Кавітація, що це таке - теплогенератор своїми руками
В опаленні приватного будинку або виробничих приміщень використовуються різноманітні схеми отримання теплоенергії.
Однією з них є кавитационні генератори, які дозволять опалювати приміщення з меншими витратами.
Для самостійної збірки і установки такого пристрою потрібно розуміти принцип роботи та технологічні нюанси.
фізичні основи
Бульбашки пара можуть виникати під дією звукової хвилі певної частоти або випромінюванням джерела когерентного світла.
У процесі змішування парових порожнин з водою під тиском призводить до мимовільного хляпанню бульбашок і виникнення руху води ударної сили (про розрахунок гідравлічного удару в трубопроводах написано тут).
В таких умовах молекули розчинених газів виділяються в утворюються порожнини.
У міру проходження процесу кавітації. температура всередині бульбашок підвищується до 1200 градусів.
Це негативно впливає на матеріали водяних ємностей, оскільки кисень при таких температурах починає інтенсивно окисляти матеріал.
Досліди показали, що при таких умовах руйнування піддаються навіть сплави з дорогоцінних металів.
Зробити кавітаційний генератор самостійно, досить просто. Добре вивчена технологія вже кілька років втілена в матеріали і використовується для опалення приміщень.
Генератор являв собою закриту ємність, через яку під тиском подавалася вода. Бульбашки пари утворюються під дією змінного електромагнітного поля.
А що вам відомо про поліпропіленові труби для холодного та гарячого водопостачання. У корисною статті прочитайте про те, чим вони відрізняються, а також про переваги одних і недоліки інших.
Відгуки на миючі засоби для посудомийних машин прочитайте на цій
сторінці.
Гідності й недоліки
Кавітаційний водонагрівач - простий прилад, що перетворює енергію рідини в теплову.
У такій технології є плюси:
- ефективність;
- економія палива;
- доступність.
Теплогенератор збирається своїми руками з комплектуючих. які можна придбати в будівельному магазині (які труби вибрати для водопроводу в квартирі).
Такий пристрій, за параметрами, не відрізнятиметься від заводських моделей.
- підвищений рівень шуму;
- складність підбору матеріалу для робочої ємності;
- для приміщень площею до 80 квадратних метрів потужність пристрою буде надмірної;
- необхідна наявність вільного простору під установку приладу.
ВАЖЛИВО!
Для контролю швидкості руху рідини використовують спеціальні пристрої, здатні пригальмувати рух води.
принципи дії
Робочий процес проходить одночасно в двох фазах навколишнього середовища:
Нагнітають пристрої не призначені для дій в таких умовах, що веде до хляпанню порожнин з втратою ефективності.
Теплогенератори змішують фази. викликаючи термічну конверсію.
Обігрівачі для побутового використання перетворять механічну енергію в теплову з поверненням рідини до джерела (про бойлер непрямого нагріву з рециркуляцією прочитайте на цій сторінці).
А вам відомо про підвісні унітази для інвалідів. Який купити і як змонтувати сантехніку для людей з обмеженими можливостями, прочитайте в корисної статті.
Що додавати в пральну машину від накипу написано тут.
За рахунок цього, теплові втрати, мінімальні, в межах одного відсотка, тому втрати враховують, як похибка перетворення енергії.
Промислові установки працюють на іншому принципі.
Тепло на виході передається рідини в іншому пристрої, потужність більше, ніж механічна енергія нагрівача.
Такий підхід продуктивніше, ніж у зворотних приладів. Пристрої не потребують постійного контролю і настройки.
Використовують декілька типів подібних теплогенераторів:
Дія пристрою базується на роботі відцентрового насоса.
До складу апарату входять: патрубки, статор, корпус, робоча камера.
Виготовляється кілька моделей роторних перетворювачів, але найбільш ефективною вважається модель Гріггса.
УВАГА!
Різниця в тиску входу і виходу повинна становити 8-12 атмосфер.
Тиск регулюється спеціальним вентилем.
Ротор і статор розташовані так, що між ними існує зазор, завдяки якому, здійснюється нагрів рідини.
Рух рідини на поверхні диска підвищує температуру.
Швидкість обертання ротора може досягати 3000 об / хвилину, що досить для нагрівання рідини до 90 градусів.Пристрій не містить рухомих частин.
Освіта і схлопування парових бульбашок проходить в соплах, які підключаються до робочої ємності.
Велика швидкість рідини забезпечується різними діаметрами на вході і виході з сопла.
Ефективність статичних пристроїв нижче, ніж у роторних. Вони займають значну площу і більше важать.
За рахунок відсутності рухомих механізмів статичні генератори довше служать, не потребують точного налаштування, заміна сопел вимагає мінімальних витрат.
Самостійне виготовлення теплогенератора
Вперше, кавітаційний апарат розробив Потапов в якості альтернативного джерела опалення приватного будинку (написано тут).
На практиці використовують прилади конструкцій Шаубергера, Лазарева.
У створенні генератора використовуються креслення Ларіонова, Федоскина і Петраков.
До початку роботи підбирається насос (як зробити розрахунок циркуляційного для системи опалення прочитайте в цій статті).
Враховуються такі параметри:
- потужність;
- необхідну кількість теплової енергії;
- величина напору.
Більшість моделей виконані у вигляді сопел, що пояснюється простотою модернізації, практичністю, більшою потужністю.
Отвір між дифузором і конфузорів має мати діаметр 8-15 сантиметрів. При меншому перерізі отримуємо високий тиск, але невелику потужність.
Теплогенератор має камеру розширення. розмір якої обчислюється, виходячи з потрібної потужності.
особливості конструкції
Незважаючи на простоту пристрою, існують особливості, які необхідно враховувати при складанні:
- що надходить патрубок з'єднується з насосом за допомогою фланця.
Постійний рух створює нагрівання води, тепло перетворюється в механічну енергію.
Розрахунки тепла робиться за такими формулами:
Епот = - 2 * Екін, де
Екін = mV2 / 2 - непостійна кінетична величина.
Збірка кавитационного генератора своїми руками дозволить заощадити не тільки на паливі, але і на покупці серійних моделей.
Виробництво таких теплогенераторів налагоджено на терріторііУкаіни і за кордоном.
Пристрої мають безліч переваг, але головний недолік - вартість - зводить їх нанівець. Середня ціна на побутову модель становить близько 50-55 тисяч рублів.
висновок
Самостійно, зібравши кавітаційний теплогенератор, отримуємо апарат з високим ККД.
Для коректної роботи пристрою, необхідно захистити металеві частини за допомогою фарбування. Деталі, що мають контакт з рідиною, краще робити товстостінними, що збільшить термін служби.