Všechny podrobnosti o výrobě vortexových generátorů tepla vlastními rukama

Zařízení a princip činnosti

Principem činnosti kavitačního generátoru tepla je topný efekt v důsledku přeměny mechanické energie na teplo. Nyní se podívejme blíže na samotný kavitační jev. Když se v kapalině vytvoří nadměrný tlak, vznikají víry, protože tlak kapaliny je větší než tlak plynu v ní obsaženého, molekuly plynu se uvolňují do samostatných inkluzí - zhroucení bublin. V důsledku tlakového rozdílu má voda tendenci stlačovat bublinu plynu, která na svém povrchu hromadí velké množství energie, a teplota uvnitř dosahuje asi 1 000 - 1 200 ° C.

Když kavitační dutiny projdou do zóny normálního tlaku, bubliny se zničí a energie z jejich zničení se uvolní do okolního prostoru. Díky tomu se uvolňuje tepelná energie a kapalina se ohřívá z proudu víru. Provoz generátorů tepla je založen na tomto principu, poté zvažte princip fungování nejjednodušší verze kavitačního ohřívače.

Nejjednodušší model

Obr. 1: Funkční princip kavitačního generátoru tepla
Podívejte se na obrázek 1, zde je představeno zařízení nejjednoduššího kavitačního generátoru tepla, které spočívá v čerpání vody čerpadlem do místa zúžení potrubí. Když proud vody dosáhne trysky, tlak kapaliny se výrazně zvýší a začne tvorba kavitačních bublin. Při opouštění trysky uvolňují bubliny tepelnou energii a tlak po průchodu tryskou je výrazně snížen. V praxi lze ke zvýšení účinnosti instalovat více trysek nebo trubek.

Ideální generátor tepla Potapov

Zdroj tepla Potapov, který má otočný kotouč (1) instalovaný naproti stacionárnímu (6), je považován za ideální možnost instalace. Studená voda je přiváděna z potrubí umístěného ve spodní části (4) kavitační komory (3) a výstup je již ohříván z horního bodu (5) stejné komory. Příklad takového zařízení je uveden na obrázku 2 níže:

Přečtěte si také: Odstraňování problémů s kotli Lemax

Obr. 2: Potapovův kavitační generátor tepla

Zařízení však neobdrželo širokou distribuci kvůli nedostatku praktického zdůvodnění jeho provozu.

Schémata pro výrobu tepelného generátoru kavitačního typu

Abychom mohli vytvořit pracovní zařízení vlastními rukama, zvažte výkresy a schémata stávajících zařízení, jejichž účinnost byla stanovena a zdokumentována v patentových úřadech.

Ilustrace	Obecný popis konstrukcí kavitačních tepelných generátorů
Celkový pohled na jednotku... Obrázek 1 ukazuje nejběžnější schéma zařízení pro generátor kavitačního tepla. Číslo 1 označuje vířivou trysku, na které je vířivá komora namontována. Na straně vířivé komory je vidět sací potrubí (3), které je připojeno k odstředivému čerpadlu (4). Číslo 6 v diagramu označuje přívodní potrubí pro vytvoření proti-rušivého toku. Obzvláště důležitým prvkem ve schématu je rezonátor (7) vyrobený ve formě duté komory, jejíž objem se mění pomocí pístu (9). Čísla 12 a 11 označují škrticí klapky, které řídí průtok vody.
Zařízení se dvěma sériovými rezonátory... Obrázek 2 ukazuje generátor tepla, do kterého jsou sériově instalovány rezonátory (15 a 16). Jeden z rezonátorů (15) je vyroben ve formě duté komory obklopující trysku, označené číslem 5.Druhý rezonátor (16) je rovněž vyroben ve formě duté komory a je umístěn na opačném konci zařízení v bezprostřední blízkosti přívodních trubek (10) dodávajících rušivé proudy. Tlumivky označené čísly 17 a 18 jsou odpovědné za rychlost přívodu kapalného média a za režim provozu celého zařízení.
Generátor tepla s protirezonátory... Na obr. 3 ukazuje vzácné, ale velmi účinné schéma zařízení, ve kterém jsou dva rezonátory (19, 20) umístěny proti sobě. V tomto schématu se vírová tryska (1) s tryskou (5) ohýbá kolem výstupu rezonátoru (21). Oproti rezonátoru označenému číslem 19 můžete vidět vstup (22) rezonátoru na čísle 20. Všimněte si, že výstupní otvory dvou rezonátorů jsou zarovnány.

Ilustrace	Popis vířivé komory (hlemýždi) v konstrukci kavitačního generátoru tepla
„Šnek“ kavitačního generátoru tepla v příčném řezu... V tomto diagramu vidíte následující podrobnosti: 1 - tělo, které je duté a ve kterém jsou umístěny všechny zásadně důležité prvky; 2 - hřídel, na které je upevněn kotouč rotoru; 3 - kroužek rotoru; 4 - stator; 5 - technologické otvory vytvořené ve statoru; 6 - zářiče ve formě tyčí. Hlavní obtíže při výrobě uvedených prvků mohou nastat při výrobě dutého tělesa, protože je nejlepší ho odlit. Protože v domácí dílně není žádné zařízení pro odlévání kovů, bude třeba takovou konstrukci, i když na úkor síly, svařovat. Přečtěte si také: Nejlepší uhelné kotle podle hodnocení zákazníků
Schéma vyrovnání prstence rotoru (3) a statoru (4)... Diagram ukazuje prstenec rotoru a stator v okamžiku vyrovnání, když se kotouč rotoru otáčí. To znamená, že s každou kombinací těchto prvků vidíme vznik efektu podobného působení Rank roury. Takový účinek bude možný za předpokladu, že v jednotce sestavené podle navrhovaného schématu jsou všechny součásti ideálně vzájemně sladěny. .
Rotační posunutí rotorového prstence a statoru... Tento diagram ukazuje polohu konstrukčních prvků "šneka", při které dochází k hydraulickému rázu (zhroucení bublin) a kapalné médium se zahřívá. To znamená, že vzhledem k rychlosti otáčení kotouče rotoru je možné nastavit parametry intenzity výskytu hydraulických rázů, které vyvolávají uvolnění energie. Jednoduše řečeno, čím rychleji se disk roztáčí, tím vyšší bude výstupní teplota vody.

Pohledy

Hlavním úkolem kavitačního generátoru tepla je tvorba plynových inkluzí a kvalita ohřevu bude záviset na jejich množství a intenzitě. V moderním průmyslu existuje několik typů takových generátorů tepla, které se liší v principu vytváření bublin v kapalině. Nejběžnější jsou tři typy:

Rotační generátory tepla - pracovní prvek se otáčí v důsledku elektrického pohonu a vytváří víření kapaliny;
Tubulární - změnit tlak způsobený systémem potrubí, kterými se voda pohybuje;
Ultrazvukové - nehomogenita kapaliny v takových generátorech tepla se vytváří díky nízkofrekvenčním zvukovým vibracím.

Kromě výše uvedených typů existuje laserová kavitace, ale tato metoda dosud nenašla průmyslovou implementaci. Nyní se podívejme na každý z typů podrobněji.

Rotační generátor tepla

Skládá se z elektrického motoru, jehož hřídel je připojen k rotačnímu mechanismu určenému k vytváření turbulencí v kapalině. Charakteristickým rysem konstrukce rotoru je utěsněný stator, ve kterém probíhá ohřev. Samotný stator má uvnitř válcovitou dutinu - vířivou komoru, ve které se rotor otáčí.Rotor kavitačního generátoru tepla je válec se sadou drážek na povrchu; když se válec otáčí uvnitř statoru, vytvářejí tyto drážky nehomogenitu ve vodě a způsobují kavitační procesy.

Obr. 3: konstrukce rotačního generátoru

Počet depresí a jejich geometrické parametry se stanoví v závislosti na modelu generátoru vírového tepla. Pro optimální parametry ohřevu je vzdálenost mezi rotorem a statorem asi 1,5 mm. Tento design není jediný svého druhu; pro dlouhou historii modernizací a vylepšení prošel pracovní prvek rotačního typu mnoha transformacemi.

Jedním z prvních efektivních modelů kavitačních měničů byl Griggsův generátor, který používal diskový rotor se slepými otvory na povrchu. Jeden z moderních analogů diskových kavitačních tepelných generátorů je uveden na obrázku 4 níže:

Obr. 4: kotoučový generátor tepla

Navzdory jednoduchosti konstrukce se rotační jednotky používají poměrně obtížně, protože vyžadují přesnou kalibraci, spolehlivé těsnění a dodržování geometrických parametrů během provozu, což ztěžuje jejich provoz. Takové kavitační generátory tepla se vyznačují poměrně nízkou životností - 2 - 4 roky v důsledku kavitační eroze těla a částí. Kromě toho vytvářejí během provozu rotujícího prvku poměrně velké hlukové zatížení. Mezi výhody tohoto modelu patří vysoká produktivita - o 25% vyšší než u klasických ohřívačů.

Tubulární

Generátor statického tepla nemá žádné rotující prvky. Proces ohřevu v nich nastává v důsledku pohybu vody trubkami zužujícími se po celé délce nebo v důsledku instalace trysek Laval. Přívod vody do pracovního tělesa se provádí pomocí hydrodynamického čerpadla, které vytváří mechanickou sílu kapaliny v zužujícím se prostoru a při průchodu do širší dutiny vznikají kavitační víry.

Na rozdíl od předchozího modelu nevytváří trubkové topné zařízení přílišný hluk a neopotřebovává se tak rychle. Během instalace a provozu se nemusíte obávat přesného vyvážení a pokud dojde k poškození topných prvků, jejich výměna a opravy budou mnohem levnější než u rotačních modelů. Nevýhody trubkových tepelných generátorů zahrnují výrazně nižší výkon a objemné rozměry.

Ultrazvukové

Tento typ zařízení má rezonátorovou komoru naladěnou na konkrétní frekvenci zvukových vibrací. Na jeho vstupu je instalována křemenná deska, která vibruje, když jsou aplikovány elektrické signály. Vibrace desky vytvářejí zvlněný efekt uvnitř kapaliny, který se dostává ke stěnám rezonátorové komory a odráží se. Během zpětného pohybu se vlny setkávají s dopřednými vibracemi a vytvářejí hydrodynamickou kavitaci.

Obr. 5: pracovní princip ultrazvukového generátoru tepla

Dále jsou bubliny odváděny proudem vody podél úzkých přívodních trubek tepelného zařízení. Při průchodu do široké oblasti se bubliny zhroutí a uvolní tepelnou energii. Ultrazvukové generátory kavitace mají také dobrý výkon, protože nemají rotující prvky.

Přečtěte si také: Záložní bateriové napájení topného kotle

Vytváření drátového modelu a výběr prvků

Chcete-li vytvořit domácí vírový generátor tepla a připojit jej k topnému systému, budete potřebovat motor.

A čím více bude jeho energie, tím více bude schopna ohřívat chladicí kapalinu (to znamená, že bude produkovat více tepla a rychleji). Zde je však nutné zaměřit se na provozní a maximální napětí v síti, které mu bude po instalaci dodáno.

Při výběru vodního čerpadla je nutné vzít v úvahu pouze ty možnosti, které může motor roztočit.Kromě toho musí být odstředivého typu, jinak jeho výběr není nijak omezen.

Musíte si také připravit postel pro motor. Nejčastěji se jedná o běžný železný rám, ke kterému jsou připevněny železné rohy. Rozměry takové postele budou záviset především na rozměrech samotného motoru.

Po jeho výběru je nutné odříznout rohy příslušné délky a svařit samotnou konstrukci, což by mělo umožnit umístění všech prvků budoucího generátoru tepla.

Dále musíte vyříznout další roh pro montáž elektromotoru a přivařit jej k rámu, ale přes něj. Konečným dotekem při přípravě rámu je lakování, po kterém je již možné namontovat elektrárnu a čerpadlo.

aplikace

V průmyslu a v každodenním životě našly kavitační generátory tepla uplatnění v nejrůznějších oblastech činnosti. V závislosti na nastavených úkolech se používají pro:

Topení - uvnitř zařízení se mechanická energie přeměňuje na tepelnou energii, díky níž se ohřátá kapalina pohybuje topným systémem. Je třeba poznamenat, že kavitační tepelné generátory mohou vytápět nejen průmyslová zařízení, ale i celé vesnice.
Ohřev tekoucí vody - kavitační jednotka je schopna rychle ohřát kapalinu, díky čemuž může snadno vyměnit plynový nebo elektrický sloup.
Míchání kapalných látek - vzhledem ke zředění ve vrstvách s tvorbou malých dutin umožňují takové agregáty dosáhnout správné kvality míchání kapalin, které se přirozeně nekombinují v důsledku různých hustot.

Konverzace o strojích s permanentním pohybem: vědecké bájky

Victor Schauberger

Rakouský fyzik Viktor Schauberger, když byl lesníkem, vyvinul zvědavý systém pro rafting kulatiny. Vzhledově to připomínalo ohyby přírodních řek, nikoli přímku. Po takové zvláštní dráze se strom dostal rychleji do svého cíle. Schauberger to vysvětlil snížením sil hydraulického tření.

Říká se, že Schauberger se začal zajímat o vírový pohyb tekutiny. Rakouskí milovníci piva v soutěži zatočili lahví, aby dali drinku točivý pohyb. Pivo letělo do břicha rychleji, mazaný zvítězil. Schauberger tento trik zopakoval sám a byl přesvědčen o jeho účinnosti.

Popsaný případ by neměl být zaměňován s vírem odpadní vody, vždy vířící jedním směrem. Coriolisova síla je způsobena rotací Země a předpokládá se, že ji viděli Giovanni Battista Riccioli a Francesco Maria Grimaldi v roce 1651. Tento jev vysvětlil a popsal v roce 1835 Gaspard-Gustav Coriolis. V počátečním časovém okamžiku je v důsledku náhodného pohybu vodního toku vzdálenost od středu nálevky, trajektorie je zkroucena ve spirále. Díky tlaku vody proces získává na síle, na povrchu se vytváří kuželovitá prohlubeň.

Viktor Schauberger, přibližně 10. května 1930, obdržel rakouský patent č. 117749 na turbínu specifického designu ve formě naostřeného vrtáku. Podle vědce byl v roce 1921 vyroben generátor, který dodával energii celé farmě. Schauberger tvrdil, že účinnost zařízení se blíží 1000% (tři nuly).

Voda byla vířena spirálovitě na vstupu do odbočky.
Zmíněná turbína byla u vchodu.
Vodicí spirály odpovídaly tvaru toku, což vedlo k nejúčinnějšímu přenosu energie.

Všechno ostatní o Viktorovi Schaubergerovi spadá do oblasti science fiction. Říká se, že vynalezl motor Repulsion, který poháněl létající talíř, který bránil Berlín během druhé světové války. Po skončení nepřátelských akcí byl pověřen a odmítl se podělit o své vlastní objevy, které by mohly mír na Zemi velmi poškodit. Jeho příběh, stejně jako dvě kapky vody, připomíná to, co se stalo s Nikolou Teslou.

Předpokládá se, že Schauberger sestavil první generátor kavitačního tepla. U této „pece“ stojí fotka.V jednom ze svých posledních dopisů tvrdil, že objevil nové látky, které umožňují neuvěřitelné věci. Například čištění vody. Zároveň s tvrzením, že jeho názory otřesou základy náboženství a vědy, předpovídal vítězství „Rusů“. Dnes je těžké posoudit, jak blízko zůstal vědec realitě šest měsíců před jeho smrtí.

Richard Clem a vírový motor

Richard Clem podle jeho vlastních slov testoval asfaltové čerpadlo na konci roku 1972. Byl znepokojen zvláštním chováním stroje po vypnutí. Po experimentech s horkým olejem Richard rychle dospěl k závěru, že existuje něco jako stroj na neustálý pohyb. Rotor specifického tvaru vyrobený z kužele řezaného spirálovými kanály je vybaven rozbíhajícími se tryskami. Roztočil se na určitou rychlost, stále se pohyboval a měl čas pohánět olejové čerpadlo.

Dallasský rodák vymyslel zkušební jízdu 600 mil (1000 km) do El Pasa, poté se rozhodl zveřejnit vynález, ale dosáhl pouze Abilene, vinil poruchu ze slabé šachty. V poznámkách k této záležitosti se říká, že kužel musel být roztočen na určitou rychlost a olej musel být zahřát na 150 stupňů Celsia, aby vše fungovalo. Zařízení poskytlo průměrnou koňskou sílu 350 a hmotnost 200 liber (90 kg).

Čerpadlo běželo na tlaku 300 - 500 psi (20 - 30 atm.). A čím vyšší hustota oleje, tím rychleji se kužel točil. Richard brzy poté zemřel a práce byla stažena. Patentové číslo US3697190 pro asfaltové čerpadlo lze snadno najít na internetu, ale Clem se o něm nezmínil. Neexistuje žádná záruka, že „funkční“ verze nebyla dříve odstraněna z dokumentace předsednictva. Nadšenci dnes staví motory Clem a předvádějí, jak fungují na YouTube.

Samozřejmě se jedná pouze o zdání designu, produkt není schopen vytvářet pro sebe volnou energii. Clem uvedl, že první motor nebyl k ničemu dobrý a musel při hledání financování obejít 15 společností. Motor běží na olej na smažení, teplota 300 stupňů nevydrží automobil. Podle reportérů je 12voltová baterie považována za jediný zdroj energie viditelný ze strany zařízení.

Motor byl uveden do kavitace z jednoduchého důvodu: již horký olej bylo nutné pravidelně chladit pomocí tepelného výměníku. Proto něco uvnitř dělalo práci. Při reflexi to vědci přisuzovali účinku kavitace na vstupu čerpadla a uvnitř potrubního systému. Zdůrazňujeme: „Žádný dnes vyráběný motor Richard Clem není funkční.“

Navzdory tomu Ruská energetická agentura zveřejnila informace v databázi (energy.csti.yar.ru/documents/view/3720031515) s výhradou, že konstrukce motoru (motorů) připomíná turbínu Nikoly Tesly.

Výhody a nevýhody

Ve srovnání s jinými generátory tepla se kavitační jednotky liší v řadě výhod a nevýhod.

Mezi výhody těchto zařízení patří:

Mnohem účinnější mechanismus pro získávání tepelné energie;
Spotřebuje podstatně méně zdrojů než generátory paliva;
Může být použit k vytápění jak nízkoenergetických, tak velkých spotřebičů;
Zcela šetrné k životnímu prostředí - během provozu nevypouští do okolí škodlivé látky.

Nevýhody kavitačních tepelných generátorů zahrnují:

Přečtěte si také: Klepání, praskání a hluk v topných trubkách bytu nebo soukromého domu

Relativně velké rozměry - elektrické a palivové modely jsou mnohem menší, což je důležité při instalaci v již provozované místnosti;
Vysoký hluk způsobený provozem vodního čerpadla a samotného kavitačního prvku, což ztěžuje jeho instalaci v domácnostech;
Neúčinný poměr výkonu a výkonu pro místnosti s malou čtvercovou plochou (do 60m2 je výhodnější použít jednotku na plyn, kapalné palivo nebo ekvivalentní elektrickou energii s topným tělesem). \

Výhody a nevýhody

Jako každé jiné zařízení, i generátor tepla kavitačního typu má své pozitivní i negativní stránky.
Mezi výhody lze rozlišit následující ukazatele:

dostupnost;
obrovské úspory;
nepřehřívá se;
Účinnost se sklonem k 100% (pro jiné typy generátorů je dosažení těchto ukazatelů extrémně obtížné);
dostupnost zařízení, která umožňuje sestavit zařízení ne horší než tovární.

Jsou brány v úvahu slabosti generátoru Potapov:

objemové rozměry, které zabírají velkou plochu obytného prostoru;
vysoká úroveň hluku motoru, což znesnadňuje spánek a odpočinek.

Generátor používaný v průmyslu se od domácí verze liší pouze velikostí. Někdy je však výkon domácí jednotky tak vysoký, že nemá smysl ji instalovat v jednopokojovém bytě, jinak bude minimální teplota během provozu kavitátoru nejméně 35 ° C.

Video ukazuje zajímavou verzi vírového generátoru tepla na tuhá paliva

DIY CTG

Nejjednodušší možností pro realizaci doma je kavitační generátor trubkového typu s jednou nebo více tryskami pro ohřev vody. Proto budeme analyzovat příklad výroby právě takového zařízení, k tomu budete potřebovat:

Čerpadlo - pro vytápění si vyberte tepelné čerpadlo, které se nebojí stálého vystavení vysokým teplotám. Musí poskytovat pracovní tlak na výstupu 4 - 12 atm.
2 tlakoměry a manžety pro jejich instalaci - umístěné na obou stranách trysky pro měření tlaku na vstupu a výstupu kavitačního prvku.
Teploměr pro měření množství ohřevu chladicí kapaliny v systému.
Ventil pro odstraňování přebytečného vzduchu z generátoru kavitačního tepla. Instalováno v nejvyšším bodě systému.
Tryska - musí mít průměr díry od 9 do 16 mm, nedoporučuje se dělat méně, protože již v čerpadle může dojít ke kavitaci, což výrazně sníží jeho životnost. Tvar trysky může být válcový, kónický nebo oválný, z praktického hlediska vám bude vyhovovat jakýkoli.
Trubky a spojovací prvky (topné radiátory v jejich nepřítomnosti) jsou vybírány v souladu s daným úkolem, ale nejjednodušší možností jsou plastové trubky pro pájení.
Automatizace zapnutí / vypnutí kavitačního generátoru tepla - je zpravidla vázán na teplotní režim, nastaven na vypnutí při asi 80 ° C a zapnutí při poklesu pod 60 ° C. Ale provozní režim generátoru kavitačního tepla si můžete zvolit sami.

Obr. 6: schéma kavitačního generátoru tepla
Před připojením všech prvků je vhodné nakreslit diagram jejich umístění na papír, stěny nebo na podlahu. Místa musí být umístěna mimo hořlavé prvky nebo musí být odstraněna v bezpečné vzdálenosti od topného systému.

Shromážděte všechny prvky, jak je znázorněno na schématu, a zkontrolujte těsnost bez zapnutí generátoru. Poté otestujte kavitační tepelný generátor v provozním režimu, normální nárůst teploty kapaliny je 3 - 5 ° C za jednu minutu.

Jak udělat

K vytvoření domácího generátoru tepla budete potřebovat brusku, elektrickou vrtačku a svařovací stroj.

Proces bude probíhat následovně:

Nejprve musíte odříznout kus poměrně silné trubky o celkovém průměru 10 cm a délce nejvýše 65 cm. Poté na ní musíte vytvořit vnější 2 cm drážku a odříznout vlákno.
Nyní z přesně stejné trubky je nutné udělat několik kroužků dlouhých 5 cm, po kterých se vyřízne vnitřní závit, ale pouze z jedné strany (tj. Půlkruhy) na každém.
Dále musíte vzít plech s tloušťkou podobnou tloušťce trubky. Vytvořte z toho víčka. Musí být přivařeny k kroužkům na straně bez závitu.
Nyní v nich musíte udělat středové otvory. V první musí odpovídat průměru trysky a ve druhé průměru trysky. Současně musíte na vnitřní straně krytu, který bude použit s tryskou, provést zkosení pomocí vrtáku. V důsledku toho by tryska měla vyjít.
Nyní připojíme generátor tepla k celému tomuto systému. Otvor čerpadla, odkud je voda dodávána pod tlakem, musí být připojen k odbočce umístěné poblíž trysky. Připojte druhé odbočné potrubí ke vstupu do samotného topného systému. Ale připojte výstup z druhé k vstupu čerpadla.

Takže pod tlakem vytvářeným čerpadlem začne chladicí kapalina ve formě vody proudit tryskou. Díky neustálému pohybu chladicí kapaliny uvnitř této komory se zahřívá. Poté se dostane přímo do topného systému. A aby bylo možné regulovat výslednou teplotu, musíte za odbočnou trubku nainstalovat kulový ventil.

Ke změně teploty dojde, když se změní její poloha, pokud prochází méně vody (bude v polouzavřené poloze). Voda zůstane uvnitř skříně a bude se delší dobu pohybovat, kvůli čemuž se její teplota zvýší. Takto funguje podobný ohřívač vody.

Podívejte se na video, které poskytuje praktické rady, jak vyrobit vírový generátor tepla vlastními rukama:

Při úzkém řešení problému oteplování a vytápění domu se často setkáváme se skutečností, že se objevují některá zázračná zařízení nebo materiály, které jsou považovány za průlom století. Po dalším studiu se ukázalo, že se jedná o další manipulaci. Živým příkladem toho je kavitační generátor tepla. Teoreticky vše dopadne velmi výnosně, ale zatím v praxi (v procesu plnohodnotného provozu) nebylo možné prokázat účinnost zařízení. Buď nebylo dost času, nebo nebylo všechno tak hladké.