и

чрезмерную вибрацию трубки.Усовершенствования перегородок были предприняты для устранения проблем

, связанных с утечками и мертвыми зонами в обычных сегментных перегородках

. Наиболее заметным усовершенствованием стала спиральная перегородка. Van der

Ploeg и Master описывают, как эта перегородка наиболее эффективна для жидкостей с высокой вязкостью

и обеспечивает несколько применений на нефтеперерабатывающих заводах. Далее автор описывает, как перегородки

способствуют почти поршневому потоку через пучок труб.Использование перегородок может привести к уменьшению скорлупы

примерно на 10-20%.

Использование вихревых трубок для бестопливного нагрева и охлаждения тепловой энергии | UVI

Universal Vortex Inc. (UVI) предлагает запатентованные и запатентованные продукты и технологии, которые обеспечивают незамерзающий природный газ, сжатый природный газ и промышленные газы с решениями по снижению давления без замораживания. Большая охлаждающая нагрузка, образующаяся в качестве побочного продукта, используется для предварительного охлаждения исходного СПГ и извлечения тяжелых углеводородов.

Метод основан на использовании вихревого явления , имеющего место в запатентованных самонагревающихся вихревых трубках.

Вихревой процесс основан на расширении сжатого газа или атмосферного воздуха (запатентованный вакуумный вихрь) в специально разработанном цилиндрическом устройстве (вихревой трубке), в котором выделяющийся газ подвергается энергетической и массовой сегрегации (явление вихря), образуя «холодный» и «горячий» ‘потоки, которые будут использоваться в промышленных приложениях.

• Расширяющийся газ после прохождения тангенциального сопла превращается в высокоскоростное вращающееся тело или вихрь.
• Угловая скорость вихря мала в периферийной зоне и очень высока по направлению к центральной зоне.
• Трение между центральной и периферийной зонами приводит весь газ к той же угловой скорости, что и в твердом теле. Это заставляет внутренние слои замедляться, а внешние — ускоряться.
• В результате внутренние слои теряют часть своей кинетической энергии и их общая температура снижается.
• Периферийные слои получают энергию от внутренних слоев.Эта энергия преобразуется в тепло за счет трения о стенки вихревой трубы.

Хотя вихревая трубка (VT) существует уже несколько десятилетий, ее коммерческое применение было ограничено, поскольку для эффективной работы традиционной конструкции VT требуется высокое давление на входе и высушенный обработанный газ.

UVI разработала проверенные решения для преодоления этих недостатков и сделала VT пригодным для промышленного применения. VT конструкции UVI имеет следующие характеристики:

• Работает эффективно и без замораживания с полностью насыщенной или даже двухфазной подачей (Non Freeze Vortex)
• Обеспечивает значительную (до 200 ºF) разницу температур между «холодным» и «холодным» режимом. горячие ‘потоки даже при низком давлении газа на входе (вихрь низкого давления)
• Преобразует весь поток на входе в одну переохлажденную и осушенную струю или (вихревая трубка с одним потоком) генерируемая энергия процесса используется для эффективного нагрева поток газа (или жидкости) (вихревой нагреватель)
• Обеспечивает эффективное разделение температуры вихря с входящим газом при атмосферном давлении и выходным газом при отрицательном давлении (вакуумный вихрь).

Имея в руках эти «строительные блоки» и беспрецедентное понимание явления вихря, UVI имеет возможность улучшить практически любой процесс, в котором имеется перепад давления газа (или источник вакуума).

UVI предлагает ряд стандартизированных продуктов на основе Vortex, а также индивидуальные вихревые трубки или системы охлаждения, нагрева и сушки Vortex.

UVI может спроектировать и изготовить вихревые трубки любого размера в соответствии с областью применения. Вихревые трубки также можно использовать последовательно или кластерами, как того требует процесс.

Диапазон одиночной вихревой трубки, которая была разработана и изготовлена ​​UVI:

Теплопередача и трение в турбулентном вихревом потоке