Сегодня читали статью (1)
Устройство для нагрева водыИЗОБРЕТЕНИЕ
|
![]() |
![]() |
На Фиг.3 показан поперечный разрез рабочего колеса, состоящего из деталей: 20 - диск с ребрами; На Фиг.4 изображено рабочее колесо в сборе с видом а) торца со спиралями 26 и б) плана. |
|
![]() |
![]() |
На Фиг.5 показан поперечный разрез неподвижного диска 5, впрессованного во внутреннюю поверхность цилиндрической части корпуса 1, с пазами 27.
На Фиг.6 изображены условия возникновения трения жидкости в зонах В и Г вращения рабочего колеса.
Теплогенератор соединен через вал 13 с электродвигателем 28 и с системой теплообмена, включающей в себя магистрали, запорно-регулировочные клапаны 14, 15, 29, теплообменник 16, расширительный бак 17, насос 18, тепловой аккумулятор 30.
При включении насоса 18 жидкость, например вода, через всасывающий патрубок 8, входное отверстие 9 корпуса 1 под давлением 5-6 атм подается во всасывающую полость 10 тангенциально к горизонтальной оси теплогенератора (Фиг.1 и 2). При включении двигателя 28 за счет вращения рабочего колеса 4 через вал 13 возникает циркуляция воды от полости 10 через сквозные отверстия 24 (Фиг.3 и 4) рабочего колеса, отверстия 11 крышки выхода 3 теплогенератора, конусный спрямляющий аппарат 6, нагнетательный патрубок 12 к теплообменнику 16. Одновременно за счет закрутки воды ребрами 22 и спиралями 26 рабочего колеса (Фиг.3) в его периферийной зоне осуществляется циркуляция воды через щель 19, образованную канавками 25 спиралей 26 вращающихся дисков 20 и 21 и канавками 27 неподвижного диска 5 (Фиг.5), увеличивая силу трения потока воды по боковым плоскостям рабочего колеса в зонах В и Г (Фиг.6). При этом частицы воды, прилегающие к рабочему колесу, под действием развиваемой им центробежной силы за счет ребер 22 диска 20, стремятся к периферии внутренней части корпуса 1, а частицы, прилегающие к его крышкам входа 2 и выхода 3, движутся от периферии к центру (Фиг.6). Этим обеспечиваются требуемое давление на входе в сопла 23, способствующее всасыванию ими воды с запасенной кинетической энергией, последующее выталкивание ее в щель 19 и далее через отверстия 11, нагнетательный патрубок 12 в систему теплообмена 16. При встрече частиц воды наступает разрыв сплошности среды, что ведет к образованию гидродинамической кавитации воды с последующим подкипанием жидкости и выделением тепла на границе вращающегося рабочего колеса 4 и неподвижного диска 5 без применения специального кавитатора. Этому режиму соответствуют расчетные значения скорости вращения рабочего колеса, напора воды и внутреннего объема цилиндрического корпуса теплогенератора. Мощность трения рабочего колеса о жидкость можно определить следующим образом (см.Фиг.6).
Элементарная сила трения dR, действующая на элемент поверхности рабочего колеса dF, вращающегося со скоростью U в среде с плотностью , равна [1]
где - коэффициент трения.
Элементарная мощность трения обеих сторон рабочего колеса dNg равна
Интегрирование (2) по всей поверхности рабочего колеса с учетом формулы (1) позволяет получить мощность трения в зонах вращающегося рабочего колеса
где D - диаметр рабочего колеса.
Определенная по выражению (3) мощность трения рабочего колеса жидкости эквивалентна тепловой энергии на выходе теплогенератора. Механизм получения тепловой энергии представляет собой так называемый фазовый переход высшего рода [2, 3], т.е. взаимодействие с атомами воды свободных электронов, появляющихся при деструкции воды в процессе кавитации, вырывающих из атома положительно заряженные частицы - электрино, превращающиеся в фотоны, несущие тепло.
Предварительно нагретая вода через отверстия крышки выхода 3 (Фиг.2) поступает в тормозное устройство, содержащее конусный спрямляющий аппарат с пластинами 7, которое обеспечивает создание при торможении жидкости закручивающего момента и зоны гидрокавитации для дальнейшей интенсификации нагрева воды за счет повышения силы ее гидравлического удара о внутреннюю поверхность конусного спрямляющего аппарата и пластины. Затем происходит дальнейшее вытеснение воды к нагревательному патрубку 12, которая, преодолевая сопротивление регулятора давления в клапане 15, направляется в теплообменник 16 и далее в расширительный бак 17 и к насосу 18, обеспечивая обогрев и горячее водоснабжение потребителей, а через клапан 29 при необходимости поступает в тепловой аккумулятор 30. При этом насос 18 необходим только для кратковременного использования при первоначальном заполнении системы теплообмена водой и восполнения ее частичных потерь.
После остановки теплогенератора, а значит, и рабочего колеса необходимая температурная разгрузка внутренней полости устройства для предотвращения подгорания его торцевых уплотнений обеспечивается перетоком жидкости через сквозные отверстия 24 рабочего колеса.
Проведенные на опытных образцах ИНФИКО заявляемого устройства эксперименты и математическое (компьютерное) моделирование элементов теплогенератора [4] позволили установить их оптимальные параметры. Так, для теплогенератора тепловой мощностью 75 кВт максимальные размеры корпуса вместе со спрямляющим аппаратом составляют 560 мм, диаметр рабочего колеса 300 мм, расстояние рабочего колеса от крышек входа и выхода по 62 мм, диаметр его сквозных отверстий 20 мм, распределенных по окружности колеса через 36°, конус спрямляющего аппарата 30°. Каждая спираль рабочего колеса и неподвижного диска выполнена под углом 12° к горизонтальной оси теплогенератора и содержит 95 и 96 канавок с радиусом 2,2 мм в колесе и диске-кольце соответственно, равномерно распределенных по длине спирали.
При изменениях отдельных, указанных выше параметров, в процессе экспериментов наблюдались неустойчивые завихрения в корпусе теплогенератора, которые уносятся в нагнетательный патрубок, что приводит к разрушению устойчивости гидрокавитации жидкости и снижению температуры нагрева воды.
На предприятии ОАО Истринский опытный завод “Углемаш” изготовлен опытный образец заявляемого устройства с использованием возможностей промышленного производства элементов теплогенератора типа ТС-1 с приведенными выше параметрами элементов.
В данном теплогенераторе объединены две функции: нагрев и интенсифицированная подача жидкости в систему теплообмена, а роль кавитатора выполняют вращающееся рабочее колесо, неподвижный диск-кольцо, их спирали с канавками, образующие между колесом и диском щель переменного сечения.
Проведенные испытания этого образца показали, что эффективность нагрева воды возросла в 1,8 раза при той же мощности насоса, электродвигателя и теплопроизводительности в сравнении с аналогами и прототипом.
Кроме того, эксплуатационная надежность заявляемого устройства сохранилась на высоком уровне, поскольку в нем использована лишь одна тормозная система на выходе теплогенератора и отсутствует кавитатор, что позволило снизить его массoгабаритные размеры.
1. Абианц В.Х. Теория газовых турбин реактивных двигателей. - М: Машиностроение, 1965 г., стр. 219.
2. Андреев Е.А., Смирнов А.П., Давыденко Р.А., Ключерев О.А. Естественная энергетика. - СПб: Нестор, 2000 г., стр. 27-32.
3. Андреев Е.А., Андреев С.Е., Глазырин Е.С. Естественная энергетика-2. - СПб: Невская жемчужина, 2002 г., стр. 25-30.
4. Научно-технический отчет с НИОКР "Разработка устройства для нагрева жидкости". - М.: ЗАО “ИНФИКО”, 2002.
5. Аналоги изобретения:
- RU 2045715 С1, RU 2054604 C1, 20.02.1996 г.;
- RU 2162571 С1, 27.01.2001 г., RU 2160417 С2, 10.12.2000 г.;
- RU 2201562 С2, 27.03.2003 г.
1. Устройство для нагрева жидкости, содержащее теплогенератор насосного типа, состоящий из корпуса, имеющего цилиндрическую часть и расположенные в корпусе, по меньшей мере, одно средство для ускорения движения жидкости, выполненное в виде рабочего колеса, состоящего из одного диска с ребрами и одного диска-накладки с образованными ими соплами по периферии внутренних боковых поверхностей с возможностью вращения его под действием привода и диска в виде плоского кольца, расположенного внутри цилиндрической части корпуса в зоне вращения рабочего колеса коаксиально ему, с образованием щели переменного сечения, которая образована прилегающими между собой радиальными канавками в виде спиралей торцевой поверхности рабочего колеса и внутренней поверхности диска, одно средство для торможения движения жидкости, выполненное в виде конусного спрямляющего аппарата с расположенными вертикально к стенкам конуса пластинами, и систему теплообмена, подключенную к нагнетательному патрубку и к насосу, отличающееся тем, что диск-кольцо установлен неподвижно, а радиальные канавки в виде спиралей, выполненные на торцевой поверхности рабочего колеса и внутренней поверхности неподвижного диска-кольца, расположены оппозитно под углами к радиусу окружности, ограничивающей внешние концы канавок.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диск с ребрами рабочего колеса имеет круглые сквозные отверстия, равномерно распределенные по всей окружности диска с ребрами.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рабочее колесо установлено с возможностью регулирования зазоров а и б между его боковыми поверхностями и крышками входа и выхода теплогенератора соответственно.
4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что вращающиеся диски рабочего колеса содержат сопла для всасывания и подачи жидкости в щель.
Разместил статью: admin
Дата публикации: 18-09-2009, 16:14
html-cсылка на публикацию |
⇩ Разместил статью ⇩
![]() Фомин Дмитрий Владимирович |
|
BB-cсылка на публикацию | ||
Прямая ссылка на публикацию |
![]() | pi31453_53 Публикаций: 9 Комментариев: 0 |
![]() | agrohimwqn Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | agrohimxjp Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | Patriotzqe Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | kapriolvyd Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | agrohimcbl Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | Patriotjpa Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | kapriolree Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | gustavoytd Публикаций: 0 Комментариев: 0 |
![]() | Mihaelsjp Публикаций: 0 Комментариев: 0 |