Сегодня читали статью (1)
Источники тепла на базе насосных агрегатовМеханическое воздействие на жидкость приводит к ее нагреву, установили Д. Джоуль и Р. Майер. И полтора века спустя создавались изобретения на эту тему [1]. Обнаружено, что в тепло может быть превращена и внутренняя энергия жидкости (в режиме кавитации), при этом температура воды может не соответствовать затраченной механической энергии, http://www.jurle.com/. Для возбуждения кавитационного режима используется вихревой эффект. Первенство в создании вихревого нагревателя жидкости (ВНЖ) принадлежит профессору Куйбышевского авиационного института А.П.Меркулову(1960-е годы). Энергоресурсы в те годы особо не считали, поэтому открытие ещё долго не получало развития. В настоящее время в России ВНЖ производятся рядом фирм (Москва, Санкт-Петербург, Тула и др.). Использование ВНЖ выгодно при строительстве электрифицированных объектов, прокладка газовых коммуникаций и труб ТЭЦ к которым невозможна или не экономична. КПД аппаратов может быть весьма высоким, поскольку “потери” в насосе полностью идут на нагрев отапливаемой системы. С помощью ВНЖ можно нагревать любые жидкости, в то время как ТЭНы пожароопасны и подвержены воздействию накипи. Известно два типа ВНЖ. Статические аппараты не содержащат подвижных деталей и отличаются низкой себестоимостью, высокой надёжностью в работе; содержат завихритель, камеру с выходным патрубком и тормозным устройством; эффективность статических ВНЖ мала, они не экономичны. К динамическому типу относятся ВНЖ, в которых имеются роторы, связанные кинематически с источником крутящего момента. Динамические ВНЖ обеспечивают значительно большую эффективность, чем статические, но имеют свои недостатки. Подробнее оба типа описаны ниже. Авторская разновидность ВНЖ (гидроимпульсная, турбинного типа) представляет собой новый тип нагревателя (смешанный), сочетающий преимущества статических и динамических ВНЖ. Рабочий процесс ВНЖ описан на основе теории структурирования жидкости, разработанной киевским профессором И.М.Федоткиным. Согласно этой теории, значения относительной статической диэлектрической проницаемости
где Qизб вызвана экзотермическим превращением воды(теплота перехода Qизб зависит от интенсивности кавитации, степени различия молярных теплоемкостей воды в свободном и структурированном состояниях, а также начальной температуры воды: где: Cв1 и Cв2 – удельные теплоемкости при постоянном давлении свободной воды L1 и кавитирующей воды L2, соответственно. Cв2 можно представить в виде Cв2 = k2Cл, где:
В случае полного структурирования Т.о., в ВНЖ происходит существенное дополнительное тепловыделение Qизб. В замкнутой схеме работы (ВНЖ 1, насос 2 и теплообменник 3 соединены последовательно, рис.1) выделение теплоты Qизб происходит без изменения энергосодержания контура. Рис.1 Теплопроизводительность контура за время
где k – коэффициент пропорциональности. Эффективность работы ВНЖ:
где U – электроэнергия, потребляемая насосом за время Эффективность ВНЖ определяется с помощью калориметра 4(на рис. 1 изображен пунктиром). По изменению температуры Т образцовой жидкости в резервуаре за время Но совсем иначе обстоят дела при разомкнутой схеме работы ВНЖ (от «магистрали-донора» - трубопровода проточной воды), рис.2. Если возвращать в магистраль - донор релаксирующую воду, а в ВНЖ постоянно подавать «свежую» (с неиспользованной для тепловыделения внутренней энергией), эффективность нагревательной системы заметно превысит единицу! Закон сохранения энергии не нарушается, процесс проходит по обратному термодинамическому циклу[44], [45]. Такой режим обеспечивается не только самим ВНЖ, но и методом отбора тепла от внешнего низкотемпературного источника – системы водоснабжения, с затратой механической работы. Рис.2 С учётом изложенных тенденций автором разработана принципиально новая разновидность ВНЖ с роторным активатором-турбиной, приводимой текущим рабочим телом (патентная заявка RU2005136836) , рис.3. Рис.3 Вихревые камеры в аппарате нового типа расположены на периферии первого ротора, являющегося активной гидротурбиной. Второй ротор выполнен в виде реактивной гидротурбины. Роторы вращаются в противоположном направлении, при этом циклически генерируются гидроудары (путём перекрытия вторым ротором срезов части вихревых камер). Гидроударные волны перепускаются в тыловые зоны открытых камер. Предусмотрены также средства саморегулирования энергообмена роторов с рабочим телом. Всё это обеспечивает большую амплитуду и широкий частотный спектр колебаний, а также высокую эффективность кавитации при малом гидравлическом сопротивлении. Конструкция аппарата по рис.3 обеспечивает уход от общего недостатка аналогов – наличия валов с жёстко посаженными на них роторами (см .ниже). Оптимальными по соотношению «себестоимость - эффективность» средствами повышена эффективность и расширены его функциональные возможности аппарата (направленные, в частности, на повышение КПД паровых котлов). Чтобы принципиальные отличия нового ВНЖ стали понятны читателю, рассмотрим особенности известных типов КА. В статических КА отсутствуют подвижные конструктивные элементы [2] - [19], [21] - [26] и необходимо наличие тормозного устройства, имеющем большое гидравлическое сопротивление (например, [11] и 18]). Известны также гидродинамические генераторы волн в жидкости [27]. Известны каскадные соединения таких генераторов - последовательные и параллельные [28]. Эти аппараты не нагревают рабочее тело и не могут быть средством повышения КПД паровых котлов. Динамические КА имеют роторные (перфорированные [20], [25], [31], [33] - [40], либо лопаточные [32]) активаторы, жёстко скрепленные с приводными валами, а также образованные полостью корпуса неподвижные рабочие камеры с входным и выходным патрубками. Большой момент инерции роторов, кинематически связанных с валом приводного электродвигателя - общий недостаток всех известных ВНЖ динамического типа. Этот недостаток присущ и ВНЖ «ТС» ( г. Тула), рис.4. Аппаратам «ТС» необходим энергоёмкий привод вала ротора, дорогостоящая динамическая балансировка массивного ротора, применения выносных подшипниковых опор с радиальными уплотнениями. «ТС» требуют применения аппаратуры плавного пуска и непригодны для повышения КПД паровых котлов при совместной работе со штатными питательными насосами котлов без дополнительного электропривода. Рис.4 Автор располагает документальными свидетельствами ростовских предпринимателей о низких потребительских качествах и надёжности «ТС», что обусловлено упомянутыми выше органическими свойствами конструкции. Среди аналогов такого рода известны средства создания автоколебаний в рабочей камере [20],[41], сходного с заявляемым устройством назначения. Например, в «Роторном гидроударном насосе - теплогенераторе» [42] совмещена зона кавитации с рабочим колесом насоса, что снижает КПД последнего [29] и эффективность всей нагревательной системы. Это присуще и остальным подобным КА [32], [35], [38], [39]. Нагрев рабочего тела при автономной работе рассмотренных выше КА начинается с начальной (сетевой) температуры, не превышающей обычно двадцати градусов Цельсия. Это влечёт большие затраты энергии и увеличивает срок окупаемости КА. Применение изобретения совместно с котламиВ современных котлах рабочее тело питательным насосом прокачивается через экономайзер в зону парообразования. При этом не используется впервые найденная автором возможность повысить температуру рабочего тела прямым воздействием штатного питательного насоса. Согласно изобретению, в паровом котле рабочее тело также прокачивают питательным насосом через экономайзер, где тепло продуктов сгорания топлива нагревает рабочее тело до температуры не ниже 336 оК. Из экономайзера рабочее тело направляют в зону кавитационного и волнового воздействия, которую создаёт генератор. Время сжатия кавитационного пузырька очень мало, процесс его коллапса происходит адиабатически. Внутри пузырьков давление может повышаться до величины 108 Па , а температура увеличиваться до 104 °С [43]. Происходит высвобождение внутренней энергии рабочего тела, в результате чего последнее скачкообразно закипает[10]. Схлопывание кавитационных каверн приводит к генерированию ультразвуковых колебаний. Это вызывает вторичную кавитацию (лавинообразный процесс с положительной обратной связью). При этом затраты энергии питательного насоса на генерацию кавитации и волн несопоставимо меньше, чем высвобожденная внутренняя энергия рабочего тела (в форме теплоты). Подогрев питательной воды котла отходящими газами в экономайзере до температуры не ниже 336°К, последующее направление её в генератор, а из него - в зону подвода внешней теплоты, обеспечивает сверхсуммарный эффект - повышение КПД котла при несопоставимо малых затратах энергии питательного насоса на проталкивание воды через генератор. Рис.5 Использование изобретения для интенсификации и сокращения токсичности сгорания. Необходимо обратить внимание также и на целесообразность использования изобретения для интенсификации и сокращения токсичности сгорания тяжёлых фракций нефти (путём кавитационно - волновой обработки паромазутной смеси перед подачей в горелки или камеры сгорания). Схема работы аппарата в таком качестве приведена на рис.5, где позициями обозначены: 20 - гидродинамический генератор, 21- насос, 22- форсунка, 23 - камера сгорания с рубашкой охлаждения 24, 25 - теплообменник, 26 - расходный бак, 27 - эжектор, 28 - двухканальный регулятор расхода, 29 - газовая горелка. Источники информации1. Авторское свидетельство СССР N1627790 на изобретение, 1991 г. 2. Патент RU по заявке № 200110 5711/06, 2001 г.
Разместил статью: sergej_geller
![]() ![]() |
⇩ Информационный блок ⇩
⇩ Реклама ⇩
Loading...
⇩ Категории-Меню ⇩
⇩ Интересное ⇩
Универсальная горелка с вращающейся электродугой
![]() Экономичный кавитационно- гидродинамичный теплогидроэлектрогенератор Дудышева
![]() |
⇩ Ваши закладки ⇩
⇩ Новые темы форума ⇩
⇩ Каталог организаций ⇩
⇩ Комментарии на сайте ⇩
⇩ Топ 10 авторов ⇩
⇩ Лучшее в Архиве ⇩
⇩ Реклама ⇩
|